一、概述

GB/T1409-2006介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復(fù)合材料等的一項(xiàng)重要的物理性質(zhì)，通過測(cè)定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)（ε），可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)；該儀器用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位對(duì)無機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。

二、測(cè)試原理

GB/T1409-2006介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測(cè)試。

它以單片計(jì)算機(jī)作為儀器的控制，測(cè)量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測(cè)試點(diǎn)自動(dòng)設(shè)定，諧振點(diǎn)自動(dòng)搜索，Q值量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，數(shù)值顯示等新技術(shù)，改進(jìn)了調(diào)諧回路，使得調(diào)諧測(cè)試回路的殘余電感減至低，并保留了原Q表中自動(dòng)穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時(shí)更為方便，測(cè)量值更為精確。

儀器能在較高的測(cè)試頻率條件下，測(cè)量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。

本測(cè)試裝置是由二只測(cè)微電容器組成，平板電容器一般用來夾持被測(cè)樣品，園筒電容器是一只分辨率高達(dá)0.0033pF的線性可變電容器，配用儀器作為指示儀器，絕緣材料的損耗角正切值是通過被測(cè)樣品放進(jìn)平板電容器和不放進(jìn)樣品的Q值變化，由園筒電容器的刻度讀值變化值而換算得到的。同時(shí)，由平板電容器的刻度讀值變化而換算得到介電常數(shù)。

三、技術(shù)指標(biāo)

信號(hào)源 DDS信號(hào)
頻率范圍 10KHz-70MHz 10KHz-100MHz 100KHz-160MHz
Q值測(cè)量范圍 2～1023
Q值量程分檔 30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔
電感測(cè)量范圍 4.5nH-10mH 160M：1nH-140mH
電容直接測(cè)量范圍 1～460pF 160M:1pF-25uF
主電容調(diào)節(jié)范圍 30～540pF 160M:17-240pF
電容準(zhǔn)確度 150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%
型號(hào)頻率指示誤差 1*10-6 ±1
Q值合格指示預(yù)置功能范圍 5～1000
Q值自動(dòng)鎖定，無人工搜索
Q表正常工作條件
a. 環(huán)境溫度：0℃～+40℃
b．相對(duì)濕度：<80％；
c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
10．其他
a．消耗功率：約25W；
b．凈重：約7kg；
c. 外型尺寸：（l×b×h）mm：380×132×280。
11．產(chǎn)品配置：
a. 測(cè)試主機(jī)一臺(tái)；
b. 電感一套；
c. 夾具一 套
四、性能特點(diǎn)

1. 平板電容器 極片尺寸：φ25.4mm\φ50mm 極片間距可調(diào)范圍和分辨率：≥10mm，±0.01mm

2. 園筒電容器 電容量線性：0.33pF / mm±0.05 pF長(zhǎng)度可調(diào)范圍和分辨率：≥0～20mm，±0.01mm

3. 夾具插頭間距：25mm±1mm

4. 夾角損耗角正切值：≤4×10－4（1MHz時(shí)）

5、數(shù)顯電極

五、測(cè)試電路原理

振蕩器輸出頻率可調(diào)的正弦信號(hào)，通過調(diào)節(jié)電容使電路諧振；在電路諧振狀態(tài)下，調(diào)節(jié)可變電容得到相應(yīng)測(cè)量參數(shù)，推算被測(cè)樣品的介電常數(shù)和損耗正切值。

左邊可調(diào)電容就是圓筒微調(diào)電容，右邊固定電容就是平板測(cè)量電容，兩個(gè)極板之間是否有樣品，電路的行為是不一樣的。

六、注意事項(xiàng)

1 諧振狀態(tài)時(shí)，時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電源過熱。

2 不同電感諧振頻率范圍不同，也可以通過右下方旋鈕（輔助電容）找到選定的諧振頻率。

3 必要時(shí)，自動(dòng)粗略搜索后，須手動(dòng)慢慢精細(xì)調(diào)節(jié)。

1 諧振狀態(tài)時(shí)，時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電源過熱

2 不同電感諧振頻率范圍不同

電感 頻率 Q 建議
25mH 100k 70 手動(dòng)搜頻
5mH 200k 130 自動(dòng)搜頻
1Mh 500k 220 自動(dòng)搜頻
250uH 1M 220 自動(dòng)搜頻
50uh 2M 230 自動(dòng)搜頻
10uh 5M 180 自動(dòng)搜頻
2．5uh 10M 190 自動(dòng)搜頻
0．5uh 15M 200 自動(dòng)搜頻
0．1Uh 20M 40 手動(dòng)搜頻


七、維修保養(yǎng)

本測(cè)試裝置是由精密機(jī)械構(gòu)件組成的測(cè)微設(shè)備，所以在使用和保存時(shí)要避免振動(dòng)和碰撞，要求在不含腐蝕氣體和干燥的環(huán)境中使用和保存，不能自行拆裝，否則其工作性能就不能保證，如測(cè)試夾具受到碰撞，或者作為定期檢查，要檢測(cè)以下幾個(gè)指標(biāo)：

1. 平板電容器二極片平行度不超過0.02mm。

2. 園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過0.1mm。

3. 保證二個(gè)測(cè)微桿0.01mm分辨率。

4. 用精密電容測(cè)量?jī)x（±0.01pF分辨率）測(cè)量園筒電容器，電容呈線性率，從0~20mm，每隔1mm測(cè)試一點(diǎn)，要求符合工作特性要求。

GB/T1409-2006測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長(zhǎng)在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法

范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在15 Hz~300 MHz的頻率范圍內(nèi)測(cè)量電容率,介質(zhì)損耗因數(shù)的方法,并由此計(jì)算某些數(shù)值，如損耗指數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)中所敘述的某些方法,也能用于其他頻率下測(cè)量。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)量液體、易熔材料以及固體材料。測(cè)試結(jié)果與某些物理?xiàng)l件有關(guān),例如頻率、溫度、濕度,在特殊情況下也與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。

有時(shí)在超過1000V的電壓下試驗(yàn),則會(huì)引起一些與電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)無關(guān)的效應(yīng),對(duì)此不予論述。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn),

IEC 60247:1978液體絕緣材料相對(duì)電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測(cè)量

3術(shù)語(yǔ)和定義

3.1

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

相對(duì)電容率relative permittivity

e.

電容器的電極之間及電極周圍的空間全部充以絕緣材料時(shí),其電容Cx與同樣電極構(gòu)形的真空電容C之比

-**(1)

式中:

,一-相對(duì)電容率;

C一充有絕緣材料時(shí)電容器的電極電容:

C.真空中電容器的電極電容。

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,不含二氧化碳的干燥空氣的相對(duì)電容率e,等于1.000 53。因此,用這種電極構(gòu)形在空氣中的電容C.來代替C。測(cè)量相對(duì)電容率ε,時(shí),也有足夠的精確度。

在一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)中,絕緣材料的電容率是在該系統(tǒng)中絕緣材料的相對(duì)電容率e,與真空電氣常數(shù)。的乘積。

在SI制中,電容率用法/米(F/m)表示。而且,在SI單位中,電氣常數(shù)e為;

£。 8.854 x10'F/m;36*x10F/m在本標(biāo)準(zhǔn)中,用皮法和厘米來計(jì)算電容,真空電氣常數(shù)為:

3.2

介質(zhì)損耗角dielectric loss angle

由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角。

3.3

介質(zhì)損耗因數(shù)”dielectric dissipation factor

tand

損耗角ð的正切。

3.4

[介質(zhì)]損耗指數(shù)[dielectric]loss index

3.5

該材料的損耗因數(shù)tan8與相對(duì)電容率e，的乘積，

復(fù)相對(duì)電容率complex relative permittivity

由相對(duì)電容率和損耗指數(shù)結(jié)合而得到的:

4電氣絕緣材料的性能和用途

4.1電介質(zhì)的用途

電介質(zhì)一般被用在兩個(gè)不同的方面:

用作電氣回路元件的支撐,并且使元件對(duì)地絕緣及元件之間相互絕緣:

用作電容器介質(zhì),

4.2影響介電性能的因素

下面分別討論頻豐、溫度、濕度和電氣強(qiáng)度對(duì)介電性能的影響。

4.2.1頻率

因?yàn)橹挥猩贁?shù)材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內(nèi)它們的e,和tanð幾乎是恒定的,且被用作工程電介質(zhì)材料,然而一般的電介質(zhì)材料必須在所使用的頻率下測(cè)量其介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率。

電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化是由于介質(zhì)極化和電導(dǎo)而產(chǎn)生,重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導(dǎo)致的界面極化所引起的。

4.2.2溫度

損耗指數(shù)在一個(gè)頻率下可以出現(xiàn)一個(gè)大值，這個(gè)頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)攢耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負(fù)的,這取決于在測(cè)量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)大值位置。

4.2.3濕度

極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加,其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。

注:濕度的顯著影響常言發(fā)生在1MHz以下及微波棚率范圍內(nèi)。

4.2.4電場(chǎng)強(qiáng)度

存在界面極化時(shí),自由離子的數(shù)目隨電場(chǎng)強(qiáng)度增大面增加,其損耗指數(shù)大值的大小和位置也隨此而變。

在較高的頻率下,只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場(chǎng)強(qiáng)度無關(guān)