測量介電常數(shù)的幾種主要方法
點(diǎn)擊次數(shù)：8761 更新時(shí)間：2020-03-13
測量介電常數(shù)的方法主要有集中電路法、傳輸線法、諧振法、自由空間波法等等。其中，傳輸線法、集中電路法、諧振法等屬于實(shí)驗(yàn)室測量方法。
1、集中電路法：
集中電路法是一種在低頻段將有耗材料填充電容，利用電容各參數(shù)以及測量得到的導(dǎo)納推出介電常數(shù)的一種方法。為了測量導(dǎo)納，通常用并聯(lián)諧振回路測出Q值(品質(zhì)因數(shù))和頻率，進(jìn)而推出介電常數(shù)。由于其高頻率會(huì)受到小電感的限制，這種方法的高頻率一般是100 MHz。小電感一般為10 nHz左右。
2、傳輸線法：
傳輸線法是網(wǎng)絡(luò)法的一種，是將介質(zhì)置入測試系統(tǒng)適當(dāng)位置作為單端口或雙端口網(wǎng)絡(luò)。雙端口情況下，通過測量網(wǎng)絡(luò)的s參數(shù)來得到微波的電磁參數(shù)。同時(shí)測量傳輸系數(shù)或者反射系數(shù)的相位和幅度，改變樣品長度或者測量頻率，測出這時(shí)的幅度響應(yīng)，聯(lián)立方程組就能夠求出相對介電常數(shù)。
3、諧振法：
諧振法是將樣品作為諧振結(jié)構(gòu)的一部分來測量介電常數(shù)的方法，分為微擾法、全部填充諧振器空間的方法以及部分填充諧振器空間的方法。
4、自由空間法：
自由空間法其實(shí)也可算是傳輸線法。它的原理可參考線路傳輸法，通過測得傳輸和反射系數(shù)，改變樣品數(shù)據(jù)和頻率來得到介電常數(shù)的數(shù)值。性能特點(diǎn)：
1.平板電容器
極片尺寸：φ25.4mmφ50mm
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
測試原理
采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計(jì)算機(jī)作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測試點(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，測量值更為精確。儀器能在較高的測試頻率條件下，測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。
本測試裝置是由二只測微電容器組成，平板電容器一般用來夾持被測樣品，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)。
概述
介質(zhì)損耗和介電常數(shù)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、工廠等單位對無機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。
滿足標(biāo)準(zhǔn)：GBT 1409-2006測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法
維修保養(yǎng)
本測試裝置是由精密機(jī)械構(gòu)件組成的測微設(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，如測試夾具受到碰撞，或者作為定期檢查，要檢測以下幾個(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)測微桿0.01mm分辨率。
4. 用精密電容測量儀(±0.01pF分辨率)測量園筒電容器，電容呈線性率，從0~20mm，每隔1mm測試一點(diǎn)，要求符合工作特性要求。
附表一,介質(zhì)損耗測試系統(tǒng)主要性能參數(shù)一覽表
BH916測試裝置 GDAT高頻Q表
平板電容極片 Φ50mm/Φ25.4mm 可選頻率范圍10KHz-70MHz
間距可調(diào)范圍≥15mm 頻率指示誤差3×10-5±1個(gè)字
夾具插頭間距25mm±0.01mm 主電容調(diào)節(jié)范圍30-500/18-220pF
測微桿分辨率0.001mm 主調(diào)電容誤差<1%或1pF
夾具損耗角正切值≦4×10-4 (1MHz) Q測試范圍2～1023
儀器技術(shù)指標(biāo)：
☆Q值測量：
a.Q值測量范圍：5～999。 b.Q值量程分檔：30、100、300、999、自動(dòng)換檔。
c.標(biāo)稱誤差
頻率范圍：25kHz～10MHz； 固有誤差：≤5%±滿度值的2%；工作誤差：≤7%±滿度值的2%；
頻率范圍：10MHz～50MHz； 固有誤差：≤7%±滿度值的2%；工作誤差：≤10%±滿度值的2%。
☆電感測量：
a.測量范圍：0.1μH～1H。
b.分 檔：分七個(gè)量程。
0.1～1μH， 1～10μH， 10～100μH，
0.1～lmH， 1～10mH， 10～100mH， 100 mH～1H。
☆電容測量：
a.測量范圍：1～460pF(460pF以上的電容測量見使用規(guī)則)；
b.電容量調(diào)節(jié)范圍
主調(diào)電容器：40～500pF； 準(zhǔn) 確 度：150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%；
微調(diào)電容量：-3pF～0～+3pF； 準(zhǔn) 確 度：±0.2pF。
☆振蕩頻率：
a.振蕩頻率范圍：25kHz～50MHz；
b.頻率分檔
25～74kHz， 74～213kHz， 213-700kHz， 700kHz～1.95MHz，
1.95MHz～5.2MHz， 5.2MHz～17MHz， 17～50MHz。
c.頻率誤差：2×10-4±1個(gè)字。
☆Q合格指示預(yù)置功能，預(yù)置范圍：5～999。
☆儀器正常工作條件
a. 環(huán)境溫度：0℃～+40℃； b.相對濕度：<80%； c.電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
☆試樣尺寸
圓片形：厚度2+0.5mm，直徑為Φ30~40mm(ε<12時(shí))，Φ25~35mm(ε=12~30時(shí))，Φ15~20mm(ε>30時(shí))
☆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。
☆ Q合格指示預(yù)置功能
預(yù)置范圍：5～1000。
關(guān)鍵詞 介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀 高頻介電常數(shù)測試儀 塑料介電常數(shù)測試儀 電容率測試儀 高壓電橋 薄膜介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀 高頻/音頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀 工頻介電常數(shù)測試儀
