GB1409介電常數(shù)測試儀 相對介電常數(shù)測試儀 介質損耗因數(shù)測試儀概述

　　介質損耗和介電常數(shù)是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復合材料等的一項重要的物理性質，通過測定介質損耗角正切tanδ及介電常數(shù)（ε），可進一步了解影響介質損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)；該儀器用于科研機關、學校、工廠等單位對無機非金屬新材料性能的應用研究

　　GB1409介電常數(shù)測試儀 相對介電常數(shù)測試儀 介質損耗因數(shù)測試儀測試原理

　　采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計算機作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標準頻率測試點自動設定，諧振點自動搜索，Q值量程自動轉換，數(shù)值顯示等新技術，改進了調諧回路，使得調諧測試回路的殘余電感減，并保留了原Q表中自動穩(wěn)幅等技術，使得新儀器在使用時更為方便。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平板電容器和不放進樣品的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，由平板電容器的刻度讀值變化而換算得到介電常數(shù)。

　　電感組典型測試數(shù)據(jù)被測樣品要求為園形，直徑～27mm，這是減小因樣品邊緣泄漏和邊緣電場引起的誤差的有效辦法。樣品厚度可在1～5mm之間，如太薄或太厚則測試精度就會下降，樣品要盡可能平直。

　　下面推薦一種能提高測試性的方法：準備二片厚的園形錫膜，直徑和平板電容器片*，錫膜兩面均勻地涂上一層薄薄的凡士林，它起粘著作用，又能排除接觸面之間殘余空氣，把錫膜再粘在平板電容器兩個片上，粘好后，片呈鏡面狀為佳，然后放上被測樣品。

　　2. 測試順序

　　先要詳細了解配用儀器的使用方法，操作時，要避免人體感應的影響。

　　a. 把配用的儀器主調諧電容置于zui小電容量，微調電容置于－3pF。

　　b. 把本夾具測試裝置插到儀器測試回路的“電容”兩個端子上，即插入到儀器上方接線銅柱的右邊兩個圓柱內。

　　c. 配上相適應的高Q值電感線圈，選擇電感沒有特別的方法，只有試或憑經(jīng)驗來選擇合適的那個，一般選擇使高頻儀器顯示Q值zui大的電感zui為合適。

　　注：以上步驟是為了使高頻儀器工作起來（儀器是LC諧振工作原理，所以要選擇合適的電感才能使儀器諧振）

　　d. 調節(jié)平板電容器測微桿，使片相接為止，讀取刻度值記為DO。

　　e. 再松開二片，把被測樣品插入二片之間，調節(jié)平板電容器，到二片夾住樣品止（注意調節(jié)時要用測微桿，以免夾得過緊或過松），這時能讀取新的刻度值，記為D1，這時樣品厚度D2= D1－D0。

　　注：以上d和e兩步是測出被測樣片的厚度，方便后面計算介電常數(shù)時用。

　　f. 把園筒電容器置于7mm處（該值不是的，我們一般在測的時候放到7mm處就可以測了，不過有的時候在做到h步0驟時順時針旋轉完刻度了Q值還沒有達到一半，這時就要適當?shù)陌?mm刻度調整到9mm或更大了）。

　　g. 改變配合儀器頻率，使之諧振，讀得Q值。（如果測試材料樣片有“要求的測試頻率”，那么就先把頻率定位到該頻率，然后再調節(jié)儀器的主調電容，使儀器諧振（即儀器的Q值顯示為zui大）；如果不知道在頻率下測試的話，我們一般把頻率放在1MHz下來調試，然后再調節(jié)主調電容使儀器工作）。

　　h. 先順時針方向，后逆時針方向，調節(jié)園筒電容器，讀取當儀器指示Q值為原值的一半時測微桿上二個刻度值，取這二個值之差，記為M1。（先記下園筒電容在7mm時儀器諧振時的zui大Q值，即d步驟測得的Q值；然后調節(jié)園筒電容器，看儀器的Q值顯示為原來的一半時，讀取園筒電容器上邊的刻度為多少，要順時針和逆時針旋轉兩次取兩個刻度值；如果園筒電容器順時針轉到0刻度時Q值還沒有到一半，那么就要返回到第f步驟把園筒電容器置于9mm處或更大，重新操作）。

　　i. 再調節(jié)園筒電容器，使儀器再次諧振（即把園筒電容器調回到7mm處）。

　　j. 取出平板電容器中的樣品，這時儀器又失諧，調節(jié)平

　　板電容器，使再諧振，讀取測微桿上的讀值D3，其變化值為

　　D4= D3－D0。

　　k. 和h款操作一樣，得到新的二個值之差，記為M2。

　　3. 計算測試結果

　　被測樣品的介電常數(shù)：

　　Σ＝D2 / D4

　　被測樣品的損耗角正切值：

　　tgδ＝K（M1－M2 ）/

　　式中：K為園筒電容器線性變化率，一般為。

　　其他應用使用方法

　　使用本測試裝置和儀器配用，對絕緣材料以及其他高阻性能的薄材，列如：紙張、木材、粉壓片料等，進行相對測量，其測試方法就非常簡便、實用，采取被測樣品和標準樣品相比較方法，就能靈敏地區(qū)別二者之間的輕微差別，例如含水量、配用原料變動等等。

　　測試時先把標準樣品放入平板電容器，調節(jié)儀器頻率，諧振后讀得Q值，再換上被測樣品，調節(jié)園筒電位器，再諧振，看Q值變化，如Q值變化很小，說明標準樣品和被測樣品高頻損耗值*，反之說明二者性能有區(qū)別，如園筒電容器調節(jié)不能再諧振，通過調節(jié)儀器頻率才能諧振，且頻率變化較大，說明被測樣品和標準樣品的配用原材料相差較大。

　　維修方法

　　本測試裝置是由精密機械構件組成的測微設備，所以在使用和

　　保存時要避免振動和碰撞，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，要檢測以下幾個指標：

　　1. 平板電容器二片平行度不超過。

　　2. 園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過。

　　3. 保證二個測微桿分辨率。

　　4. 用精密電容測量儀（±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，要求符合工作特性要求。

　　原理分析 物質的檢測分為定量檢測、定性檢測和否定檢測。定量檢測既要判斷被檢測物質包含哪些成分，還要能檢測每種成分的含量，如質譜檢測和各種光譜檢測。定性檢測只要求判定是不是某種物質，如離子遷移譜等。而否定檢測只要給出被檢測物質是否包含某一種或幾種特定成分。這三種檢測方法各有各的特點，定量檢測準確，但是一般檢測時間長；否定檢測為排除性檢測，但是能夠批量快速鑒別，定性檢測介與兩者之間。 在安全檢測領域，采用否定檢測方式可以實現(xiàn)快速預鑒別。如在液體危險品檢測中，通過否定檢測方式，可以快速鑒別液體中是否可能含有危險品。本文基于否定檢測的實際需求，給出一種通過測量微波反射能力，實現(xiàn)快速檢測瓶裝（玻璃、塑料）液體是否含有某幾種特定危險品中的一種或幾種。 物質的介電常數(shù)是一種物質與微波相互作用研究中的重要參數(shù)，在微波作用下，了解液體介電常數(shù)，可以進一步了解其對微波吸收和反射的情況。采用微波裝置微波照射被測液體，能量可以非常低，通過測量液體反射微波能量實現(xiàn)快速鑒別液體中是否含有某幾種特定危險品。 這里采用的微波工作頻率在１０ＧＨｚ左右，屬于厘米波，其特點是遇到障礙物反射能力強，與性分子的熱化學效應明顯（微波吸收），對塑料、玻璃和陶瓷等材

　?。甉值測量

　　a．Q值測量范圍：2～1023；

　　b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔；

　　c．標稱誤差

　　1、范圍：

　　本標準規(guī)定了介電常數(shù)和介質損耗角正切值的兩種測定方法。方法A為工頻（50Hz）下的測定方法，方法B為高頻電場下的測定方法。

　　本標準適用于硫化橡膠。

　　2、規(guī)范性引用文件：

　　下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本適用于本標準。

　　GB/T 2941 橡膠物理試驗方法試樣制備和調節(jié)通用程序（GB/T 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT）

　　3、術語和定義：

　　下列術語和定義適用于本標準。

　　介質損耗 dielectric loss

　　絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。

　　損耗角 δloss angleδ

　　在交變電場下，電介質內流過的電流向量和電壓向量之間的夾角（功率因數(shù)角φ）的余角（δ）。

　　損耗角正切 tanδ loss tangentδ

　　介質損耗因數(shù) dielectric loss factor

　　介質損耗角正切值。

　　介電常數(shù) εdielectric constant

　　絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生化，電容器板間有電介質存在時的電容量C、與同樣形狀和尺寸的真空電容量C0之比。

　　注：不同試樣、不同電的真空電容和邊緣校正的計算參見附錄A。