GB1409介電常數(shù)測(cè)試儀 相對(duì)介電常數(shù)測(cè)試儀 介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試儀概述

　　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(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

　　GB1409介電常數(shù)測(cè)試儀 相對(duì)介電常數(shù)測(cè)試儀 介質(zhì)損耗因數(shù)測(cè)試儀測(cè)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(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，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。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)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)。

　　電感組典型測(cè)試數(shù)據(jù)被測(cè)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(chǎng)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(cè)試精度就會(huì)下降，樣品要盡可能平直。

　　下面推薦一種能提高測(cè)試性的方法：準(zhǔn)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(gè)片上，粘好后，片呈鏡面狀為佳，然后放上被測(cè)樣品。

　　2. 測(cè)試順序

　　先要詳細(xì)了解配用儀器的使用方法，操作時(shí)，要避免人體感應(yīng)的影響。

　　a. 把配用的儀器主調(diào)諧電容置于zui小電容量，微調(diào)電容置于－3pF。

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

　　c. 配上相適應(yīng)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(yàn)來選擇合適的那個(gè)，一般選擇使高頻儀器顯示Q值z(mì)ui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(diào)節(jié)平板電容器測(cè)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(cè)樣品插入二片之間，調(diào)節(jié)平板電容器，到二片夾住樣品止（注意調(diào)節(jié)時(shí)要用測(cè)微桿，以免夾得過緊或過松），這時(shí)能讀取新的刻度值，記為D1，這時(shí)樣品厚度D2= D1－D0。

　　注：以上d和e兩步是測(cè)出被測(cè)樣片的厚度，方便后面計(jì)算介電常數(shù)時(shí)用。

　　f. 把園筒電容器置于7mm處（該值不是的，我們一般在測(cè)的時(shí)候放到7mm處就可以測(cè)了，不過有的時(shí)候在做到h步0驟時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)完刻度了Q值還沒有達(dá)到一半，這時(shí)就要適當(dāng)?shù)陌?mm刻度調(diào)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(cè)試材料樣片有“要求的測(cè)試頻率”，那么就先把頻率定位到該頻率，然后再調(diào)節(jié)儀器的主調(diào)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(cè)試的話，我們一般把頻率放在1MHz下來調(diào)試，然后再調(diào)節(jié)主調(diào)電容使儀器工作）。

　　h. 先順時(shí)針方向，后逆時(shí)針方向，調(diào)節(jié)園筒電容器，讀取當(dāng)儀器指示Q值為原值的一半時(shí)測(cè)微桿上二個(gè)刻度值，取這二個(gè)值之差，記為M1。（先記下園筒電容在7mm時(shí)儀器諧振時(shí)的zui大Q值，即d步驟測(cè)得的Q值；然后調(diào)節(jié)園筒電容器，看儀器的Q值顯示為原來的一半時(shí)，讀取園筒電容器上邊的刻度為多少，要順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)兩次取兩個(gè)刻度值；如果園筒電容器順時(shí)針轉(zhuǎn)到0刻度時(shí)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(diào)節(jié)園筒電容器，使儀器再次諧振（即把園筒電容器調(diào)回到7mm處）。

　　j. 取出平板電容器中的樣品，這時(shí)儀器又失諧，調(diào)節(jié)平

　　板電容器，使再諧振，讀取測(cè)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(gè)值之差，記為M2。

　　3. 計(jì)算測(cè)試結(jié)果

　　被測(cè)樣品的介電常數(shù)：

　　Σ＝D2 / D4

　　被測(cè)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(yīng)用使用方法

　　使用本測(cè)試裝置和儀器配用，對(duì)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(jìn)行相對(duì)測(cè)量，其測(cè)試方法就非常簡(jiǎn)便、實(shí)用，采取被測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)等等。

　　測(cè)試時(shí)先把標(biāo)準(zhǔn)樣品放入平板電容器，調(diào)節(jié)儀器頻率，諧振后讀得Q值，再換上被測(cè)樣品，調(diào)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(biāo)準(zhǔn)樣品和被測(cè)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(diào)節(jié)不能再諧振，通過調(diào)節(jié)儀器頻率才能諧振，且頻率變化較大，說明被測(cè)樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的配用原材料相差較大。

　　維修方法

　　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(gè)測(cè)微桿分辨率。

　　4. 用精密電容測(cè)量?jī)x（±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。

　　原理分析 物質(zhì)的檢測(cè)分為定量檢測(cè)、定性檢測(cè)和否定檢測(cè)。定量檢測(cè)既要判斷被檢測(cè)物質(zhì)包含哪些成分，還要能檢測(cè)每種成分的含量，如質(zhì)譜檢測(cè)和各種光譜檢測(cè)。定性檢測(cè)只要求判定是不是某種物質(zhì)，如離子遷移譜等。而否定檢測(cè)只要給出被檢測(cè)物質(zhì)是否包含某一種或幾種特定成分。這三種檢測(cè)方法各有各的特點(diǎn)，定量檢測(cè)準(zhǔn)確，但是一般檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)；否定檢測(cè)為排除性檢測(cè)，但是能夠批量快速鑒別，定性檢測(cè)介與兩者之間。 在安全檢測(cè)領(lǐng)域，采用否定檢測(cè)方式可以實(shí)現(xiàn)快速預(yù)鑒別。如在液體危險(xiǎn)品檢測(cè)中，通過否定檢測(cè)方式，可以快速鑒別液體中是否可能含有危險(xiǎn)品。本文基于否定檢測(cè)的實(shí)際需求，給出一種通過測(cè)量微波反射能力，實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)瓶裝（玻璃、塑料）液體是否含有某幾種特定危險(xiǎn)品中的一種或幾種。 物質(zhì)的介電常數(shù)是一種物質(zhì)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(jìn)一步了解其對(duì)微波吸收和反射的情況。采用微波裝置微波照射被測(cè)液體，能量可以非常低，通過測(cè)量液體反射微波能量實(shí)現(xiàn)快速鑒別液體中是否含有某幾種特定危險(xiǎn)品。 這里采用的微波工作頻率在１０ＧＨｚ左右，屬于厘米波，其特點(diǎn)是遇到障礙物反射能力強(qiáng)，與性分子的熱化學(xué)效應(yīng)明顯（微波吸收），對(duì)塑料、玻璃和陶瓷等材

　?。甉值測(cè)量

　　a．Q值測(cè)量范圍：2～1023；

　　b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔；

　　c．標(biāo)稱誤差

　　1、范圍：

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值的兩種測(cè)定方法。方法A為工頻（50Hz）下的測(cè)定方法，方法B為高頻電場(chǎng)下的測(cè)定方法。

　　本標(biāo)準(zhǔn)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(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（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)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(biāo)準(zhǔn)。

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

　　3、術(shù)語(yǔ)和定義：

　　下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

　　介質(zhì)損耗 dielectric loss

　　絕緣材料在電場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。

　　損耗角 δloss angleδ

　　在交變電場(chǎng)下，電介質(zhì)內(nèi)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(zhì)損耗因數(shù) dielectric loss factor

　　介質(zhì)損耗角正切值。

　　介電常數(shù) εdielectric constant

　　絕緣材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生化，電容器板間有電介質(zhì)存在時(shí)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(jì)算參見附錄A。