一、  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(duì)無機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。

二、  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)。

三、儀器的技術(shù)指標(biāo)

1．Q值測量范圍：2～1023

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

3．電感測量范圍：自身殘余電感和測試引線電感的自動(dòng)扣除功能4.5nH-100mH 分別有0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH九個(gè)電感組成。

4．電容直接測量范圍：1～460pF                                                

5．主電容調(diào)節(jié)范圍： 30～500pF                                            

6．電容準(zhǔn)確度 150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%                                                                   7．信號(hào)源頻率覆蓋范圍10KHz-70MHz （雙頻對(duì)向搜索  確保頻率不被外界干擾）另有GDAT-C 頻率范圍10KHz-70MHz及200KHZ-160M

8、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，無需人工搜索

9．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. 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

附表二    電感組典型測試數(shù)據(jù)

高頻/音頻介電常數(shù)測試儀GDAT-A測試注意事項(xiàng)

a．本儀器應(yīng)水平安放；

b．如果你需要較精確地測量，請(qǐng)接通電源后，預(yù)熱30分鐘；

c．調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開關(guān)時(shí)，當(dāng)接近諧振點(diǎn)時(shí)請(qǐng)緩調(diào)；

d．被測件和測試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短，足夠粗，并應(yīng)接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來的測量誤差；

e．被測件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時(shí)可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊；

f．手不得靠近試件，以免人體感應(yīng)影響造成測量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。

影響介電性能的因素

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

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 。r和  tans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.

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)損耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負(fù)的，這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)大值位置。

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。因此試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行控制是*的.

 注:濕度的顯著影響常常發(fā)生在 1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)

4電場強(qiáng)度

 存在界面極化時(shí)，自由離子的數(shù)目隨電場強(qiáng)度增大而增加，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)與電場強(qiáng)度無關(guān)

測量方法的選擇：

 高頻/音頻介電常數(shù)測試儀GDAT-A測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法可分成兩種:零點(diǎn)指示法和諧振法。

1  零點(diǎn)指示法適用于頻率不超過50  MHz時(shí)的測量。測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)可用替代法;也就是在接人試樣和不接試樣兩種狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路的一個(gè)臂使電橋平衡。通常回路采用西林電橋、變壓器電橋(也就是互感藕合比例臂電橋)和并聯(lián)  T型網(wǎng)絡(luò)。變壓器電橋的優(yōu)點(diǎn):采用保護(hù)電極不需任何外加附件或過多操作，就可采用保護(hù)電極;它沒有其他網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)。

2 諧振法適用于10  kHz一幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)的測量。該方法為替代法測量，常用的是變電抗法。但該方法不適合采用保護(hù)電極。

 注:典型的電橋和電路示例見附錄。附錄中所舉的例子自然是不全面的，敘述電橋和側(cè)量方法報(bào)導(dǎo)見有關(guān)文獻(xiàn)和該種儀器的原理說明書。

試驗(yàn)報(bào)告

 試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)給出下列相關(guān)內(nèi)容:

 絕緣材料的型號(hào)名稱及種類、供貨形式、取樣方法、試樣的形狀及尺寸和取樣  日期(并注明試樣厚度和試樣在與電極接觸的表面進(jìn)行處理的情況);

 試樣條件處理的方法和處理時(shí)間;

 電極裝置類型，若有加在試樣上的電極應(yīng)注明其類型;

 測量儀器;

 試驗(yàn)時(shí)的溫度和相對(duì)濕度以及試樣的溫度;

 施加的電壓;

 施加的頻率;

 相對(duì)電容率ε(平均值);

 介質(zhì)損耗因數(shù)  tans(平均值);

 試驗(yàn) 日期  ;

 相對(duì)電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)值以及由它們計(jì)算得到的值如損耗指數(shù)和損耗角，必要時(shí)，應(yīng)給出與溫度和頻率的關(guān)系。