GB1409介电常数测试仪 相对介电常数测试仪 介质损耗因数测试仪概述

　　介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数（ε），可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据；该仪器用于科研机关、学校、工厂等单位对无机非金属新材料性能的应用研究

　　GB1409介电常数测试仪 相对介电常数测试仪 介质损耗因数测试仪测试原理

　　采用高频谐振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器的控制，测量核心采用了频率数字锁定，标准频率测试点自动设定，谐振点自动搜索，Q值量程自动转换，数值显示等新技术，改进了调谐回路，使得调谐测试回路的残余电感减，并保留了原Q表中自动稳幅等技术，使得新仪器在使用时更为方便。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。

　　本测试装置是由二只测微电容器组成，平板电容器一般用来夹持被测样品，园筒电容器是一只分辨率高达的线性可变电容器，配用仪器作为指示仪器，绝缘材料的损耗角正切值是通过被测样品放进平板电容器和不放进样品的Q值变化，由园筒电容器的刻度读值变化值而换算得到的。同时，由平板电容器的刻度读值变化而换算得到介电常数。

　　电感组典型测试数据被测样品要求为园形，直径～27mm，这是减小因样品边缘泄漏和边缘电场引起的误差的有效办法。样品厚度可在1～5mm之间，如太薄或太厚则测试精度就会下降，样品要尽可能平直。

　　下面推荐一种能提高测试性的方法：准备二片厚的园形锡膜，直径和平板电容器片*，锡膜两面均匀地涂上一层薄薄的凡士林，它起粘着作用，又能排除接触面之间残余空气，把锡膜再粘在平板电容器两个片上，粘好后，片呈镜面状为佳，然后放上被测样品。

　　2. 测试顺序

　　先要详细了解配用仪器的使用方法，操作时，要避免人体感应的影响。

　　a. 把配用的仪器主调谐电容置于zui小电容量，微调电容置于－3pF。

　　b. 把本夹具测试装置插到仪器测试回路的“电容”两个端子上，即插入到仪器上方接线铜柱的右边两个圆柱内。

　　c. 配上相适应的高Q值电感线圈，选择电感没有特别的方法，只有试或凭经验来选择合适的那个，一般选择使高频仪器显示Q值zui大的电感zui为合适。

　　注：以上步骤是为了使高频仪器工作起来（仪器是LC谐振工作原理，所以要选择合适的电感才能使仪器谐振）

　　d. 调节平板电容器测微杆，使片相接为止，读取刻度值记为DO。

　　e. 再松开二片，把被测样品插入二片之间，调节平板电容器，到二片夹住样品止（注意调节时要用测微杆，以免夹得过紧或过松），这时能读取新的刻度值，记为D1，这时样品厚度D2= D1－D0。

　　注：以上d和e两步是测出被测样片的厚度，方便后面计算介电常数时用。

　　f. 把园筒电容器置于7mm处（该值不是的，我们一般在测的时候放到7mm处就可以测了，不过有的时候在做到h步0骤时顺时针旋转完刻度了Q值还没有达到一半，这时就要适当的把7mm刻度调整到9mm或更大了）。

　　g. 改变配合仪器频率，使之谐振，读得Q值。（如果测试材料样片有“要求的测试频率”，那么就先把频率定位到该频率，然后再调节仪器的主调电容，使仪器谐振（即仪器的Q值显示为zui大）；如果不知道在频率下测试的话，我们一般把频率放在1MHz下来调试，然后再调节主调电容使仪器工作）。

　　h. 先顺时针方向，后逆时针方向，调节园筒电容器，读取当仪器指示Q值为原值的一半时测微杆上二个刻度值，取这二个值之差，记为M1。（先记下园筒电容在7mm时仪器谐振时的zui大Q值，即d步骤测得的Q值；然后调节园筒电容器，看仪器的Q值显示为原来的一半时，读取园筒电容器上边的刻度为多少，要顺时针和逆时针旋转两次取两个刻度值；如果园筒电容器顺时针转到0刻度时Q值还没有到一半，那么就要返回到第f步骤把园筒电容器置于9mm处或更大，重新操作）。

　　i. 再调节园筒电容器，使仪器再次谐振（即把园筒电容器调回到7mm处）。

　　j. 取出平板电容器中的样品，这时仪器又失谐，调节平

　　板电容器，使再谐振，读取测微杆上的读值D3，其变化值为

　　D4= D3－D0。

　　k. 和h款操作一样，得到新的二个值之差，记为M2。

　　3. 计算测试结果

　　被测样品的介电常数：

　　Σ＝D2 / D4

　　被测样品的损耗角正切值：

　　tgδ＝K（M1－M2 ）/

　　式中：K为园筒电容器线性变化率，一般为。

　　其他应用使用方法

　　使用本测试装置和仪器配用，对绝缘材料以及其他高阻性能的薄材，列如：纸张、木材、粉压片料等，进行相对测量，其测试方法就非常简便、实用，采取被测样品和标准样品相比较方法，就能灵敏地区别二者之间的轻微差别，例如含水量、配用原料变动等等。

　　测试时先把标准样品放入平板电容器，调节仪器频率，谐振后读得Q值，再换上被测样品，调节园筒电位器，再谐振，看Q值变化，如Q值变化很小，说明标准样品和被测样品高频损耗值*，反之说明二者性能有区别，如园筒电容器调节不能再谐振，通过调节仪器频率才能谐振，且频率变化较大，说明被测样品和标准样品的配用原材料相差较大。

　　维修方法

　　本测试装置是由精密机械构件组成的测微设备，所以在使用和

　　保存时要避免振动和碰撞，要求在不含腐蚀气体和干燥的环境中使用和保存，不能自行拆装，否则其工作性能就不能保证，如测试夹具受到碰撞，或者作为定期检查，要检测以下几个指标：

　　1. 平板电容器二片平行度不超过。

　　2. 园筒电容器的轴和轴同心度误差不超过。

　　3. 保证二个测微杆分辨率。

　　4. 用精密电容测量仪（±分辨率）测量园筒电容器，电容呈线性率，从0~20mm，每隔1mm测试一点，要求符合工作特性要求。

　　原理分析 物质的检测分为定量检测、定性检测和否定检测。定量检测既要判断被检测物质包含哪些成分，还要能检测每种成分的含量，如质谱检测和各种光谱检测。定性检测只要求判定是不是某种物质，如离子迁移谱等。而否定检测只要给出被检测物质是否包含某一种或几种特定成分。这三种检测方法各有各的特点，定量检测准确，但是一般检测时间长；否定检测为排除性检测，但是能够批量快速鉴别，定性检测介与两者之间。 在安全检测领域，采用否定检测方式可以实现快速预鉴别。如在液体危险品检测中，通过否定检测方式，可以快速鉴别液体中是否可能含有危险品。本文基于否定检测的实际需求，给出一种通过测量微波反射能力，实现快速检测瓶装（玻璃、塑料）液体是否含有某几种特定危险品中的一种或几种。 物质的介电常数是一种物质与微波相互作用研究中的重要参数，在微波作用下，了解液体介电常数，可以进一步了解其对微波吸收和反射的情况。采用微波装置微波照射被测液体，能量可以非常低，通过测量液体反射微波能量实现快速鉴别液体中是否含有某几种特定危险品。 这里采用的微波工作频率在１０ＧＨｚ左右，属于厘米波，其特点是遇到障碍物反射能力强，与性分子的热化学效应明显（微波吸收），对塑料、玻璃和陶瓷等材

　　．Q值测量

　　a．Q值测量范围：2～1023；

　　b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；

　　c．标称误差

　　1、范围：

　　本标准规定了介电常数和介质损耗角正切值的两种测定方法。方法A为工频（50Hz）下的测定方法，方法B为高频电场下的测定方法。

　　本标准适用于硫化橡胶。

　　2、规范性引用文件：

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本适用于本标准。

　　GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（GB/T 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT）

　　3、术语和定义：

　　下列术语和定义适用于本标准。

　　介质损耗 dielectric loss

　　绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。

　　损耗角 δloss angleδ

　　在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（功率因数角φ）的余角（δ）。

　　损耗角正切 tanδ loss tangentδ

　　介质损耗因数 dielectric loss factor

　　介质损耗角正切值。

　　介电常数 εdielectric constant

　　绝缘材料在电场作用下产生化，电容器板间有电介质存在时的电容量C、与同样形状和尺寸的真空电容量C0之比。

　　注：不同试样、不同电的真空电容和边缘校正的计算参见附录A。