介電常數(shù)測(cè)試儀（固液體）

介電常數(shù)測(cè)試儀（固液體） 

2．電感測(cè)量范圍

3．電容測(cè)量

注：大于直接測(cè)量范圍的電容測(cè)量見使用方法。

4．信號(hào)源頻率覆蓋范圍

5．Q合格指示預(yù)置功能：預(yù)置范圍：5～1000

6．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。

7．其他

a．消耗功率：約25W；

b．凈重：約7kg；

c. 外型尺寸：（寬×高×深）mm：380×132×280。

三,工作原理：

1．“Q”的定義

Q表是根據(jù)串聯(lián)諧振原理設(shè)計(jì),以諧振電壓的比值來定位Q值。

“Q”表示元件或系統(tǒng)的“品質(zhì)因數(shù)”,其物理含義是在一個(gè)振蕩周期內(nèi)貯存的能量與損耗的能量之比。對(duì)于電抗元件(電感或電容)來說,即在測(cè)試頻率上呈現(xiàn)的電抗與電阻之比?？v橫金鼎儀器

介電常數(shù)測(cè)試儀（固液體）        

高頻絕緣材料的介電常數(shù)（相對(duì)電容率）和

介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）的測(cè)量

• 介電常數(shù)（相對(duì)電容率）ε_r

１.ε_r的定義

電容器的電極之間及電極周圍的空間全部充以絕緣材料時(shí)，其形成的電容量C_X與同一個(gè)結(jié)構(gòu)形成的在真空中的電容量C_O比。

                                 ε_r  = C_X / C_O                          ( 1 )

由于在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，不含二氧化碳的干炒空氣的相對(duì)電容率ε_r 等于

   1.00053，近似與１。因此，在一般測(cè)量中，都以該結(jié)構(gòu)在空氣中形成的電容量C_O來替代真空中的電容量C_O。

　　２.平板電容的ε_r

                    因?yàn)樵诮^緣材料的測(cè)量中，一般都采用平板電容的結(jié)構(gòu)。平板電容在空氣中的電容量為 C_O?。?/span>εO S / D 4     ；當(dāng)平板電容二極片之間夾入絕緣材料時(shí)，平板電容二極片之間的電容量為 CＸ?。?/span>εr S / D 2　，如 果 令 CO?。?CＸ　　。則可獲得下面公式２的絕緣材料介電常數(shù)計(jì)算式（εO ≈ 1）。

　　３.ε_r的測(cè)量  縱橫金鼎儀器公司 

利用LJD-B型或LJD-C型高頻Q表和S916型介電常數(shù)/介電常數(shù)數(shù)顯測(cè)量裝置能很方便地實(shí)現(xiàn)介電常數(shù)εr   的測(cè)量。具體步驟如下：

（1）選擇一臺(tái)測(cè)試頻率能滿足測(cè)試要求的Q表，按Q表的操作說明，接通Q表電源后。根據(jù)測(cè)試的要求，設(shè)定一個(gè)測(cè)試頻率。將Q表的主調(diào)電容，調(diào)至中間值。然后選配一個(gè)與測(cè)試頻率相適應(yīng)的高Q值電感線圈，插入Q表頂部標(biāo)有電感符號(hào)的接線柱上。（該電感的值應(yīng)能保證主調(diào)電容在中間值與大值之間調(diào)節(jié)時(shí)，能找到一個(gè)諧振點(diǎn)）

（2）將S916型測(cè)量裝置上的二夾具插頭插入Q表頂部標(biāo)有電容符號(hào)的接線柱上。按S916的操作說明，開啟電源；調(diào)節(jié)測(cè)量裝置的測(cè)微桿，使平板電容器二極片相接為止，然后將S916此時(shí)顯示的值校準(zhǔn)為“0”。

（3）將被測(cè)的絕緣材料夾入到平板電容器二極片之間。絕緣材料表面應(yīng)平整、光滑。尺寸、形狀應(yīng)與電容器極片相一致。調(diào)節(jié)測(cè)量裝置的測(cè)微桿，使平板電容器二極片夾住樣品止。

（４）調(diào)節(jié)Q表的主調(diào)電容，使 Q表上顯示的Q值達(dá)到大值。讀取S916測(cè)試裝置液晶顯示屏上此時(shí)顯示的絕緣材料厚度值，計(jì)為D 2。

（５）取出二極片之間被測(cè)的絕緣材料，這時(shí)Q表又失諧，此時(shí)順時(shí)針調(diào)節(jié)測(cè)量裝置的測(cè)微桿（保持Q表的主調(diào)電容值不變），重新使 Q表上顯示的Q值達(dá)到大值，讀取測(cè)試裝置液晶顯示屏上的數(shù)值記為D ４。

（６）計(jì)算出被測(cè)的絕緣材料的介電常數(shù)ε_r

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ε_r　= D ２ / D 4                          ( ２ )

• 介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）

1.介質(zhì)損耗因數(shù)（tanδ）的定義

一個(gè)有損耗的電容器都可以用一個(gè)純電容C_S和一個(gè)電阻R_ＣS的串聯(lián)來表示（也可以用一個(gè)純電容C_P和一個(gè)電阻R_P的并聯(lián)來表示，它們表達(dá)的結(jié)果是一致的）。

                          串聯(lián)等效電路

                                    R_ＣS                  C_S

          這樣一個(gè)有損耗的電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)定義為在電阻上損耗的功率與電容C_S上的無功功率之比。如果流過的電流為I_S，則該電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)的正玄值為：

 tanδ＝＝ωC_S R_ＣS    ?。ǎ常?/span>

從上面的公式中可看出介質(zhì)損耗因數(shù)與頻率、電容值和損耗電阻值都是有關(guān)聯(lián)的、

2.介質(zhì)損耗因數(shù)與元件品質(zhì)因數(shù)Q值之間的關(guān)系

同樣，一個(gè)有損耗的電容器的品質(zhì)因數(shù)定義為在電容C_S上的無功功率與在電阻上損耗的功率之比

Q＝                  ＝1/ωC_S R_ＣS    　 （４）

從上面的公式中可見，介質(zhì)損耗因數(shù)與元件品質(zhì)因數(shù)Q值之間互為倒數(shù)的關(guān)系。因此，利用Ｑ表來測(cè)量介質(zhì)損耗因數(shù)是很可行的方法。

Ｑ表是采用諧振法來測(cè)量元件品質(zhì)因數(shù)Q值的，因此Ｑ表都自帶有一個(gè)

可變的電容器（都采用高Ｑ值的以空氣為介質(zhì)的電容器）；一個(gè)信號(hào)穩(wěn)定的信號(hào)源。在外配一個(gè)合適的電感器后，Ｑ表都能在信號(hào)源頻率所能覆蓋的范圍內(nèi)，找到一個(gè)頻率諧振點(diǎn)ωo　。在沒有其它外加損耗器件時(shí)，Ｑ表諧振回路的Ｑ值為：

Q1 ＝　　　　　　?。?/span> ＝

＝ ＝ ＝

因?yàn)榭諝饨橘|(zhì)電容器的Q_Ｃ ＞＞　Q_L（電感Q值），所以有

                     Q1 ≈ QＬ （５）

當(dāng)在空氣介質(zhì)電容器兩端并聯(lián)一個(gè)帶損耗的電容器時(shí)，此時(shí)上面的公式不能再成立，如果這時(shí)Ｑ表諧振時(shí)的Ｑ值為Q２，則有

　　　Q２　＝ ＝　

Q_Ｃ  ＝

此時(shí)的電容器的介質(zhì)損耗因數(shù)為：

     tanδ＝ ωC_S R_ＣS ＝ 1/ Q_Ｃ ＝                   （６）

空氣介質(zhì)電容器兩端并聯(lián)一個(gè)帶損耗的電容器的等效電路圖如下。

Ｒ２、ΔＣ分別為帶損耗電容器的等效損耗電阻和電容值。Ｃ１－ΔＣ為

空氣介質(zhì)電容器的電容值。