GBT1409-2006高頻介電常數測試儀

GBT1409-2006高頻介電常數測試儀  滿足標準：GBT1409-2006測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內)下電容率和介質損耗因數的推薦方法

GBT1409-2006高頻介電常數測試儀  Q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

項    目GDAT-A

頻率范圍20kHz～10MHz；

固有誤差≤5％

工作誤差≤7％

頻率范圍10MHz～60MHz；

固有誤差≤6％

工作誤差≤8％

漏導損耗

實際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質，在外電場的作用下，總有一些帶電粒子會發生移動而引起微弱的電流，這種微小電流稱為漏導電流，漏導電流流經介質時使介質發熱而損耗了電能。這種因電導而引起的介質損耗稱為“漏導損耗”。由于實阿的電介質總存在一些缺陷，或多或少存在一些帶電粒子或空位，因此介質不論在直流電場或交變電場作用下都會發生漏導損耗。

電容測量：1~205

     主電容調節范圍：18～220pF

     準確度：150pF以下±1.5pF； 150pF以上±1%

     注：大于直接測量范圍的電容測量見后頁使用說明

電離損耗

電離損耗（又稱游離損耗）是由氣體引起的，含有氣孔的固體介質在外加電場強度超過氣孔氣體電離所需要的電場強度時，由于氣體的電離吸收能量而造成指耗，這種損耗稱為電離損耗。

工作條件

a.  環境溫度：0℃～+40℃；

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

結構損耗

在高頻電場和低溫下，有一類與介質內鄰結構的緊密度密切相關的介質損耗稱為結構損耗。這類損耗與溫度關系不大，耗功隨頻率升高而增大。

試驗表明結構緊密的晶體成玻璃體的結構損耗都很小，但是當某此原因（如雜質的摻入、試樣經淬火急冷的熱處理等）使它的內部結構松散后。其結構耗就會大大升高。

介電常數,用于衡量絕緣體儲存電能的性能.它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介電常數代表了電介質的極化程度，也就是對電荷的束縛能力，介電常數越大，對電荷的束縛能力越強。電容器兩極板之間填充的介質對電容的容量有影響，而同一種介質的影響是相同的，介質不同，介電常數不同

介質損耗：絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失，簡稱介損。在交變電場作用下，電介質內流過的電流相量和電壓相量之間的夾角（功率因數角Φ）的余角δ稱為介質損耗角。

損耗因子也指耗損正切，是交流電被轉化為熱能的介電損耗（耗散的能量）的量度，一般情況下都期望耗損因子低些好。

離子晶體的損耗

離子晶體的介質損耗與其結構的緊密程度有關。

緊密結構的晶體離子都排列很有規則，鍵強度比較大，如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等，在外電場作用下很難發生離子松弛極化，只有電子式和離子式的位移極化，所以無極化損耗，僅有的一點損耗是由漏導引起的（包括本質電導和少量雜質引起的雜質電導）。這類晶體的介質損耗功率與頻率無關，損耗角正切隨頻率的升高而降低。因此，以這類晶體為主晶相的陶瓷往往用在高頻場合。如剛玉瓷、滑石瓷、金紅石瓷、鎂橄欖石瓷等

結構松散的離子晶體，如莫來石（3Al2O3·2SiO2）、董青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）等，其內部有較大的空隙或晶格畸變，含有缺陷和較多的雜質，離子的活動范圍擴大。在外電場作用下，晶體中的弱聯系離子有可能貫穿電極運動，產生電導打耗。弱聯系離子也可能在一定范圍內來回運動，形成熱離子松弛，出現極化損耗。所以這類晶體的介質損耗較大，由這類品體作主晶相的陶瓷材料不適用于高頻，只能應用于低頻場合。

測試儀它以DDS數字直接合成方式產生信號源，頻率達

60MHz/160MHz，信號源具有信號失真小、頻率精確、信號幅度穩定的優點，更保證了測量精度的精確性。A主電容調節用傳感器感應，電容讀數精確,且頻率值可設置。C主電容調節用步進馬達控制，電容讀數更加精確,頻率值和電容值均可設置。A/C電容、電感、Q值、頻率、量程都用數字顯示，在某一頻率下，只要能找到諧振點，都能直接讀出電感、電容值，大大擴展了電感的測量范圍，而不再是固定的幾個頻率下才能測出電感值的大小。A/C特有的諧振點頻率自動搜索或電容自動搜索功能，能幫助你在使用時快速地找到被測量器件的諧振點，自動讀出Q值和其它參數。Q值量程可手動或自動轉換。

為什么介電常數越大，絕緣能力越強？

因為物質的介電常數和頻率相關，通常稱為介電系數。

介電常數又叫介質常數，介電系數或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個系數。所以理論上來說，介電常數越大，絕緣性能就越好。

注：這個性質不是 成立的。

對于絕緣性不太好的材料(就是說不擊穿的情況下,也可以有一定的導電性)和絕緣性很好的材料比較,這個結論是成立的。

但對于兩個絕緣體就不一定了。

介電常數反映的是材料中電子的局域(local)特性,導電性是電子的全局(global)特征.不是一回事情的。

振蕩頻率：

a．振蕩頻率范圍：10kHz～50MHz；

b．頻率分段（虛擬）

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

c．頻率誤差：3×10-5±1個字。

高頻西林電橋

    這種電橋通常在中等的電壓下工作，是比較靈活方便的一種電橋;通常電容 C_N是可變的(在高壓電橋中電容 C_N通常是固定的)，比較容易采用替代法。

    由于不期望電容的影響隨頻率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格納接地線路。

高頻電橋
由于它不再是一個高壓電橋，因此承受電壓U₁的臂能容易地引人可調元件;替代法在此適用
 還應指出，帶有分開的初級繞組的電橋允許電源和檢測器互換位置。其平衡與在次級繞組中對應
的安匝數的補償相符.

電極系統

 1 加到試樣上的電極

 電極可選用 5.1.3中任意一種。如果不用保護環。而且試樣上下的兩個電極難以對齊時，其中一個電極應比另一個電極大些。已經加有電極的試樣應放置在兩個金屬電極之間，這兩個金屬電極要比試樣上的電極稍小些。對于平板形和圓柱形這兩種不同電極結構的電容計算公式以及邊緣電容近似計算的經驗公式由表1給出.

 對于介質損耗因數的測量，這種類型的電極在高頻下不能滿足要求，除非試樣的表面和金屬板都非常平整。圖 1所示的電極系統也要求試樣厚度均勻

2 試樣上不加電極

 表面電導率很低的試樣可以不加電極而將試樣插人電極系統中測量，在這個電極系統中，試樣的一側或兩側有一個充滿空氣或液體的間隙。

 平板電極或圓柱形電極結構的電容計算公式由表 3給出。

 下面兩種型式的電極裝置特別合適

2.1 空氣填充測微計電極

 當試樣插人和不插人時，電容都能調節到同一個值 ，不需進行測量系統的電氣校正就能測定電容率。電極系統中可包括保護電極.

2.2 流體排出法

 在電容率近似等于試樣的電容率，而介質損耗因數可以忽略的一種液體內進行測量，這種測量與試樣厚度測量的精度關系不大。當相繼采用兩種流體時，試樣厚度和電極系統的尺寸可以從計算公式中消去

 試樣為與試驗池電極直徑相同的圓片，或對測微計電極來說，試樣可以比電極小到足以使邊緣效應忽略不計 在測微計電極中，為了忽略邊緣效應，試樣直徑約比測微計電極直徑小兩倍的試樣厚度。

電介質經常是絕緣體。其例子包括瓷器(陶器)，云母，玻璃，塑料，和各種金屬氧化物。有些液體和氣體可以作為好的電介質材料。干空氣是良好的電介質，并被用在可變電容器以及某些類型的傳輸線。蒸餾水如果保持沒有雜質的話是好的電介質，其相對介電常數約為80。

對于時變電磁場，物質的介電常數和頻率相關，通常稱為介電系數。介電常數又叫介質常數，介電系數或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個系數

介電常數,用于衡量絕緣體儲存電能的性能.它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介電常數代表了電介質的極化程度，也就是對電荷的束縛能力，介電常數越大，對電荷的束縛能力越強。電容器兩極板之間填充的介質對電容的容量有影響，而同一種介質的影響是相同的，介質不同，介電常數不同

邊緣效應

 為了避免邊緣效應引起電容率的測量誤差，電極系統可加上保護電極。保護電極的寬度應至少為兩倍的試樣厚度，保護電極和主電極之間的間隙應比試樣厚度小。假如不能用保護環，通常需對邊緣電容進行修正，表 工給出了近似計算公式 這些公式是經驗公式，只適用于規定的幾種特定的試樣形狀。

 此外，在一個合適的頻率和溫度下，邊緣電容可采用有保護環和無保護環的(比較))測量來獲得，用所得到的邊緣電容修正其他頻率和溫度下的電容也可滿足精度要求。

試驗步驟

1 試樣的制備

 試樣應從固體材料上截取，為了滿足要求，應按相關的標準方法的要求來制備。

 應精確地測量厚度，使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)以內，測量點應均勻地分布在試樣表面。必要時，應測其有效面積。

2 條件處理

 條件處理應按相關規范規定進行。

3 測量

 電氣測量按本標準或所使用的儀器(電橋)制造商推薦的標準及相應的方法進行。

 在 1 MHz或更高頻率下，必須減小接線的電感對測量結果的影響。此時，可采用同軸接線系統(見圖 1所示)，當用變電抗法測量時，應提供一個固定微調電容器。

介質損耗：絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失，簡稱介損。在交變電場作用下，電介質內流過的電流相量和電壓相量之間的夾角（功率因數角Φ）的余角δ稱為介質損耗角。

損耗因子也指耗損正切，是交流電被轉化為熱能的介電損耗（耗散的能量）的量度，一般情況下都期望耗損因子低些好