GBT1409-2006高頻介電常數(shù)測試儀  滿足標(biāo)準(zhǔn)：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(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法

GBT1409-2006高頻介電常數(shù)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(biāo)稱誤差

項(xiàng)    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(dǎo)損耗

實(shí)際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質(zhì)，在外電場的作用下，總有一些帶電粒子會發(fā)生移動而引起微弱的電流，這種微小電流稱為漏導(dǎo)電流，漏導(dǎo)電流流經(jīng)介質(zhì)時使介質(zhì)發(fā)熱而損耗了電能。這種因電導(dǎo)而引起的介質(zhì)損耗稱為“漏導(dǎo)損耗”。由于實(shí)阿的電介質(zhì)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(zhì)不論在直流電場或交變電場作用下都會發(fā)生漏導(dǎo)損耗。

電容測量：1~205

     主電容調(diào)節(jié)范圍：18～220pF

     準(zhǔn)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(zhì)在外加電場強(qiáng)度超過氣孔氣體電離所需要的電場強(qiáng)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(huán)境溫度：0℃～+40℃；

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

結(jié)構(gòu)損耗

在高頻電場和低溫下，有一類與介質(zhì)內(nèi)鄰結(jié)構(gòu)的緊密度密切相關(guān)的介質(zhì)損耗稱為結(jié)構(gòu)損耗。這類損耗與溫度關(guān)系不大，耗功隨頻率升高而增大。

試驗(yàn)表明結(jié)構(gòu)緊密的晶體成玻璃體的結(jié)構(gòu)損耗都很小，但是當(dāng)某此原因（如雜質(zhì)的摻入、試樣經(jīng)淬火急冷的熱處理等）使它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散后。其結(jié)構(gòu)耗就會大大升高。

介電常數(shù),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(zhì)時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時的電容量之比。介電常數(shù)代表了電介質(zhì)的極化程度，也就是對電荷的束縛能力，介電常數(shù)越大，對電荷的束縛能力越強(qiáng)。電容器兩極板之間填充的介質(zhì)對電容的容量有影響，而同一種介質(zhì)的影響是相同的，介質(zhì)不同，介電常數(shù)不同

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

損耗因子也指耗損正切，是交流電被轉(zhuǎn)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(zhì)損耗與其結(jié)構(gòu)的緊密程度有關(guān)。

緊密結(jié)構(gòu)的晶體離子都排列很有規(guī)則，鍵強(qiáng)度比較大，如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等，在外電場作用下很難發(fā)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(diǎn)損耗是由漏導(dǎo)引起的（包括本質(zhì)電導(dǎo)和少量雜質(zhì)引起的雜質(zhì)電導(dǎo)）。這類晶體的介質(zhì)損耗功率與頻率無關(guān)，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(jié)構(gòu)松散的離子晶體，如莫來石（3Al2O3·2SiO2）、董青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）等，其內(nèi)部有較大的空隙或晶格畸變，含有缺陷和較多的雜質(zhì)，離子的活動范圍擴(kuò)大。在外電場作用下，晶體中的弱聯(lián)系離子有可能貫穿電極運(yùn)動，產(chǎn)生電導(dǎo)打耗。弱聯(lián)系離子也可能在一定范圍內(nèi)來回運(yùn)動，形成熱離子松弛，出現(xiàn)極化損耗。所以這類晶體的介質(zhì)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(yīng)用于低頻場合。

測試儀它以DDS數(shù)字直接合成方式產(chǎn)生信號源，頻率達(dá)

60MHz/160MHz，信號源具有信號失真小、頻率精確、信號幅度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，更保證了測量精度的精確性。A主電容調(diào)節(jié)用傳感器感應(yīng)，電容讀數(shù)精確,且頻率值可設(shè)置。C主電容調(diào)節(jié)用步進(jìn)馬達(dá)控制，電容讀數(shù)更加精確,頻率值和電容值均可設(shè)置。A/C電容、電感、Q值、頻率、量程都用數(shù)字顯示，在某一頻率下，只要能找到諧振點(diǎn)，都能直接讀出電感、電容值，大大擴(kuò)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(diǎn)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(diǎn)，自動讀出Q值和其它參數(shù)。Q值量程可手動或自動轉(zhuǎn)換。

為什么介電常數(shù)越大，絕緣能力越強(qiáng)？

因?yàn)槲镔|(zhì)的介電常數(shù)和頻率相關(guān)，通常稱為介電系數(shù)。

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

注：這個性質(zhì)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(dǎo)電性)和絕緣性很好的材料比較,這個結(jié)論是成立的。

但對于兩個絕緣體就不一定了。

介電常數(shù)反映的是材料中電子的局域(local)特性,導(dǎo)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(diào)元件;替代法在此適用
 還應(yīng)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(yīng)
的安匝數(shù)的補(bǔ)償相符.

電極系統(tǒng)

 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(hù)環(huán)。而且試樣上下的兩個電極難以對齊時，其中一個電極應(yīng)比另一個電極大些。已經(jīng)加有電極的試樣應(yīng)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(jié)構(gòu)的電容計算公式以及邊緣電容近似計算的經(jīng)驗(yàn)公式由表1給出.

 對于介質(zhì)損耗因數(shù)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(tǒng)也要求試樣厚度均勻

2 試樣上不加電極

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

 平板電極或圓柱形電極結(jié)構(gòu)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(dāng)試樣插人和不插人時，電容都能調(diào)節(jié)到同一個值 ，不需進(jìn)行測量系統(tǒng)的電氣校正就能測定電容率。電極系統(tǒng)中可包括保護(hù)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(zhì)損耗因數(shù)可以忽略的一種液體內(nèi)進(jìn)行測量，這種測量與試樣厚度測量的精度關(guān)系不大。當(dāng)相繼采用兩種流體時，試樣厚度和電極系統(tǒng)的尺寸可以從計算公式中消去

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

電介質(zhì)經(jīng)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(zhì)材料。干空氣是良好的電介質(zhì)，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(zhì)的話是好的電介質(zhì)，其相對介電常數(shù)約為80。

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

介電常數(shù),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(zhì)時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時的電容量之比。介電常數(shù)代表了電介質(zhì)的極化程度，也就是對電荷的束縛能力，介電常數(shù)越大，對電荷的束縛能力越強(qiáng)。電容器兩極板之間填充的介質(zhì)對電容的容量有影響，而同一種介質(zhì)的影響是相同的，介質(zhì)不同，介電常數(shù)不同

邊緣效應(yīng)

 為了避免邊緣效應(yīng)引起電容率的測量誤差，電極系統(tǒng)可加上保護(hù)電極。保護(hù)電極的寬度應(yīng)至少為兩倍的試樣厚度，保護(hù)電極和主電極之間的間隙應(yīng)比試樣厚度小。假如不能用保護(hù)環(huán)，通常需對邊緣電容進(jìn)行修正，表 工給出了近似計算公式 這些公式是經(jīng)驗(yàn)公式，只適用于規(guī)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(hù)環(huán)和無保護(hù)環(huán)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(yàn)步驟

1 試樣的制備

 試樣應(yīng)從固體材料上截取，為了滿足要求，應(yīng)按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法的要求來制備。

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

2 條件處理

 條件處理應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行。

3 測量

 電氣測量按本標(biāo)準(zhǔn)或所使用的儀器(電橋)制造商推薦的標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的方法進(jìn)行。

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

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

損耗因子也指耗損正切，是交流電被轉(zhuǎn)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