電容率介電常數(shù)測試儀 讀數(shù)清晰,無須換算,操作簡便,全參數(shù)液晶顯示，自動化測量技術(shù)，雙數(shù)碼化調(diào)諧，雙掃描技術(shù)，雙測試要素輸入。

 電容率介電常數(shù)測試儀

 定義：

相對 電 容 率 relativep ermittivity
ε_r
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，其電容 C_x與同樣電極構(gòu)形的真空電容C_o 之比:

       Cx

εr = ——          ----------------（1）

       Co

式 中 :
ε_r  — 相對電容率;
C_X  —--  充有絕緣材料時電容器的電極電容;
C_o  —-- 真空中電容器的電極電容。
在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，不含二氧化碳的于燥空氣的相對電容率ε_r等于1.00053。因此，用這種電極構(gòu)形在空氣中的電容C_a來代替C_o測量相對電容率ε_r時，也有足夠的精確度。
在 一 個 測量系統(tǒng)中，絕緣材料的電容率是在該系統(tǒng)中絕緣材料的相對電容率ε_r與真空電氣常數(shù)ε_o的乘積.
在 S I制 中，jue對電容率用法/米(F/m )表示。而且。在SI單位中，電氣常數(shù)ε_o為:
                         1

ε。=8. 854 X 10 ¹² F/m≈----- ×10⁹ F/m     --------(2)

                        36π

在本標(biāo)準(zhǔn)中，用皮法和厘米來計算電容，真空電氣常數(shù)為:

ε_o= 0. 088 54 pF/cm

介質(zhì)損耗角dielectric loss angle

δ
由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角。

介質(zhì)損耗因數(shù)  dielectric dissipation factor

tanδ損耗角δ的正切。

〔介質(zhì)〕損耗指數(shù)
ε^〃_r

該材料的損耗因數(shù)tanδ與相對電容率ε_r的乘積

復(fù)相對電容率complex relative permittivi

ε_r      由相對電容率和損耗指數(shù)結(jié)合而得到的：

ε_r    = ε'_r  －　 ｊε^〃_{r      -----------（3）}

ε^〃_r＝　ε_{r           -------------（4）}

ε^〃_r＝　ε_{r            ——————（5）}

　　　　ε^〃_r

Tanδ = --              -----------（6）

　　　　ε^'_r

式中：

ε_{r     --------}  復(fù)相對電容率；

ε^〃_{r   --------}  損耗指數(shù)；

ε^'_r、ε_{r  -----} 相對電容率；

Tanδ ----------- 介質(zhì)損耗因數(shù)。
注 :有損耗的電容器在任何給定的頻率下能用電容C_s和電阻R_s的串聯(lián)電路表示，或用電容C_p和電阻R_p(或電導(dǎo)G₁, )的并聯(lián)電路表示

　　　　　１　　　　?。?sub>ｐ

 Tanδ＝----?。健?-－        ----------（7）    

　　　　ωC_pR_p         ωC_p         

 Tanδ＝ωC_sR_s               ---------------（8）

式中：

C_s— 串聯(lián)電容;
R_s— 串聯(lián)電阻。

C_p --并聯(lián)電容；

R_p --并聯(lián)電阻。
雖然以并聯(lián)電路表示一個具有介質(zhì)損耗的絕緣材料通常是合適的，但在單一頻率下，有時也需要以電容C_s和電阻R_s的串聯(lián)電路來表示。
串聯(lián)元件與并聯(lián)元件之間，成立下列關(guān)系:

       C_s

C_p = -----------            -----------------（9）

     1+tan²δ  

      1+tan²δ

R_p =--------------- R_{s       ----------------（10）}

       Tan²δ

           1

ωCsRs = ------------         ----------------（11）

          ωC_pR_p

式(9)、 (10)、(11)中：Cs、Rs、Cp、Rp、tanδ同式(7)、(8)。
無論串聯(lián)表示法還是并聯(lián)表示法，其介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ是相等的.
假如測量電路依據(jù)串聯(lián)元件來產(chǎn)生結(jié)果，且tan'δ 太大而在式(9)中不能被忽略，則在計算電容率前必須先計算并聯(lián)電容。
本標(biāo)準(zhǔn)中的計算和側(cè)量是根據(jù)電流(ω=2πf)正弦波形作出的.

電容率介電常數(shù)測試儀  技術(shù)參數(shù)：

1．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
     頻率范圍（100kHz～10MHz）： 頻率范圍（10MHz～160MHz）：
     固有誤差：≤5％±滿度值的2% 固有誤差：≤6％±滿度值的2%
     工作誤差：≤7％±滿度值的2% 工作誤差：≤8％±滿度值的2%
2．電感測量范圍：4.5nH~7.9mH
3．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
4.  信號源頻率覆蓋范圍
     頻率范圍CH1:0.1～0.999999MHz, CH2: 1～9.99999MHz,
     CH3:10～99.9999MHz, CH1 :100～160MHz,
5．Q合格指示預(yù)置功能:      預(yù)置范圍：5～1000。
6．B-測試儀正常工作條件
a.  環(huán)境溫度：0℃～+40℃；
b．相對濕度：<80％；
c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
7．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。

特點：

作為一代的通用、多用途、多量程的阻抗測試儀器，測試頻率上限達到目前高的160MHz。

1 雙掃描技術(shù) - 測試頻率和調(diào)諧電容的雙掃描、自動調(diào)諧搜索功能。

2 雙測試要素輸入 - 測試頻率及調(diào)諧電容值皆可通過數(shù)字按鍵輸入。

3 雙數(shù)碼化調(diào)諧 - 數(shù)碼化頻率調(diào)諧，數(shù)碼化電容調(diào)諧。

4 自動化測量技術(shù) -對測試件實施 Q 值、諧振點頻率和電容的自動測量。

5 全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調(diào)電容、電感、 Q 值、信號源頻率、諧振指針。

6 DDS 數(shù)字直接合成的信號源 -確保信源的高葆真，頻率的高精確、幅度的高穩(wěn)定。

7 計算機自動修正技術(shù)和測試回路*化 —使測試回路 殘余電感減至低，** Q 讀數(shù)值在不同頻率時要加以修正的困惑。

影響介電性能的因素
 下面分別討論頻率、溫度、濕度和電氣強度對介電性能的影響。
1、頻率
    因為只有少數(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)在一個頻率下可以出現(xiàn)一個大值，這個頻率值與電介質(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。因此試驗前和試驗時對環(huán)境濕度進行控制是*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、電場強度
    存在界面極化時，自由離子的數(shù)目隨電場強度增大而增加，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)與電場強度無關(guān)。

電極系統(tǒng)
 1 加到試樣上的電極
 電極可選用任意一種。如果不用保護環(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。

                         圖 1   用于固體介質(zhì)測f的測徽計— 電容器裝皿

1-- 側(cè)徽計頭;             

2— 連接可調(diào)電極(B)的金屬波紋管;

3— 放試樣的空間(試樣電容器M₁);

4— 固定電極(A),

5--- 測微計頭;

6— 微調(diào)電容器 M₂;

7— 接檢測器;

8— 接到電路上，

9— 可調(diào)電極(B)

　　　　　　　　　　　　?。?_ｘ－Ｃ_ｅ

試樣的相對電容率：εr ＝　----－

　　　　　　　　　　　　　?。?sub>ｏ

其中：Ｃ'_ｘ----電極之間被測的電容；

ｌｎ　------－自然對數(shù)；

Ｌｇ　------－常用對數(shù)。

試驗步驟
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。

試驗報告
 試驗報告中應(yīng)給出下列相關(guān)內(nèi)容:
 絕緣材料的型號名稱及種類、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行處理的情況);
 試樣條件處理的方法和處理時間;
 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;
 試驗時的溫度和相對濕度以及試樣的溫度;
 施加的電壓;
 施加的頻率;
 相對電容率ε(平均值);
 介質(zhì)損耗因數(shù) tans(平均值);
 試驗 日期 ;
 相對電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)值以及由它們計算得到的值如損耗指數(shù)和損耗角，必要時，應(yīng)給出與溫度和頻率的關(guān)系。