GB1409介電常數(shù)測試儀 相對介電常數(shù)測試儀 介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀概述

　　介質(zhì)損耗和介電常數(shù)是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復(fù)合材料等的一項重要的物理性質(zhì)，通過測定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)（ε），可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)；該儀器用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位對無機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究

　　GB1409介電常數(shù)測試儀 相對介電常數(shù)測試儀 介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀測試原理

　　采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計算機(jī)作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測試點自動設(shè)定，諧振點自動搜索，Q值量程自動轉(zhuǎn)換，數(shù)值顯示等新技術(shù)，改進(jìn)了調(diào)諧回路，使得調(diào)諧測試回路的殘余電感減，并保留了原Q表中自動穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時更為方便。儀器能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。

　　本測試裝置是由二只測微電容器組成，平板電容器一般用來夾持被測樣品，園筒電容器是一只分辨率高達(dá)0.0033pF的線性可變電容器，配用儀器作為指示儀器，絕緣材料的損耗角正切值是通過被測樣品放進(jìn)平板電容器和不放進(jìn)樣品的Q值變化，由園筒電容器的刻度讀值變化值而換算得到的。同時，由平板電容器的刻度讀值變化而換算得到介電常數(shù)。

　　電感組典型測試數(shù)據(jù)被測樣品要求為園形，直徑25.4～27mm，這是減小因樣品邊緣泄漏和邊緣電場引起的誤差的有效辦法。樣品厚度可在1～5mm之間，如太薄或太厚則測試精度就會下降，樣品要盡可能平直。

　　下面推薦一種能提高測試性的方法：準(zhǔn)備二片厚0.05mm的園形錫膜，直徑和平板電容器片*，錫膜兩面均勻地涂上一層薄薄的凡士林，它起粘著作用，又能排除接觸面之間殘余空氣，把錫膜再粘在平板電容器兩個片上，粘好后，片呈鏡面狀為佳，然后放上被測樣品。

　　2. 測試順序

　　先要詳細(xì)了解配用儀器的使用方法，操作時，要避免人體感應(yīng)的影響。

　　a. 把配用的儀器主調(diào)諧電容置于zui小電容量，微調(diào)電容置于－3pF。

　　b. 把本夾具測試裝置插到儀器測試回路的“電容”兩個端子上，即插入到儀器上方接線銅柱的右邊兩個圓柱內(nèi)。

　　c. 配上相適應(yīng)的高Q值電感線圈，選擇電感沒有特別的方法，只有試或憑經(jīng)驗來選擇合適的那個，一般選擇使高頻儀器顯示Q值zui大的電感zui為合適。

　　注：以上步驟是為了使高頻儀器工作起來（儀器是LC諧振工作原理，所以要選擇合適的電感才能使儀器諧振）

　　d. 調(diào)節(jié)平板電容器測微桿，使片相接為止，讀取刻度值記為DO。

　　e. 再松開二片，把被測樣品插入二片之間，調(diào)節(jié)平板電容器，到二片夾住樣品止（注意調(diào)節(jié)時要用測微桿，以免夾得過緊或過松），這時能讀取新的刻度值，記為D1，這時樣品厚度D2= D1－D0。

　　注：以上d和e兩步是測出被測樣片的厚度，方便后面計算介電常數(shù)時用。

　　f. 把園筒電容器置于7mm處（該值不是的，我們一般在測的時候放到7mm處就可以測了，不過有的時候在做到h步0驟時順時針旋轉(zhuǎn)完刻度了Q值還沒有達(dá)到一半，這時就要適當(dāng)?shù)陌?mm刻度調(diào)整到9mm或更大了）。

　　g. 改變配合儀器頻率，使之諧振，讀得Q值。（如果測試材料樣片有“要求的測試頻率”，那么就先把頻率定位到該頻率，然后再調(diào)節(jié)儀器的主調(diào)電容，使儀器諧振（即儀器的Q值顯示為zui大）；如果不知道在頻率下測試的話，我們一般把頻率放在1MHz下來調(diào)試，然后再調(diào)節(jié)主調(diào)電容使儀器工作）。

　　h. 先順時針方向，后逆時針方向，調(diào)節(jié)園筒電容器，讀取當(dāng)儀器指示Q值為原值的一半時測微桿上二個刻度值，取這二個值之差，記為M1。（先記下園筒電容在7mm時儀器諧振時的zui大Q值，即d步驟測得的Q值；然后調(diào)節(jié)園筒電容器，看儀器的Q值顯示為原來的一半時，讀取園筒電容器上邊的刻度為多少，要順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)兩次取兩個刻度值；如果園筒電容器順時針轉(zhuǎn)到0刻度時Q值還沒有到一半，那么就要返回到第f步驟把園筒電容器置于9mm處或更大，重新操作）。

　　i. 再調(diào)節(jié)園筒電容器，使儀器再次諧振（即把園筒電容器調(diào)回到7mm處）。

　　j. 取出平板電容器中的樣品，這時儀器又失諧，調(diào)節(jié)平

　　板電容器，使再諧振，讀取測微桿上的讀值D3，其變化值為

　　D4= D3－D0。

　　k. 和h款操作一樣，得到新的二個值之差，記為M2。

　　3. 計算測試結(jié)果

　　被測樣品的介電常數(shù)：

　　Σ＝D2 / D4

　　被測樣品的損耗角正切值：

　　tgδ＝K（M1－M2 ）/ 15.5

　　式中：K為園筒電容器線性變化率，一般為0.33。

　　其他應(yīng)用使用方法

　　使用本測試裝置和儀器配用，對絕緣材料以及其他高阻性能的薄材，列如：紙張、木材、粉壓片料等，進(jìn)行相對測量，其測試方法就非常簡便、實用，采取被測樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品相比較方法，就能靈敏地區(qū)別二者之間的輕微差別，例如含水量、配用原料變動等等。

　　測試時先把標(biāo)準(zhǔn)樣品放入平板電容器，調(diào)節(jié)儀器頻率，諧振后讀得Q值，再換上被測樣品，調(diào)節(jié)園筒電位器，再諧振，看Q值變化，如Q值變化很小，說明標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測樣品高頻損耗值*，反之說明二者性能有區(qū)別，如園筒電容器調(diào)節(jié)不能再諧振，通過調(diào)節(jié)儀器頻率才能諧振，且頻率變化較大，說明被測樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的配用原材料相差較大。

　　維修方法

　　本測試裝置是由精密機(jī)械構(gòu)件組成的測微設(shè)備，所以在使用和

　　保存時要避免振動和碰撞，要求在不含腐蝕氣體和干燥的環(huán)境中使用和保存，不能自行拆裝，否則其工作性能就不能保證，如測試夾具受到碰撞，或者作為定期檢查，要檢測以下幾個指標(biāo)：

　　1. 平板電容器二片平行度不超過0.02mm。

　　2. 園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過0.1mm。

　　3. 保證二個測微桿0.01mm分辨率。

　　4. 用精密電容測量儀（±0.01pF分辨率）測量園筒電容器，電容呈線性率，從0~20mm，每隔1mm測試一點，要求符合工作特性要求。

　　原理分析 物質(zhì)的檢測分為定量檢測、定性檢測和否定檢測。定量檢測既要判斷被檢測物質(zhì)包含哪些成分，還要能檢測每種成分的含量，如質(zhì)譜檢測和各種光譜檢測。定性檢測只要求判定是不是某種物質(zhì)，如離子遷移譜等。而否定檢測只要給出被檢測物質(zhì)是否包含某一種或幾種特定成分。這三種檢測方法各有各的特點，定量檢測準(zhǔn)確，但是一般檢測時間長；否定檢測為排除性檢測，但是能夠批量快速鑒別，定性檢測介與兩者之間。 在安全檢測領(lǐng)域，采用否定檢測方式可以實現(xiàn)快速預(yù)鑒別。如在液體危險品檢測中，通過否定檢測方式，可以快速鑒別液體中是否可能含有危險品。本文基于否定檢測的實際需求，給出一種通過測量微波反射能力，實現(xiàn)快速檢測瓶裝（玻璃、塑料）液體是否含有某幾種特定危險品中的一種或幾種。 物質(zhì)的介電常數(shù)是一種物質(zhì)與微波相互作用研究中的重要參數(shù)，在微波作用下，了解液體介電常數(shù)，可以進(jìn)一步了解其對微波吸收和反射的情況。采用微波裝置微波照射被測液體，能量可以非常低，通過測量液體反射微波能量實現(xiàn)快速鑒別液體中是否含有某幾種特定危險品。 這里采用的微波工作頻率在１０ＧＨｚ左右，屬于厘米波，其特點是遇到障礙物反射能力強(qiáng)，與性分子的熱化學(xué)效應(yīng)明顯（微波吸收），對塑料、玻璃和陶瓷等材

　　．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

　　1、范圍：

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值的兩種測定方法。方法A為工頻（50Hz）下的測定方法，方法B為高頻電場下的測定方法。

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于硫化橡膠。

　　2、規(guī)范性引用文件：

　　下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

　　GB/T 2941 橡膠物理試驗方法試樣制備和調(diào)節(jié)通用程序（GB/T 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT）