陶瓷介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀陶瓷材料的損耗

陶瓷材料的介質(zhì)損耗主要來源于電導(dǎo)損耗、松弛質(zhì)點(diǎn)的極化損耗和結(jié)構(gòu)損耗。此外，表面氣孔吸附水分、油污及灰塵等造成的表面電導(dǎo)也會(huì)引起較大的損耗。

在結(jié)構(gòu)緊密的陶瓷中，介質(zhì)損耗主要來源于玻璃相。為了改善某些陶瓷的工藝性能，往往在配方中引人此易熔物質(zhì)（如黏土），形成玻璃相，這樣就使損耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷隨黏土含量增大，介質(zhì)損耗也增大。因面一般高頻瓷，如氧化鋁瓷、金紅石等很少含有玻璃相。大多數(shù)電陶瓷的離子松弛極化損耗較大，主要的原因是：主晶相結(jié)構(gòu)松散，生成了缺固濟(jì)體、多品型轉(zhuǎn)變等。

陶瓷介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀  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(dòng)換檔或手動(dòng)換檔。

 c．標(biāo)稱誤差

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％

電感：

線圈號(hào)   測試頻率   Q值    分布電容p       電感值  

  9         100KHz      98       9.4           25mH

  8         400KHz     138       11.4        4.87mH

  7         400KHz    202       16           0.99mH

  6           1MHz     196       13          252μH

  5           2MHz     198       8.7        49.8μH

  4         4.5MHz    231       7             10μH

  3          12MHz      193     6.9         2.49μH

  2          12MHz      229     6.4        0.508μH            

  1   25MHz，50MHz   233，211    0.9       0.125μH

電橋測量靈敏度

    電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平衡的分辨程度，為保證測量準(zhǔn)確度，

希望電橋靈敏度達(dá)到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標(biāo)準(zhǔn)電容量

成正比。

    在下面的計(jì)算公式中，用戶可根據(jù)實(shí)際使用情況估算出電橋靈敏度水平，在這

個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來。

          DC/C或Dtgd=Ig/UwCn(1 Rg/R4 Cn/Cx)   

         式中：Ｕ為測量電壓                    伏特（Ｖ）

ω為角頻率2pf=314(50Hz)                            

          Ｃｎ標(biāo)準(zhǔn)電容器容量                   皮法（pＦ）

          Ｉｇ通用指另儀的電流5X10-10            安培（Ａ）

          Ｒｇ平衡指另儀內(nèi)阻約1500              歐姆（W）

          Ｒ４橋臂R4電阻值3183                 歐姆（W）

          Ｃｘ被測試品電容值                   皮法（ｐF）

宏觀結(jié)構(gòu)不均勾性的介質(zhì)損耗

工程介質(zhì)材料大多數(shù)是不均勻介質(zhì)。例如陶瓷材料就是如此，它通常包含有晶相、玻璃相和氣相，各相在介質(zhì)中是統(tǒng)計(jì)分布口。由于各相的介電性不同，有可能在兩相間積聚了較多的自由電荷使介質(zhì)的電場分布不均勻，造成局部有較高的電場強(qiáng)度而引起了較高的損耗。但作為電介質(zhì)整體來看，整個(gè)電介質(zhì)的介質(zhì)損耗必然介于損耗最大的一相和損耗最小的一相之間。

介電常數(shù),用于衡量絕緣體儲(chǔ)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(shí)的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時(shí)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(duì)電荷的束縛能力，介電常數(shù)越大，對(duì)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(duì)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

特點(diǎn)：

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

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。

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。

自動(dòng)化測量技術(shù)-對(duì)測試件實(shí)施Q值、諧振點(diǎn)頻率和電容的自動(dòng)測量。

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

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

計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正技術(shù)和測試回路優(yōu)化—使測試回路 殘余電感減至低，治療Q讀數(shù)值在不同頻率時(shí)要加以修正的困惑。

極化損耗

在介質(zhì)發(fā)生緩慢極化時(shí)（松弛極化、空間電荷極化等），帶電粒子在電場力的影響下因克服熱運(yùn)動(dòng)而引起的能量損耗。

　　一些介質(zhì)在電場極化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生損耗，這種損耗一般稱極化損耗。位移極化從建立極化到其穩(wěn)定所需時(shí)間很短（約為10-16～10-12s），這在無線電頻率（5?1012Hz以下）范圍均可認(rèn)為是極短的，因此基本上不消耗能量。其他緩慢極化（例如松弛極化、空間電荷極化等）在外電場作用下，需經(jīng)過較長時(shí)間（10-10s或更長）才達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，因此會(huì)引起能量的損耗。

若外加頻率較低，介質(zhì)中所有的極化都能完全跟上外電場變化，則不產(chǎn)生極化損耗。若外加頻率較高時(shí)，介質(zhì)中的極化跟不上外電場變化，于是產(chǎn)生極化損耗。

介質(zhì)損耗（dielectric loss）指的是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。

介質(zhì)損耗因數(shù)（dielectric loss factor）指的是衡量介質(zhì)損耗程度的參數(shù)。

指另裝置的技術(shù)特性：

    工作電壓?12V

    在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1X10-6V／格， 電流靈敏度不低于2X10-9A／格

    二次諧波 減不小于25db

三次諧波 減不小于50db

標(biāo)準(zhǔn)配置：

高配Q表 一只  

試驗(yàn)電極 一只（c類）

電感     一套（9只）

電源線   一條

說明書   一份

合格證   一份

保修卡   一份

頻率

 因?yàn)橹挥猩贁?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，最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.

試樣的幾何形狀：

 測定材料的電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)，最好采用板狀試樣，也可采用管狀試樣。

 在測定電容率需要較高精度時(shí)，最大的誤差來自試樣尺寸的誤差，尤其是試樣厚度的誤差，因此厚度應(yīng)足夠大，以滿足測量所需要的精確度。厚度的選取決定于試樣的制備方法和各點(diǎn)間厚度的變化。對(duì)1%的精確度來講，1.5 mm的厚度就足夠了，但是對(duì)于更高精確度，最好是采用較厚的試樣，例如6 mm-12 mm。測測量厚度必須使測量點(diǎn)有規(guī)則地分布在整個(gè)試樣表面上，且厚度均勻度在士1%內(nèi)。如果材料的密度是已知的，則可用稱量法測定厚度 選取試樣的面積時(shí)應(yīng)能提供滿足精度要求的試樣電容。測量10 pF的電容時(shí)，使用有良好屏蔽保護(hù)的儀器。由于現(xiàn)有儀器的極限分辨能力約1 pF,因此試樣應(yīng)薄些，直徑為10 cm或更大些。

 需要測低損耗因數(shù)值時(shí)，很重要的一點(diǎn)是導(dǎo)線串聯(lián)電阻引人的損耗要盡可能地小，即被測電容和該電阻的乘積要盡可能小同樣，被測電容對(duì)總電容的比值要盡可能地大第一點(diǎn)表示導(dǎo)線電阻要盡可能低及試樣電容要小。第二點(diǎn)表示接有試樣橋臂的總電容要盡可能小，且試樣電容要大。因此試樣電容最好取值為20 pF，在測量回路中，與試樣并聯(lián)的電容不應(yīng)大于約5 pF。

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(shí)，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(duì)測量結(jié)果的影響。此時(shí)，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(shí)，應(yīng)提供一個(gè)固定微調(diào)電容器。

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(gè)電極難以對(duì)齊時(shí)，其中一個(gè)電極應(yīng)比另一個(gè)電極大些。已經(jīng)加有電極的試樣應(yīng)放置在兩個(gè)金屬電極之間，這兩個(gè)金屬電極要比試樣上的電極稍小些。對(duì)于平板形和圓柱形這兩種不同電極結(jié)構(gòu)的電容計(jì)算公式以及邊緣電容近似計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式由表1給出.

 對(duì)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(gè)電極系統(tǒng)中，試樣的一側(cè)或兩側(cè)有一個(gè)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(jì)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(jì)電極

 當(dāng)試樣插人和不插人時(shí)，電容都能調(diào)節(jié)到同一個(gè)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(shí)，試樣厚度和電極系統(tǒng)的尺寸可以從計(jì)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(jì)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(jì)在測微計(jì)電極中，為了忽略邊緣效應(yīng)，試樣直徑約比測微計(jì)電極直徑小兩倍的試樣厚度。

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