電氣絕緣材料高頻介質(zhì)損耗因數(shù)測量儀   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

電氣絕緣材料高頻介質(zhì)損耗因數(shù)測量儀  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。

標(biāo)稱誤差

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。

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。

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。

測試注意事項(xiàng)

a．本儀器應(yīng)水平安放；

b．如果你需要較精確地測量，請接通電源后，預(yù)熱30分鐘；

c．調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開關(guān)時，當(dāng)接近諧振點(diǎn)時請緩調(diào)；

d．被測件和測試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短，足夠粗，并應(yīng)接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來的測量誤差；

e．被測件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊；

f．手不得靠近試件，以免人體感應(yīng)影響造成測量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。

使用和保養(yǎng)

高頻Q表是比較精密的阻抗測量儀器，在合理使用和注意保養(yǎng)情況下，才能保證長期穩(wěn)定和較高的測試精度。

a．熟悉本說明書，正確地使用儀器；

b．使儀器經(jīng)常保持清潔、干燥；

c．本儀器保用期為18個月，如發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障或失去準(zhǔn)確度，可以原封送回本廠，免費(fèi)修理。

新購儀器的檢查

新購的儀器最好能先用LKI-1電感組，將各個電感在各個不同頻率測試Q值，把測試的情況，例使用的電感號、測試頻率Q讀數(shù)、電容讀數(shù)等多次測得數(shù)及測試環(huán)境條件逐一詳細(xì)記錄，并把記錄保存起來，以供以后維修時作參考。

LKI-1電感組是專供測試時作輔助電感用的，不能把這些電感當(dāng)作高精度的標(biāo)準(zhǔn)電感看待。隨著測試環(huán)境條件不同，測得電感器Q值和分布電容可能略有不同。

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)。

高分子材料的損耗

高分子聚合物電介質(zhì)按單體單元偶極矩的大小可分為極性和非極性兩類。一般地，偶極矩在0~0.5D（德拜）范圍內(nèi)的是非極性高聚物；偶極矩在0.5D以上的是極性高聚物。非極性高聚物具有較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，其介電常數(shù)約為2，介質(zhì)損耗小于10-4；極性高聚物則具有較高的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗，并且極性愈大，這兩個值愈高。

高聚物的交聯(lián)通常能阻礙極性基團(tuán)的取向，因此熱固性高聚物的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均隨交聯(lián)度的提高而下降。酚醛樹脂就是典型的例子，雖然這種高聚物的極性很強(qiáng)，但只要固化比較完全，它的介質(zhì)損耗就不高。相反，支化使分子鏈間作用力減弱，分子鏈活動能力增強(qiáng)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均增大。

高聚物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及力學(xué)狀態(tài)對介電性景響也很大。結(jié)品能抑制鏈段上偶極矩的取向極化，因此高聚物的介質(zhì)損耗隨結(jié)晶度升高而下降。當(dāng)高聚物結(jié)晶度大于70%時，鏈段上的偶極的極化有時完全被抑制，介電性能可降至最低值，同樣的道理，非晶態(tài)高聚物在玻璃態(tài)下比在高彈態(tài)下具有更低的介質(zhì)損耗。此外，高聚物中的增塑利、雜質(zhì)等對介電性能也有很大景響。

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(jì)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。

配置：

主機(jī) 一臺

電感 一套

夾具 一套

特點(diǎn)：

◎ 本公司創(chuàng)新的自動Q值保持技術(shù)，使測Q分辨率至0.1Q，使tanδ分辨率至0.00005。

◎ 能對固體絕緣材料在10kHz～120MHz介質(zhì)損耗角(tanδ)和介電常數(shù)(ε)變化的測試。

◎ 調(diào)諧回路殘余電感值低至8nH，保證100MHz的(tanδ)和(ε)的誤差較小。

◎ 特制LCD屏菜單式顯示多參數(shù)：Q值，測試頻率，調(diào)諧狀態(tài)等。

◎Q值量程自動/手動量程控制。

◎DPLL合成發(fā)生1kHz～60MHz, 50kHz～160MHz測試信號。獨(dú)立信號 源輸出口，所以本機(jī)又是一臺合成信號源。

◎ 測試裝置符合國標(biāo)GB/T 1409-2006,美標(biāo)ASTM D150以及IEC60250規(guī)范要求。

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。

高頻Q表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。該儀器廣泛地用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位。

頻率范圍

10kHz～50MHz

頻率分段

(虛擬)

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

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(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(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，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(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。

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(jì)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。

測量方法的選擇：

 測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法可分成兩種:零點(diǎn)指示法和諧振法。

1零點(diǎn)指示法適用于頻率不超過50 MHz時的測量。測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)可用替代法;也就是在接人試樣和不接試樣兩種狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路的一個臂使電橋平衡。通?；芈凡捎梦髁蛛姌?、變壓器電橋(也就是互感藕合比例臂電橋)和并聯(lián)T型網(wǎng)絡(luò)。變壓器電橋的優(yōu)點(diǎn):采用保護(hù)電極不需任何外加附件或過多操作，就可采用保護(hù)電極;它沒有其他網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)。

2諧振法適用于10 kHz一幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)的測量。該方法為替代法測量，常用的是變電抗法。但該方法不適合采用保護(hù)電極。

 注:典型的電橋和電路示例見附錄。附錄中所舉的例子自然是不全面的，敘述電橋和側(cè)量方法報(bào)導(dǎo)見有關(guān)文獻(xiàn)和該種儀器的原理說明書。

主要產(chǎn)品有：

拉力試驗(yàn)機(jī)，                     塑料球壓痕硬度計(jì)

維卡熱變形試驗(yàn)儀，               體積表面電阻率測試儀

海綿泡沫落球回彈試驗(yàn)機(jī)，         海綿泡沫拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)

耐壓試驗(yàn)機(jī)，                  介電常數(shù)測試儀

海綿泡沫壓陷硬度測驗(yàn)儀，         介質(zhì)損耗測試儀

海綿泡沫疲勞壓陷試驗(yàn)機(jī)，         薄膜沖擊試驗(yàn)機(jī)

熔融指數(shù)儀，                     無轉(zhuǎn)子硫化儀

電壓擊穿試驗(yàn)儀，                 摩擦系數(shù)儀

低溫脆性沖擊試驗(yàn)儀               阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)等。