GBT1409-2006高频介电常数测试仪 满足标准:GBT1409-2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长在内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法
GBT1409-2006高频介电常数测试仪 Q值测量
a.Q值测量范围:2~1023。
b.Q值量程分档:30、100、300、1000、自动换档或手动换档。
c.标称误差
项 目GDAT-A
频率范围20kHz~10MHz;
固有误差≤5%
工作误差≤7%
频率范围10MHz~60MHz;
固有误差≤6%
工作误差≤8%
漏导损耗
实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质,在外电场的作用下,总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流,这种微小电流称为漏导电流,漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实阿的电介质总存在一些缺陷,或多或少存在一些带电粒子或空位,因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。
电容测量:1~205
主电容调节范围:18~220pF
准确度:150pF以下±1.5pF; 150pF以上±1%
注:大于直接测量范围的电容测量见后页使用说明
电离损耗
电离损耗(又称游离损耗)是由气体引起的,含有气孔的固体介质在外加电场强度超过气孔气体电离所需要的电场强度时,由于气体的电离吸收能量而造成指耗,这种损耗称为电离损耗。
工作条件
a. 环境温度:0℃~+40℃;
b.相对湿度:<80%;
c.电源:220V±22V,50Hz±2.5Hz。
结构损耗
在高频电场和低温下,有一类与介质内邻结构的紧密度密切相关的介质损耗称为结构损耗。这类损耗与温度关系不大,耗功随频率升高而增大。
试验表明结构紧密的晶体成玻璃体的结构损耗都很小,但是当某此原因(如杂质的掺入、试样经淬火急冷的热处理等)使它的内部结构松散后。其结构耗就会大大升高。
介电常数,用于衡量绝缘体储存电能的性能.它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。介电常数代表了电介质的极化程度,也就是对电荷的束缚能力,介电常数越大,对电荷的束缚能力越强。电容器两极板之间填充的介质对电容的容量有影响,而同一种介质的影响是相同的,介质不同,介电常数不同
介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失,简称介损。在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角δ称为介质损耗角。
损耗因子也指耗损正切,是交流电被转化为热能的介电损耗(耗散的能量)的量度,一般情况下都期望耗损因子低些好。
离子晶体的损耗
离子晶体的介质损耗与其结构的紧密程度有关。
紧密结构的晶体离子都排列很有规则,键强度比较大,如α-Al2O3、镁橄榄石晶体等,在外电场作用下很难发生离子松弛极化,只有电子式和离子式的位移极化,所以无极化损耗,仅有的一点损耗是由漏导引起的(包括本质电导和少量杂质引起的杂质电导)。这类晶体的介质损耗功率与频率无关,损耗角正切随频率的升高而降低。因此,以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频场合。如刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等
结构松散的离子晶体,如莫来石(3Al2O3·2SiO2)、董青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)等,其内部有较大的空隙或晶格畸变,含有缺陷和较多的杂质,离子的活动范围扩大。在外电场作用下,晶体中的弱联系离子有可能贯穿电极运动,产生电导打耗。弱联系离子也可能在一定范围内来回运动,形成热离子松弛,出现极化损耗。所以这类晶体的介质损耗较大,由这类品体作主晶相的陶瓷材料不适用于高频,只能应用于低频场合。
测试仪它以DDS数字直接合成方式产生信号源,频率达
60MHz/160MHz,信号源具有信号失真小、频率精确、信号幅度稳定的优点,更保证了测量精度的精确性。A主电容调节用传感器感应,电容读数精确,且频率值可设置。C主电容调节用步进马达控制,电容读数更加精确,频率值和电容值均可设置。A/C电容、电感、Q值、频率、量程都用数字显示,在某一频率下,只要能找到谐振点,都能直接读出电感、电容值,大大扩展了电感的测量范围,而不再是固定的几个频率下才能测出电感值的大小。A/C特有的谐振点频率自动搜索或电容自动搜索功能,能帮助你在使用时快速地找到被测量器件的谐振点,自动读出Q值和其它参数。Q值量程可手动或自动转换。
为什么介电常数越大,绝缘能力越强?
因为物质的介电常数和频率相关,通常称为介电系数。
介电常数又叫介质常数,介电系数或电容率,它是表示绝缘能力特性的一个系数。所以理论上来说,介电常数越大,绝缘性能就越好。
注:这个性质不是 成立的。
对于绝缘性不太好的材料(就是说不击穿的情况下,也可以有一定的导电性)和绝缘性很好的材料比较,这个结论是成立的。
但对于两个绝缘体就不一定了。
介电常数反映的是材料中电子的局域(local)特性,导电性是电子的全局(global)特征.不是一回事情的。
振荡频率:
a.振荡频率范围:10kHz~50MHz;
b.频率分段(虚拟)
10~99.9999kHz
100~999.999kHz
1~9.99999MHz
10~60MHz
c.频率误差:3×10-5±1个字。
高频西林电桥
这种电桥通常在中等的电压下工作,是比较灵活方便的一种电桥;通常电容 CN是可变的(在高压电桥中电容 CN通常是固定的),比较容易采用替代法。
由于不期望电容的影响随频率的增加而增加,因此仍可有效使用屏蔽和瓦格纳接地线路。
高频电桥
由于它不再是一个高压电桥,因此承受电压U1的臂能容易地引人可调元件;替代法在此适用
还应指出,带有分开的初级绕组的电桥允许电源和检测器互换位置。其平衡与在次级绕组中对应
的安匝数的补偿相符.
电极系统
1 加到试样上的电极
电极可选用 5.1.3中任意一种。如果不用保护环。而且试样上下的两个电极难以对齐时,其中一个电极应比另一个电极大些。已经加有电极的试样应放置在两个金属电极之间,这两个金属电极要比试样上的电极稍小些。对于平板形和圆柱形这两种不同电极结构的电容计算公式以及边缘电容近似计算的经验公式由表1给出.
对于介质损耗因数的测量,这种类型的电极在高频下不能满足要求,除非试样的表面和金属板都非常平整。图 1所示的电极系统也要求试样厚度均匀
2 试样上不加电极
表面电导率很低的试样可以不加电极而将试样插人电极系统中测量,在这个电极系统中,试样的一侧或两侧有一个充满空气或液体的间隙。
平板电极或圆柱形电极结构的电容计算公式由表 3给出。
下面两种型式的电极装置特别合适
2.1 空气填充测微计电极
当试样插人和不插人时,电容都能调节到同一个值 ,不需进行测量系统的电气校正就能测定电容率。电极系统中可包括保护电极.
2.2 流体排出法
在电容率近似等于试样的电容率,而介质损耗因数可以忽略的一种液体内进行测量,这种测量与试样厚度测量的精度关系不大。当相继采用两种流体时,试样厚度和电极系统的尺寸可以从计算公式中消去
试样为与试验池电极直径相同的圆片,或对测微计电极来说,试样可以比电极小到足以使边缘效应忽略不计 在测微计电极中,为了忽略边缘效应,试样直径约比测微计电极直径小两倍的试样厚度。
电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器(陶器),云母,玻璃,塑料,和各种金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质,并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质,其相对介电常数约为80。
对于时变电磁场,物质的介电常数和频率相关,通常称为介电系数。介电常数又叫介质常数,介电系数或电容率,它是表示绝缘能力特性的一个系数
介电常数,用于衡量绝缘体储存电能的性能.它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。介电常数代表了电介质的极化程度,也就是对电荷的束缚能力,介电常数越大,对电荷的束缚能力越强。电容器两极板之间填充的介质对电容的容量有影响,而同一种介质的影响是相同的,介质不同,介电常数不同
边缘效应
为了避免边缘效应引起电容率的测量误差,电极系统可加上保护电极。保护电极的宽度应至少为两倍的试样厚度,保护电极和主电极之间的间隙应比试样厚度小。假如不能用保护环,通常需对边缘电容进行修正,表 工给出了近似计算公式 这些公式是经验公式,只适用于规定的几种特定的试样形状。
此外,在一个合适的频率和温度下,边缘电容可采用有保护环和无保护环的(比较))测量来获得,用所得到的边缘电容修正其他频率和温度下的电容也可满足精度要求。
试验步骤
1 试样的制备
试样应从固体材料上截取,为了满足要求,应按相关的标准方法的要求来制备。
应精确地测量厚度,使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)以内,测量点应均匀地分布在试样表面。必要时,应测其有效面积。
2 条件处理
条件处理应按相关规范规定进行。
3 测量
电气测量按本标准或所使用的仪器(电桥)制造商推荐的标准及相应的方法进行。
在 1 MHz或更高频率下,必须减小接线的电感对测量结果的影响。此时,可采用同轴接线系统(见图 1所示),当用变电抗法测量时,应提供一个固定微调电容器。
介质损耗:绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失,简称介损。在交变电场作用下,电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角(功率因数角Φ)的余角δ称为介质损耗角。
损耗因子也指耗损正切,是交流电被转化为热能的介电损耗(耗散的能量)的量度,一般情况下都期望耗损因子低些好