高分子材料介電常數(shù)測(cè)試儀  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(gè)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(dòng)能力增強(qiáng)，介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均增大。

高分子材料介電常數(shù)測(cè)試儀  高聚物的凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)及力學(xué)狀態(tài)對(duì)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(shí)，鏈段上的偶極的極化有時(shí)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(duì)介電性能也有很大景響。

輔橋的技術(shù)特性：

    工作電壓?12V，50Hz

    輸入阻抗>1012　W

    輸出阻抗>0.6 W

    放大倍數(shù)>0.99

    不失真跟蹤電壓 0～12V（有效值）

技術(shù)參數(shù)：

1．Q值測(cè)量

a．Q值測(cè)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（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(cè)量范圍：4.5nH~7.9mH

3．電容測(cè)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(cè)量范圍的電容測(cè)量見后頁使用說明

4.  信號(hào)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(cè)試儀正常工作條件

a.  環(huán)境溫度：0℃～ 40℃；

b．相對(duì)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。

形式

各種不同形式的損耗是綜合起作用的。由于介質(zhì)損耗的原因是多方面的，所以介質(zhì)損耗的形式也是多種多樣的。介電損耗主要有以下形式：

1）漏導(dǎo)損耗

實(shí)際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質(zhì)，在外電場(chǎng)的作用下，總有一些帶電粒子會(huì)發(fā)生移動(dòng)而引起微弱的電流，這種微小電流稱為漏導(dǎo)電流，漏導(dǎo)電流流經(jīng)介質(zhì)時(shí)使介質(zhì)發(fā)熱而損耗了電能。這種因電導(dǎo)而引起的介質(zhì)損耗稱為“漏導(dǎo)損耗”。由于實(shí)阿的電介質(zhì)總存在一些缺陷，或多或少存在一些帶電粒子或空位，因此介質(zhì)不論在直流電場(chǎng)或交變電場(chǎng)作用下都會(huì)發(fā)生漏導(dǎo)損耗。

2）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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)變化，于是產(chǎn)生極化損耗。[2]

3）電離損耗

　　電離損耗（又稱游離損耗）是由氣體引起的，含有氣孔的固體介質(zhì)在外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過氣孔氣體電離所需要的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí)，由于氣體的電離吸收能量而造成指耗，這種損耗稱為電離損耗。

　　4）結(jié)構(gòu)損耗

在高頻電場(chǎng)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(huì)大大升高。

5）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(chǎng)分布不均勻，造成局部有較高的電場(chǎng)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。

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

高頻電橋
由于它不再是一個(gè)高壓電橋，因此承受電壓U1的臂能容易地引人可調(diào)元件;替代法在此適用
 還應(yīng)指出，帶有分開的初級(jí)繞組的電橋允許電源和檢測(cè)器互換位置。其平衡與在次級(jí)繞組中對(duì)應(yīng)
的安匝數(shù)的補(bǔ)償相符.

GB/T 1409-2006標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在15 Hz-300 MHz的頻率范圍內(nèi)測(cè)量電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)的方法，并由此計(jì)算某些數(shù)值 ，如損耗指數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)中所敘述的某些方法，也能用于其他頻率下測(cè)量.

    本標(biāo)準(zhǔn)適用于測(cè)量液體、易熔材料以及固體材料。測(cè)試結(jié)果與某些物理?xiàng)l件有關(guān)，例如頻率、溫度、

濕度，在特殊情況下也與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)有時(shí)在超過1 000 V的電壓下試驗(yàn)，則會(huì)引起一些與電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)無關(guān)的效應(yīng)，對(duì)此不予論述.

低頻電橋

 一般為高壓電橋，這不僅是由于靈敏度的緣故，也因?yàn)樵诘皖l下正是高電壓技術(shù)特別對(duì)電介質(zhì)損耗關(guān)注的問題。電容臂和測(cè)量臂兩者的阻抗大小在數(shù)量級(jí)上相差很多，結(jié)果，絕大部分電壓都施加在電容Cx和C}上，使電壓分配不平衡 上面給出的電橋平衡條件只是當(dāng)?shù)蛪涸?duì)高壓元件屏蔽時(shí)才成立。同時(shí)，屏蔽必須接地，以保證平衡穩(wěn)定。如圖A. 2所示。屏蔽與使用被保護(hù)的電容C、和C、是一致的，這個(gè)保護(hù)對(duì)于Ch來說是必不可少的。

 由于選擇不同的接地方法，實(shí)際上形成了兩類電橋。

電介質(zhì)的用途

 電介質(zhì)一般被用在兩個(gè)不同的方面:

 用作電氣回路元件的支撐，并且使元件對(duì)地絕緣及元件之間相互絕緣;

 用作電容器介質(zhì)

西林電橋是測(cè)量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的最經(jīng)典的裝置。它可使用從低于工頻(50 Hz-60 Hz)直至100 kHz的頻率范圍，通常測(cè)定50 pF-1 000 pF的電容(試樣或被試設(shè)備通常所具有的電容)這是一個(gè)四臂回路(圖A. 1)。其中兩個(gè)臂主要是電容(未知電容Cx和一個(gè)無損耗電容C,)。另外兩臂(通常稱之為測(cè)量臂)由無感電阻R，和R:組成，電阻R,在未知電容Cx的對(duì)邊上，測(cè)量臂至少被一個(gè)電容C,分流 一般地說，電容C:和兩個(gè)電阻R,和R:中的一個(gè)是可調(diào)的。

    如果采用電阻R、和(純)電容C的串聯(lián)等值回路來表示電容Cx，則圖A. 1所示的電橋平衡時(shí)導(dǎo)出:

       R1

Cs=Cn?——

       R2

和tanδx=ωCSRS=ωC1R1

如果電阻R2被一個(gè)電容C2分流，則tanδ =的公式變?yōu)椋?/p>

Tanδx=ωC1R1---ωC2R2

由于頻率范圍的不同，實(shí)際上電橋構(gòu)造會(huì)有明顯的不同。例如一個(gè)50 pF-1 000 pF的電容在50 Hz時(shí)的阻抗為60 MΩ-3 MΩ，在100 kHz時(shí)的阻抗為3 000Ω-1 500Ω.

頻率為100 kHz時(shí)，橋的四個(gè)臂容易有相同數(shù)量級(jí)的阻抗，而在50 Hz-60 Hz的頻率范圍內(nèi)則是不可能的。因此，出現(xiàn)了低頻和(相對(duì))高頻兩種不同形式的電橋.