固體材料介電常數(shù)測(cè)試儀  電場(chǎng)強(qiáng)度存 在 界 面極化時(shí)，自由離子的數(shù)目隨電場(chǎng)強(qiáng)度增大而增加，其損耗指數(shù)醉大值的大小和位置也隨此而變。在較 高 的頻率下，只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場(chǎng)強(qiáng)度無關(guān)。

固體材料介電常數(shù)測(cè)試儀  玻璃的損耗

復(fù)雜玻璃中的介質(zhì)損耗主要包括三個(gè)部分：電導(dǎo)耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗。哪一種損耗占優(yōu)勢(shì)，取決于外界因素溫度和電場(chǎng)頻率。高頻和高溫下，電導(dǎo)損耗占優(yōu)勢(shì)：在高頻下，主要的是由弱聯(lián)系離子在有限范圍內(nèi)移動(dòng)造成的松弛損耗：在高頻和低溫下，主要是結(jié)構(gòu)損耗，其損耗機(jī)理目前還不清楚，可能與結(jié)構(gòu)的緊密程度有關(guān)。般來說，簡(jiǎn)單玻璃的損耗是很小的，這是因?yàn)楹?jiǎn)單玻璃中的“分子”接近規(guī)則的排列，結(jié)構(gòu)緊密，沒有弱聯(lián)系的松弛離子。在純玻璃中加人堿金屬化物后。介質(zhì)損耗大大增加，并且隨著加人量的增大按指數(shù)規(guī)律增大。這是因?yàn)閴A性氧化物進(jìn)人玻璃的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)后，使離子所在處點(diǎn)陣受到破壞，結(jié)構(gòu)變得松散，離子活動(dòng)性增大，造成電導(dǎo)損耗和松弛損耗增加。

濕度極 化 的 程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加，其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。因此試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行控制是必不可少的注 :濕 度 的顯著影響常常發(fā)生在1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)

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：20kHz～10MHz；       固有誤差：≤5％?滿度值的2％；工作誤差：≤7％?滿度值的2％；

      頻率范圍：10MHz～60MHz；      固有誤差：≤6％?滿度值的2％；工作誤差：≤8％?滿度值的2％。

試樣的幾何形狀測(cè)定 材 料 的電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)，采用板狀試樣，也可采用管狀試樣

 

在測(cè) 定 電容率需要較高精度時(shí)，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(cè)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，采用較厚的試樣，例如6 mm-12 mm 測(cè)量厚度必須使測(cè)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(cè)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(cè)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(cè) 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(cè)電容和該電阻的乘積要盡可能小同樣，被測(cè)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。因此試樣電容取值為20 pF，在測(cè)量回路中，與試樣并聯(lián)的電容不應(yīng)大于約5 pF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(cè)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。

安全措施

（1）高壓保護(hù)：試品短路、擊穿或高壓電流波動(dòng)，能迅速切斷高壓輸出。

（2）CVT保護(hù)：設(shè)定自激電壓的過流點(diǎn)，一旦超出設(shè)置的電流值，儀器自動(dòng)退出測(cè)量，不會(huì)損壞設(shè)備。

（3）接地檢測(cè)：儀器有接地檢測(cè)功能，未接地時(shí)不能升壓測(cè)量。

（4）防誤操作：具備防誤操作設(shè)計(jì)，能判別常見接線錯(cuò)誤，安全報(bào)警。

（5）防“容升”：測(cè)量大容量試品時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓抬高的“容升”效應(yīng)，儀器能自動(dòng)跟蹤輸出電壓，保持試驗(yàn)電壓恒定。

邊緣效應(yīng)為 了避 免 邊緣效應(yīng)引起電容率的測(cè)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(duì)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(gè)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(cè)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汞電極和其他液體金屬電極把試 樣 夾 在兩塊互相配合好的凹模之間，凹模中充有液體金屬，該液體金屬必須是純凈的。汞電極不能用于高溫，即使在室溫下用時(shí)，也應(yīng)采取措施，這是因?yàn)樗恼魵馐怯卸镜奈榈?nbsp;合 金 和其他低熔點(diǎn)合金能代替汞。但是這些合金通常含有錫,錫象汞一樣，也是毒性元素。這些合金只有在良好抽風(fēng)的房間或在抽風(fēng)柜中才能用于100℃以上，且操作人員應(yīng)知道可能產(chǎn)生的健康危害管狀試樣對(duì) 管 狀 試樣而言，合適的電極系統(tǒng)將取決于它的電容率、管壁厚度、直徑和所要求的測(cè)量精度。一般情況下，電極系統(tǒng)應(yīng)為一個(gè)內(nèi)電極和一個(gè)稍為窄一些的外電極和外電極兩端的保護(hù)電極組成，外電極和保護(hù)電極之間的間隙應(yīng)比管壁厚度小對(duì)小直徑和中等直徑的管狀試樣，外表面可加三條箔帶或沉積金屬帶，中間一條用作為外電極(測(cè)量電極)，兩端各有一條用作保護(hù)電極。內(nèi)電極可用汞，沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸。高 電容 率 的管狀試樣，其內(nèi)電極和外電極可以伸展到管狀試樣的全部長(zhǎng)度上，可以不用保護(hù)電極大直 徑 的 管狀或圓筒形試樣，其電極系統(tǒng)可以是圓形或矩形的搭接，并且只對(duì)管的部分圓周進(jìn)行試驗(yàn)。這種試樣可按板狀試樣對(duì)待，金屬箔、沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸內(nèi)電極與金屬箔或沉積金屬膜的外電極和保護(hù)電極一起使用。如采用金屬箔做內(nèi)電極，為了保證電極和試樣之間的良好接觸，需在管內(nèi)采用一個(gè)彈性的可膨脹的夾具。對(duì) 于 非常 準(zhǔn)確的測(cè)量，在厚度的測(cè)量能達(dá)到足夠的精度時(shí)，可采用試樣上不加電極的系統(tǒng)。對(duì)于相對(duì)電容率。r不超過10的管狀試樣，方便的電極是用金屬箔、汞或沉積金屬膜。相對(duì)電容率在10以上的管狀試樣，應(yīng)采用沉積金屬膜電極;瓷管上可采用燒熔金屬電極。電極可像帶材一樣包覆在管狀試樣的全部圓周或部分圓周上。

主要配置：

a.測(cè)試主機(jī)一臺(tái)；

b.電感9只；

c.夾具一 套

低頻電橋通 常是 一 個(gè)高壓電橋(更精密，電壓U，是高壓，U:是中壓)，這種電橋的技術(shù)與變壓器的技術(shù)有關(guān)。可 采 用 兩類電源:l 電源 電壓直接加到一個(gè)繞組上，另一個(gè)繞組則起變壓器次級(jí)繞組的作用。2) 將 電源加到初級(jí)繞組上(見圖A.3) ，而電橋的兩個(gè)繞組是由兩個(gè)分開的次級(jí)線路組成或是由一個(gè) 帶 有 中 間 抽 頭 能使獲得電壓U,和U 的次級(jí)繞組組成與所 有 的 測(cè)量變壓器一樣，電橋存在誤差(矢量比U,/U :與其理論值之間的差) 這種誤差隨負(fù)載而變化尤其是U 和U2之間的相位差，它會(huì)直接影響tans的測(cè)量值。因此 ，必 須對(duì)電橋進(jìn)行校正，這可以用一個(gè)無損耗電容CN(與在西林電橋中使用的相似)代替Z、進(jìn)行。如果C、與Cx的值相同.這實(shí)際上是替代法，測(cè)試前應(yīng)校正。但由于C、很少是可調(diào)的，因此負(fù)載的變化對(duì)Cx不再有效。電橋在恒定負(fù)載下工作是可能的，如圖A.4所示:當(dāng)測(cè)量CN時(shí)，用一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)把CX接地，反之亦然。這時(shí)對(duì)于高壓繞組來說兩個(gè)負(fù)載的總和是恒定的。(嚴(yán)格地說，低壓邊也應(yīng)該用一個(gè)相似的裝置，但由于連在低壓邊的負(fù)載很小，盡管采用這樣處理很容易，但意義小。)另外 ，若 用并聯(lián)在電壓IJ上的一個(gè)純電容C、校正時(shí)，承受電壓U2的測(cè)量阻抗ZM組成如下:) 如 果 U:和U,是同相的(理想情況)，則用一個(gè)純電容CM組成。2) 如 果U:超前U,，則用一個(gè)電容C和一個(gè)電阻R組成3) 如 果 Ue滯后于U,，則電阻Ret,應(yīng)變成負(fù)的 這就是說，為了重新建立平衡必須在U,一邊并人 一 個(gè) 電 阻 形 成 電流分量。其實(shí)并不存在適用于高壓的可調(diào)高電阻，因此通常阻性電流分量是用 一 個(gè) 輔 助 繞 組 來獲得的，這個(gè) 繞組提供一個(gè)與U,同相的低電壓U3(圖A.5 )注 :不 可 在蛛 匕串接 一個(gè)電阻 因?yàn)槿绻麑㈦娮杞釉陔娙萜骱竺鏁?huì)破壞 C,測(cè)量極和保護(hù)極間的等電位;如果將電 阻接 到 C、 前 面 的高壓導(dǎo)線上，則電阻(內(nèi))電流也將包括保護(hù)電路的電流，這就可能無法校正這些 論 述 同 樣 適 用 于 上 述 第二 種情況的電阻R} 但在低壓邊容易將三個(gè)電阻RR:和側(cè)以星形聯(lián)接來得到一個(gè)與電容并聯(lián)的可調(diào)高值電阻。如圖八.5下面的虛線所示。這時(shí)有

但 是 ，可 調(diào) 側(cè) 量 電 容C}必須是純電容性的或已知其損耗低(在西林電橋中的測(cè)量電容C:不需滿足這些苛刻要求 )。