- 玻璃薄膜介电常数试验测试仪
- 玻璃薄膜介电常数试验测试仪
玻璃薄膜介电常数试验测试仪试验报告
试验报告中应给出下列相关内容：
绝缘材料的型号名称及种类、供货形式、取样方法、试样的形状及尺寸和取样日期（并注明试样厚度和试样在与电极接触的表面进行处理的情况）；
试样条件处理的方法和处理时间；
电极装置类型，若有加在试样上的电极应注明其类型；
测量仪器；
试验时的温度和相对湿度以及试样的温度；
施加的电压；
施加的频率；
相对电容率εr（平均值）；
介质损耗因数tanδ（平均值）；
试验日期；
相对电容率和介质损耗因数值以及由它们计算得到的值如损耗指数和损耗角，必要时，应给出与温度和频率的关系。
一、 概述
介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数（ε），可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据；该仪器用于科研机关、学校、工厂等单位对无机非金属新材料性能的应用研究。
二、 测试原理
采用高频谐振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器的控制，测量核心采用了频率数字锁定，标准频率测试点自动设定，谐振点自动搜索，Q值量程自动转换，数值显示等新技术，改进了调谐回路，使得调谐测试回路的残余电感减至，并保留了原Q表中自动稳幅等技术，使得新仪器在使用时更为方便，测量值更为精确。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。
本测试装置是由二只测微电容器组成，平板电容器一般用来夹持被测样品，园筒电容器是一只分辨率高达0.0033pF的线性可变电容器，配用仪器作为指示仪器，绝缘材料的损耗角正切值是通过被测样品放进平板电容器和不放进样品的Q值变化，由园筒电容器的刻度读值变化值而换算得到的。同时，由平板电容器的刻度读值变化而换算得到介电常数。
三、仪器的技术指标
1．Q值测量范围：2～1023
2．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；
3．电感测量范围：自身残余电感和测试引线电感的自动扣除功能4.5nH-100mH 分别有0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH九个电感组成。
4．电容直接测量范围：1～460pF
5．主电容调节范围： 30～500pF
6．电容准确度 150pF以下±1.5pF；150pF以上±1% 7．信号源频率覆盖范围100KHz-70MHz （双频对向搜索 确保频率不被外界干扰）另有GDAT-C 频率范围200KHZ-100MHz
8、型号频率指示误差：1*10-6 ±1
Q值合格指示预置功能范围：5～1000
Q值自动锁定，无需人工搜索
9．Q表正常工作条件
a. 环境温度：0℃～+40℃
b．相对湿度：<80％；
c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
1．Q值测量范围：2～1023
表1 真空电容的计算和边缘校正
（1）
极间法向电容
（单位：皮法和厘米）
（2）
边缘电容的校正
（单位：皮法和厘米）
（3）
1.有保护环的圆盘状电极
2.没有保护环的圆盘状电极
a）电极直径=试样直径
b）上下电极相等，但比试样小
其中：ε1 是试样相对电容率的近似值，并且a≤h
表1（续）（1）
极间法向电容
（单位：皮法和厘米）
（2）
边缘电容的校正
（单位：皮法和厘米）
（3）
c）电极直径=试样直径
其中：ε1 是试样相对电容率的近似值，并且a≤h
3.有保护环的圆柱形电极
4.没有保护环的圆柱形电极
其中：ε1 是试样相对电容率的近似值
试样的相对电容率：
其中：
C'x——电极之间被测的电容；
In——自然对数；
Ig——常用对数。
表2 试样电容的计算——接触式测微计电极
试样电容
注
符号定义’
1.并联一个标准电容器来替代试样电容
CP——试样的并联电容
△C——取去试样后，为恢复平衡时的标准电容器的电容增量
Cr——在距离为r时，测微计电极的标定电容
Cs——取去试样后，恢复平衡，测微计电极间距为s时的标定电容Cor，Coh——测微计电极之间试样所占据的，间距分别为r或h的空气电容。可用表1中的公式1来计算r——试样与所加电极的厚度
h——试样厚度
相对电容率:
CP=△C+Cor
试样直径至少比测微计电极的直径小2r。在计算电容率时必须采用试样的真实厚度h和面积A。
2.取去试样后减少测微计电极间的距离来替代试样电容
CP=Cs-Cr+Cor
试样直径至少比测微计电极的直径小2r。在计算电容率时必须采用试样的真实厚度h和面积A。
3.并联一个标准电容器来替代试样电容
当试样与电极的直径同样大小时，仅存在一个微小的误差（因电极边缘电场畸变引起0.2%〜0.5%的误差），因而可以避免空气电容的两次计算。
CP=△C+Coh
试样直径等于测微计电极直径，施于试样上的电极的厚度为零。
表3电容率和介质损耗因数的计算——不接触电极相对电容率
（1）
介质损耗因数
（2）
符号意义
（3）
1.测微计电极（在空气中）
若ho 调到一个新值h'o，而△C=0时
tanδx= tanδc +M·εr·△tanδ
△C——试样插人时电容的改变量（电容增加时为+号）
C1——装有试样时的电容
C1——仅有流体时的电容，其值为εr•Co
Co——所考虑的区域上的真空电容，其值为εo•A/h0
A——试样一个面的面积，用 厘米2表示（试验的面积大于等于电极面积时）
ε1——在试验温度下的流体相对电容率（对空气而言εr ＝1. 00)
ε0——电气常数用皮法/厘米表示
△tanδ——试样插入时，损耗因数的增加量
tanδc——装有试样时的损耗因数
tanδx试样的损耗因数的计算值
d0——内电极的外直径 d1——试样的内直径 d2试样的外直径
d3——外电极的内直径 h0——平行平板间距
h——试样的平均厚度
M——h0 /h—1
lg――常用对数
注；在二流体法的公式中，脚注1和2分别表示种和第二种流体。
2. 平板电极——流体排出法
tanδx= tanδc +M·εr·△tanδ
当试样的损耗因数小于1时，可以用下列公式:
3. 圆柱形电极——流体排出法（用于tanδ小于0.1时）
4. 二流体法——平板电极（用于tanδx小于0. 1时）
1——测微计头；
6——微调电容器；
2——连接可调电极（B)的金属波纹管；
7——接检测器；
3——放试样的空间（试样电容器M1；
8——接到电路上；
4——固定电极（A）；
9——可调电极（B）。
5——测微计头；
图1 用于固体介质测量的测微计——电容器装置
单位为毫米
1——内电极；
1——把柄；
2——外电极；
5——棚硅酸盐或石英垫圈；
3——保护环；
6——硼硅酸盐或石英垫圈。
图2 液体测量的三电极试验池示例
注满试验池所需的液体量大约15mL
1——温度计插孔；
2——绝缘子；
3——过剩液体溢流的两个出口。
图3 测量液体的两电极试验池示例
1——温度计插孔；
2——1mm厚的金属板；
3——石英玻璃；
4——1mm或2mm的间隙；
5——温度计插孔
玻璃薄膜介电常数试验测试仪
频率
因为只有少数材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很宽的频率范围内它们的εr和tanδ几乎是恒定的，且被用作工程电介质材料，然而一般的电介质材料必须在所使用的频率下测量其介质损耗因数和电容率。
电容率和介质损耗因数的变化是由于介质极化和电导而产生，*重要的变化是极性分子引起的偶极子极化和材料的不均匀性导致的界面极化所引起的。
