介电常数测试仪有什么用途?
介电常数测试仪用来测量绝缘材料的损耗角的,(GDAT-A)也可以说是测量电气绝缘材料的电容率,高频Q表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。该仪器广泛地用于科研机关、学校、工厂等单位。
技术参数:
1.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
频率范围(100kHz~10MHz): 频率范围(10MHz~160MHz):
固有误差:≤5%±满度值的2% 固有误差:≤6%±满度值的2%
工作误差:≤7%±满度值的2% 工作误差:≤8%±满度值的2%
2.电感测量范围:4.5nH~7.9mH
3.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
4. 信号源频率覆盖范围
频率范围CH1:0.1~0.999999MHz, CH2: 1~9.99999MHz,
CH3:10~99.9999MHz, CH1 :100~160MHz,
5.Q合格指示预置功能: 预置范围:5~1000。
6.B-测试仪正常工作条件
a. 环境温度:0℃~+40℃;
b.相对湿度:<80%;
c.电源:220V±22V,50Hz±2.5Hz。
7.其他
a.消耗功率:约25W;
b.净重:约7kg;
c. 外型尺寸:(l×b×h)mm:380×132×280。
电介质的用途
电介质一般被用在两个不同的方面:
用作电气回路元件的支撑,并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;
用作电容器介质
温度
损耗指数在一个频率下可以出现一个 大值,这个频率值与电介质材料的温度有关。介质损耗因数和电容率的温度系数可以是正的或负的,这取决于在测量温度下的介质损耗指数 大值位置。
电场强度
存在界面极化时,自由离子的数目随电场强度增大而增加,其损耗指数 大值的大小和位置也随此而变。
在较高的频率下,只要电介质中不出现局部放电,电容率和介质损耗因数与电场强度无关.
陶瓷材料的损耗
陶瓷材料的介质损耗主要来源于电导损耗、松弛质点的极化损耗和结构损耗。此外,表面气孔吸附水分、油污及灰尘等造成的表面电导也会引起较大的损耗。
在结构紧密的陶瓷中,介质损耗主要来源于玻璃相。为了改善某些陶瓷的工艺性能,往往在配方中引人此易熔物质(如黏土),形成玻璃相,这样就使损耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷随黏土含量增大,介质损耗也增大。因面一般高频瓷,如氧化铝瓷、金红石等很少含有玻璃相。大多数电陶瓷的离子松弛极化损耗较大,主要的原因是:主晶相结构松散,生成了缺固济体、多品型转变等。
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。
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 。
电介质在恒定电场作用下,介质损耗的功率为
W=U2/R=(Ed)2S/ρd=σE2Sd
定义单位体积的介质损耗为介质损耗率为
ω=σE2
在交变电场作用下,电位移D与电场强度E均变为复数矢量,此时介电常数也变成复数,其虚部就表示了电介质中能量损耗的大小。
D,E,J之间的相位关系图
D,E,J之间的相位关系图
如图所示,从电路观点来看,电介质中的电流密度为
J=dD/dt=d(εE)/dt=Jτ+iJe
式中Jτ与E同相位。称为有功电流密度,导致能量损耗;Je,相比较E超前90°,称为无功电流密度。
定义
tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ
式中,δ称为损耗角,tanδ称为损耗角正切值。
损耗角正切表示为获得给定的存储电荷要消耗的能量的大小,是电介质作为绝缘材料使用时的重要评价参数。为了减少介质损耗,希望材料具有较小的介电常数和更小的损耗角正切。损耗因素的倒数Q=(tanδ)-1在高频绝缘应用条件下称为电介质的品质因素,希望它的值要高。
主要特点:
空洞共振腔适用于CCL/印刷线路板,薄膜等非破坏性低介电损耗材料量测。
印电路板主要由玻纤与环氧树脂组成的, 玻纤介电常数为5~6, 树脂大约是3, 由于树脂含量, 硬化程度, 溶剂残留等因素会造成介电特性的偏差, 传统测量方法样品制作不易, 尤其是薄膜样品( 小于 10 mil) 量测值偏低。
介电常数介质损耗仪计算公式
Cx=R4× Cn / R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]
tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω] C4[F]
当R4=10K/π
tgδ=C4
当R4=1K/π
tgδ=0.1C4
我们采取相对固定R4电阻,分别调节R3和C4使桥跟平衡,从而测得试品的电容值Cx和介质损耗tg。本电桥为了直读出损耗值,取电阻R4的阻值为角频率(f=50Hz)若干倍。
公式说明
.频率对介质损耗正公式:
本电桥额定的工作频率f=50Hz,在实际工作频率偏离额定频率时可用修正式进行修正:
tg=f’·tgδ / f
式中:f 为额定工作频率(f=50Hz)
f’ 为实际工作频率
tgδ 电桥测得损耗值
tgδ 为被测试品介质损耗角正切的实际值
LKI-1电感组
电感No | 电感量 | 准确度% | Q值≥ | 分布电容约略值 | 谐振频率范围 MHz | 适合介电常数测试频率 | |
ZJD-B | ZJC-C | ||||||
1 | 0.1μH | ±0.05μH | 200 | 5pF | 20~70 | 31~103 | 50MHz |
2 | 0.5μH | ±0.05μH | 200 | 5pF | 10~37 | 14.8~46.6 | 15MHz |
3 | 2.5μH | ±5% | 200 | 5pF | 4.6~17.4 | 6.8~21.4 | 10MHz |
4 | 10μH | ±5% | 200 | 6pF | 2.3~8.6 | 3.4~10.55 | 5MHz |
5 | 50μH | ±5% | 200 | 6pF | 1~3.75 | 1.5~4.55 | 1.5MHz |
6 | 100μH | ±5% | 200 | 6pF | 0.75~2.64 | 1.06~3.20 | 1MHz |
7 | 1mH | ±5% | 150 | 8pF | 0.23~0.84 | 0.34~1.02 | 0.5MHz |
8 | 5mH | ±5% | 130 | 8pF | 0.1~0.33 | 0.148~0.39 | 0.25MHz |
9 | 10mH | ±5% | 90 | 8pF | 0.072~0.26 | 0.107~0.32 | 0.1MHz |
注意: 可定制100MHz电感.
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;仪器的基本原理是采用高频谐振法,并提供了,通用、多用途、多量程的阻抗测试。
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
频率范围:20kHz~10MHz; 固有误差:≤5%±满度值的2%;工作误差:≤7%±满度值的2%;
频率范围:10MHz~60MHz; 固有误差:≤6%±满度值的2%;工作误差:≤8%±满度值的2%。
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 低,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。
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