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全自动介电常数损耗测定仪

简要描述:全自动介电常数损耗测定仪是电介质材料极其重要的性质。在实际应用中,电介质材料的介电系数和介质损耗是非常重要的参数。例如,制造电容器的材料要求介电系数尽量大,而介质损耗尽量小。相反地,制造仪表绝缘器件的材料则要求介电系数和介质损耗都尽量小。

  • 更新时间:2023-01-10
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详细介绍

全自动介电常数损耗测定仪基本原理
      电子材料与元件的电学性能参数的测量是一项基本而重要的工作。这些电学参数包括不同频率、不同温度下的电阻、电容、阻抗、介电常数、损耗角正切值等特性测量。全面而准确地掌握这些特性,对分析、改进电子材料与元件的性能十分重要。ZJD-C材料介电常数介质损耗测试仪(数字电桥)是随着数字测量技术发展而出现的新型智能化材料和元件参数测量仪器,具有使用简便、效率高、测量精度高等优点,在电子材料与元件特性参数测量和研究中获得了极其广泛的应用。
      介电常数介质损耗测量仪以微处理器为核心、通过采集给定激励下被测样品和标准元件的电压、电流信号并按照—定的数学模型进行被测样品的参数计算。ZJD-C材料介电常数介质损耗测试仪测量原理以阻抗参数的数字化测量为基础,典型测量方法为矢量电流—电压法。测量电路原理如图 1 所示,其中Rs 为标准电阻值,Zx 为待测样品的阻抗。
图 1 测量电路原理            图 2 ZJD-C材料介电常数介质损耗测试仪原理框图

     阻抗参数的测量可首先转化为电压测量及电压分量的计算,最终可得到复阻抗的电阻参数和电抗参数,并可间接计算其他参数,如损耗参数、不同等效模式下的阻抗参数等。图2为ZJD-C材料介电常数介质损耗测试仪一般原理框图。流过待测元件的电流转换为相应的电压信号,与待测元件的电压经缓冲放大后送给相敏模/数转换器(PSADC)。PSADC 主要由相敏检波器(PSD)和积分型模/数转换器(ADC)构成,PSADC 根据相位参考基准信号与输入的电压信号,产生对应于被测电压与电流信号的二进制数据,并提供给微处理器CPU。CPU 接收控制按键的操作信号并按要求执行特定的程序处理PSADC 提供的数据,最终经计算得到被测阻抗参数数值并显示。


3.宽频介电常数测试仪结合图表进行分析:
      我们知道电容容量与频率是曲线关系,在谐振点之前,电容容量随频率的增加而减小,在谐振点之后,电容容量随频率的增加而增加。
      结合表格和图一我们发现该电容原件在 600KHz前电容是随频率f的增大而减小的,而在600KHz之后电容随频率f的增大而增大,即600KHz左右为谐振点。上面说的曲线关系,是电容与频率的关系,而电容与频率的关系可以间接反映出电容容量与f的关系,即Z(=ESR+jwL-j/wC)与频率的关系。在低频范围内,电容呈现容抗特性;中频范围内,主要是ESR特性;高频范围内,感抗占主导作用。
     一般的大容量的电容对高频的响应很差对低频的响应却好,而容量小的电容对低频的响应很差而对高频的响应却非常好。因此可以根据不同的频率需要选择合适的电容。
      由图二介电损耗D随频率f的变化关系图可以看出,一开始开始损耗随着频率的增加是缓慢增加的,当频率增加大1500KHz时,损耗D陡然增大。而在实际中,我们可以由电容在不同测试频率下的损耗因子的变化来决定电路的模式选择。若频率升高而损耗增加,则应选用串联等效电路;若频率升高而损耗减小,则应选用并联等效电路。该测试的电容有图二看出,其损耗随f增加而增加,所以该电容适用于串联等效电路。

4.多功能介电常数损耗测定仪
对测试样品的测量
相关数据说明:零位Lo=19.66mm; 复位L=24.66mm; 极板间距d=LLo=5mm;
           测试样品 直径d=3cm; 样品厚度t=4mm;
           测量极板间为空气的电容:C1;
           测量放入样品时的电容:C2; 频率:f;

根据相关公式(结合图示进行说明)
不同频率下测得的C1和C2,算出的介质的介电常数数值如下:

频率f (KHz)110100
空载 C1 (PF)6.36206.24196.3888
加介质C2 (PF)9.11398.62578.3380
ε (PF/m)62.940649.124937.0989


      通过相关资料的查阅,我们知道:材料的介电常数形成主要是由某些极化引起的,所谓极化是某些偶极子定向排列产生,由于频率的变化,偶极子随外场反转,当频率很高,由于材料内部一定的阻力,使偶极子反转跟不上电场的速度,就会形成一种驰豫,驰豫也是介质材料产生损耗的原因之一,高频情况下,有些偶极子停止反转,所以对介电常数的贡献为零。材料中一般都存在好几种极化方式,各种极化驰豫发生的频段不一样,所以总的来说,随着频率的升高,介电常数一般减小。
     因此由于介电损耗的存在,当f 增大时,损耗增大,从而发现我们得到样品的介电常数随频率增大而减小。

全自动介电常数损耗测定仪操作注意事项:

  1、使用时必须将仪器接地端子可靠接地。
  2、只有关闭仪器电源,试验电压选择开关置于“关"位置时,接触仪器的后部及其测量线缆与被试品才被认为是安全的。
  3、仪器在测试过程中,严禁操作“试验电压"选择开关。
  4、正接线法UH端为高电压,反接线法IX端为高电压,使用时必须根据实际情况,将带高压的线缆与地保持足够的距离,使用我公司提供的特种绝缘电缆测量大容量试品可以拖地使用。
  5、不得更换不符合面板指示值的保险丝管。
  6、使用时尽可能用厂家随仪器提供的线缆以确保测量准确度。


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