高分子材料介電常數(shù)測(cè)量?jī)x技術(shù)參數(shù)：
型號(hào)：ZJD-C
信號(hào)源：DDS數(shù)字合成信號(hào)
頻率范圍：100KHZ-160MHZ
Q分辨率：4位有效數(shù)，分辨率0.1
電感測(cè)量范圍：1nH～140mH,；分辨率0.1
信號(hào)源頻率精度： 3×10-5 ±1個(gè)字,6位有效數(shù)
Q值測(cè)量范圍： 1～1023自動(dòng)/手動(dòng)量程
Q值量程分檔： 30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔
信號(hào)源頻率覆蓋比：16000:1
采樣精度：12BIT
Q測(cè)量工作誤差：＜5%
電感測(cè)量誤差：＜3%
電容直接測(cè)量范圍：1pF～2.5uF
調(diào)諧電容誤差分辨率：±1pF或＜1%
主電容調(diào)節(jié)范圍：17～540pF
諧振點(diǎn)搜索：自動(dòng)掃描
自身殘余電感扣除功能：有
大電容值直接顯示功能：有
介質(zhì)損耗系數(shù)精度：萬(wàn)分之一
介質(zhì)損耗測(cè)試范圍：0.0001-1              

介電常數(shù)測(cè)試范圍：0-1000

高分子材料介電常數(shù)測(cè)量?jī)x測(cè)試材料包括：

塑料、陶瓷、紙張、塑料、橡膠、橡塑、環(huán)氧樹(shù)脂、膠水、膠帶、漆包線、薄膜、絕緣膠帶、膠黏帶、管材、膠粘劑、PCB基材、薄膜、尼龍、三防漆、隔膜、陶瓷

1、 “ Q ” 的定義
Q 表是根據(jù)串聯(lián)諧振原理設(shè)計(jì)，以諧振電壓的比值來(lái)定位 Q 值。
“ Q ” 表示元件或系統(tǒng)的 “ 品質(zhì)因數(shù) ” ，其物理含義是在一個(gè)振蕩周期內(nèi)貯存的能量與損耗的能量之比。對(duì)于電抗元件 ( 電感或電容 ) 來(lái)說(shuō)，即在測(cè)試頻率上呈現(xiàn)的電抗與電阻之比。

圖 一

即諧振時(shí)電容上的電壓與輸入電壓之比為 Q 。
ZJD-ABCQ 表就是按上述原理設(shè)計(jì)的。


2 、 Q 表整機(jī)工作原理 （ 見(jiàn)圖二 ）

ZJD-C 型 Q 表的工作原理框圖如圖二所示。它以 ATM128 單片計(jì)算機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種功能的控制。 DDS 數(shù)字直接合成信號(hào)源為 Q 值測(cè)量提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的高頻信號(hào)。信號(hào)源輸出一路送到程控衰減器和自動(dòng)穩(wěn)幅放大控制單元，該單元根據(jù) CPU 的指令對(duì)信號(hào)衰減后送往信號(hào)激勵(lì)放大器，同時(shí)對(duì)信號(hào)檢波后送出一直流控制信號(hào)到壓控信號(hào)源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)幅。信號(hào)激勵(lì)部分輸出送到一個(gè)寬帶分壓器，由分壓器饋給測(cè)試調(diào)諧回路一個(gè)恒定幅度的信號(hào)。當(dāng)測(cè)試回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，在調(diào)諧電容 CT 兩端的信號(hào)幅度將是分壓器提供的信號(hào)幅度 Q 倍。在 CT 兩端取得的調(diào)諧信號(hào)被信號(hào)放大單元適當(dāng)放大后送到檢波和數(shù)字取樣單元，檢波后送到控制中心 CPU 去進(jìn)行數(shù)據(jù)處理， 調(diào)諧電容傳感器，不斷地將電容變化的信息送往中心控制 CPU 。經(jīng)處理后計(jì)算出電容值，再根據(jù)頻率值計(jì)算出諧振時(shí)的頻率值。 為了頻率調(diào)諧方便， CPU 將信號(hào)源頻率范圍虛擬分為 4 個(gè)頻段。工作頻率值、頻段、主調(diào)電容器、諧振電感值、 Q 值、 Q 值比較設(shè)置狀態(tài)、 Q 值量程、手 / 自動(dòng)狀態(tài)、 Q 值的量程、 Q 值調(diào)諧指示帶、，都由 CPU 送到液晶顯示屏，同時(shí)顯示出來(lái)，液晶顯示屏如圖三所示。


圖 三
整個(gè)顯示屏共分為四行
第一行：左邊 信號(hào)源頻率指示，共 6 位
右邊 信號(hào)源虛擬頻段指示
第二行：左邊 調(diào)諧電容指示值， 4 位
右邊 電感指示值， 4 位
第三行：左邊 Q 值指示值
右邊 Q 值合格比較狀態(tài) （ COMP OK 或 COMP NO ）
第四行 ： 左邊 Q 值量程 ， 手動(dòng) / 自動(dòng) （ man/auto ） 切換指示 / 調(diào)諧點(diǎn)自動(dòng)搜索指示
右邊上部 Q 值量程范圍指示
右邊下部 Q 值調(diào)諧光帶指示

結(jié)構(gòu)特性
ZJD-C 型 Q 表采用了較低的臺(tái)式機(jī)箱，面板采用 PC 絲印面板，美觀大方。
各主要功能單元，除了顯示部分為了顯示方便和調(diào)諧測(cè)試回路、放大單元為了減小分布參數(shù)，安裝在面板上外，其余都安裝在機(jī)內(nèi)底板上。見(jiàn)圖四面板示意圖。面板左半部是頻率和 Q 值顯示，操作按鍵和頻率調(diào)諧旋紐所在部位。面板右半部是調(diào)諧回路的調(diào)諧電容器所在部位。
儀器的頻段控制，標(biāo)頻設(shè)定，諧振點(diǎn)搜索， Q 值合格點(diǎn)設(shè)置都以輕觸按鍵實(shí)現(xiàn)控制，頻率調(diào)諧由數(shù)碼開(kāi)關(guān)完成，面板上無(wú)一可調(diào)電位器，極大地簡(jiǎn)化了操作，又提高了可靠性。
A ．前面板各功能鍵說(shuō)明：

圖 四 Q 表前面板和外形示意圖
1、液晶顯示屏。
2、工作頻段選擇按鍵，每按一次，切換至低一個(gè)頻段工作。
3、工作頻段選擇按鍵，每按一次，切換至高一個(gè)頻段工作。
4、工作頻段內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試頻率設(shè)置按鍵，各段內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試頻率見(jiàn)面板功能部分。
5、器件諧振點(diǎn)搜索按鍵，顯示屏第四行左部出現(xiàn) SWEEP 時(shí)表示儀器正工作在自動(dòng)搜索。如需退出搜索，再按此鍵。
6 、頻率調(diào)諧數(shù)碼開(kāi)關(guān)。
7 、 Q 值合格比較值設(shè)定按鍵。
8、對(duì)應(yīng)各工作頻段的頻率范圍和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試頻率表。
9 、調(diào)諧回路的電容調(diào)諧旋鈕。
10 、電源開(kāi)關(guān)
11、測(cè)試回路接線柱， ZJD-C 左邊兩個(gè)為電感接入端，右邊兩個(gè)為外接電容接入端。
12 、Q 值量程自動(dòng) / 手動(dòng)控制方式選擇按鍵。
13 、Q 值量程手動(dòng)方式時(shí)，低一檔量程選擇按鍵。
14、 Q 值量程手動(dòng)方式時(shí)，高一檔量程選擇按鍵。
B ．后面板各功能鍵說(shuō)明：

圖 五 Q 表后面板示意圖
1 ．～ 220V 電源輸入三芯插座，內(nèi)含保險(xiǎn)絲 0.5A ／ 220V 。
2 ．信號(hào)源工作頻率監(jiān)測(cè)輸出端（阻抗 1k Ω ）。

使用方法
高頻 Q 表是多用途的阻抗測(cè)量?jī)x器，為了提高測(cè)量精度，除了使 Q 表測(cè)試回路本身殘余參量盡可能地小，使耦合回路的頻響盡可能地好之外，還要掌握正確的測(cè)試方法和殘余參數(shù)修正方法。

1 ．測(cè)試注意事項(xiàng)
a ．本儀器應(yīng)水平安放。
b ．如果你需要較精確地測(cè)量，請(qǐng)接通電源后，預(yù)熱 30 分鐘，將調(diào)諧電容從小到大緩慢地調(diào)一次， CPU 將自動(dòng)對(duì)顯示的電容進(jìn)行溫度補(bǔ)償，然后再進(jìn)行測(cè)試。
c ．調(diào)節(jié)主調(diào)電容的電容量時(shí)，特別注意當(dāng)刻度調(diào)到最大或最小值時(shí)，不要用力繼續(xù)再調(diào)．
d ．被測(cè)件和測(cè)試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短，足夠粗，并應(yīng)接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來(lái)的測(cè)量誤差。
e ．被測(cè)件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時(shí)可用低耗損的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊。
f ．手不得靠近試件，以免人體感應(yīng)影響造成測(cè)量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。

2 ．高頻線圈的 Q 值測(cè)量 ( 基本測(cè)量法 )
A ．直接法
a ．將按測(cè)線圈接在 “ Lx ” 接線柱上；
b ．選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ黝l段和工作頻率；
c ．先調(diào)調(diào)諧電容器到諧振點(diǎn)，即 Q 表讀數(shù)達(dá)最大，此讀數(shù)即為被測(cè)電感的有效 Q 值 (Qe) ，若需得到被測(cè)電感的真實(shí) Q 值 (Qt) ，則應(yīng)先測(cè)出線圈分布電容 C 0 ，然后照下式修正：

C 1 是調(diào)諧電容器諧振時(shí)讀數(shù)，如諧振時(shí) C 1 的讀數(shù)很大， C 0 只占很小比例，則有效 Q 值 (Q e ) 和真實(shí) Q 值 (Q T ) 差別可以忽略。
當(dāng) Q 值量程選擇自動(dòng)切換時(shí)，在調(diào)諧時(shí)，如遇量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，應(yīng)停頓一下，待 Q 值穩(wěn)定后，根據(jù)讀數(shù)值變大或變小，確定繼續(xù)調(diào)電容的方向。

B ．變?nèi)莘?/strong>
a ．照直讀法 “ a-c ” 進(jìn)行，記下諧振時(shí)電容讀數(shù) C 1 和 Q 1 ；
b ．轉(zhuǎn)動(dòng)主調(diào)電容，使 Q 值二次指示均為 Q 1 的 0.707 時(shí)，記下此時(shí)兩次電容讀數(shù)的差數(shù)Δ C 。

要想得到精確結(jié)果，則線圈的分布電容應(yīng)加在 C 1 之內(nèi)，并應(yīng)使主調(diào)電容作多次偏調(diào)，然后取其平均讀數(shù)。
測(cè) Q 值較高的線圈時(shí)， Q 值下降到 0.707 Q 1 時(shí)，電容偏調(diào)很小，讀數(shù)誤差較大，這時(shí)可將主電容作較大偏調(diào) (10 ％以內(nèi) ) ，記下偏調(diào)數(shù)Δ C 和偏調(diào)后的 Q 值讀數(shù) Q 2 ，這時(shí) Q 值表達(dá)式為：


C. 變頻法
a ．按直讀法 “ a-c ” 進(jìn)行，記下諧振時(shí)讀數(shù) C 1 和 Q 1 以及頻率讀數(shù) f 0 。
b ．改變信號(hào)源的頻率使 Q 值二次指示為 Q 1 的 0.707( 一次容性失諧，一次感性失諧 ) ，記下此時(shí)二次頻率讀數(shù)差值Δ f 。這時(shí)回路的真實(shí) Q T 為：

考慮到線圈的分布電容時(shí)，線圈的有效 Q 值為：


變頻法測(cè)量 Q 值一般表達(dá)式 ( 未考慮分布電容 ) ：

注：Δ f 是頻率偏調(diào)數(shù)， Q 1 為諧振時(shí) Q 表讀數(shù)， Q 2 是偏調(diào)后 Q 表讀數(shù)。

3 ．高頻線圈電感值的測(cè)量
a ．將被測(cè)線圈接在 “ Lx ” 接線柱上，接觸要良好；
b ．根據(jù)線圈大約電感值，按所需選一個(gè)合適的頻率以保證能諧振；
c ．如要得到真實(shí)電感數(shù) (L T ) ，必須先測(cè)得電感分布電容量 C 0 ，如分布電容較小的話，在調(diào)到諧振點(diǎn)后，記下主調(diào)電容 C 1 ，然后再將主調(diào)電容量調(diào)在 “ C 1 +C 0 ” 值上，這時(shí)顯示屏L就是所求真實(shí)電感讀數(shù)，也可按以下公式計(jì)算求得：

f 被測(cè)電感小于 1 μ H 時(shí)，按上法測(cè)得電感值還應(yīng)減去儀器中測(cè)試回路本身剩余電感“ L 0 ” (QBG-3D L 0 =26nH) 。

4 ．高頻線圈分布電容 C 0 的測(cè)量
A ．倍頻率法
如線圈的分布電容較大，可用此法作近似測(cè)試。
將被測(cè)線圈按在 “ Lx ” 接線柱上，調(diào)調(diào)諧電容器到最大電容數(shù)值，調(diào)信號(hào)源頻率到諧振，當(dāng)諧振時(shí)頻率和指示調(diào)諧電容分別是 f1 和 C1 。然后將信號(hào)源頻率調(diào)到 f2(f2=nf1) ，再調(diào)電容器到諧振點(diǎn)，此時(shí)電容讀數(shù)為 C2 ，根據(jù)下式即可求出分布電容量。

如取 n=2 ，則為： C 0 = ( C 1 － 4C 2 ) /3
若取不同 C 1 進(jìn)行多次測(cè)量后取一個(gè)平均值，則測(cè)試結(jié)果將較為準(zhǔn)確。
B ．自然頻率法 ( 此法可獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果 )
a ．將被測(cè)線圈接在“ Lx ” 接線柱上；
b ．調(diào)諧電容器調(diào)到最大電容值 C 1 ；
c ．調(diào)信號(hào)源頻率，使回路諧振，該頻率為 f 1 ；
d ．取下被測(cè)線圈，換上一個(gè)能在調(diào)諧電容器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)和十倍于 f 1 頻率諧振的電感；
e ．信號(hào)源調(diào)到 10 f 1 位置，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容器到諧振點(diǎn)；
f ．將被測(cè)線圈接在 “ Cx ” 兩端，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容器達(dá)諧振，此時(shí)視電容讀數(shù)是增加還是減小。若增加，則應(yīng)將振蕩器頻率調(diào)高些，若減小，則頻率調(diào)低些。
g ．再取下被測(cè)線圈，調(diào)節(jié)主調(diào)電容達(dá)到諧振；
h ．重復(fù)步驟“ f ” 、“ g ” 直到某一頻率，被測(cè)線圈接上“ C ” 兩端和不接上均不改變諧振點(diǎn)，這一頻率即為被測(cè)線圈的自然諧振頻率 f 2 ，它的 C 0 數(shù)值為：
C 0 =C 1 (f 1 ／ f 2 )2
注：測(cè)量中所需輔助線圈可由 LKI-l 電感組提供便利。

5 ．電容器容量的測(cè)量
A. 在測(cè)量范圍內(nèi)的小于主調(diào)電容量的電容器的測(cè)量
a ．選一個(gè)適當(dāng)?shù)闹C振電感接到“ Lx ” 的兩端；
b ．將調(diào)諧電容器調(diào)到最大值附近，令這個(gè)電容是 C 1 ，如未知電容是小數(shù)值的， C 1 應(yīng)調(diào)到較小電容值附近，以便達(dá)到盡可能高的分辨率；
c ．調(diào)信號(hào)源的頻率，使測(cè)試回路諧振，令諧振器 Q 的讀數(shù)為 Q 1 ；
d ．將被測(cè)電容接在“ Cx ” 兩端，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容器，使測(cè)試電路再諧振，令新的調(diào)諧電容值為 C 2 和指示 Q 值為 Q 2 。
被測(cè)電容的有效電容為 Cx = C 1 － C 2
電容器損耗角正切為

電容器的有效并聯(lián)電阻為

C 0 為回路諧振電感的自身電容。
B ．大于調(diào)諧電容量的電容器用可替代法測(cè)量
a. 取一只適當(dāng)容量的標(biāo)準(zhǔn)電容量，其容量為 C 3 ，將它接在“ Cx ” 接線柱上。
b ．按 5A ／ a-c 各測(cè)試步驟；
c ．取下標(biāo)準(zhǔn)電容器，將被測(cè)電容接到 “ Cx ” 接線柱，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容器到諧振，此時(shí)主調(diào)電容量讀數(shù)為 C 2 ，則 Cx 可由下式得到：
Cx = C 3 + C 1 － C 2

6 ． Q 合格預(yù)置功能使用
Q 合格預(yù)置功能特別適用于工廠需大批量測(cè)試某同規(guī)格元件的 Q 值時(shí)，當(dāng)該元件 Q 值超過(guò)某一給定值即為合格，這時(shí)液晶顯示屏顯示“ OK ” ，儀器同時(shí)嗚叫提醒，這樣可減輕工人視力疲勞，同時(shí)大大加快了測(cè)試速度。
Q 合格預(yù)置的步驟：
a ．選擇要求的測(cè)試頻率；
b ．用一只合格元件或一只輔助線圈調(diào)諧測(cè)試回路，使 Q 值讀數(shù)指示在所需預(yù)置 Q 值位置上；
c ．按一下 Q 值合格比較按鍵，使顯示屏第三行右邊顯示“ COMP OK 或 NO ”，同時(shí)儀器發(fā)出嗚叫聲，此時(shí)該功能設(shè)置就結(jié)束了；
d ．換上要測(cè)試的器件，微調(diào)諧振電容至諧振點(diǎn)，如果該器件的 Q 值大于設(shè)定的 Q 值， Q 合格指示“ OK ” ，同時(shí)儀器發(fā)出嗚叫。如需取消已設(shè)置的合格值，只要再按一下設(shè)置鍵即可。

7 ．標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試頻率按鍵的使用
如果你需在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試頻率點(diǎn)上，測(cè)試器件時(shí)，你可以先按頻段選擇鍵選擇好標(biāo)準(zhǔn)頻率所在的工作頻段，然后再按一下標(biāo)頻按鍵（具體標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試頻率印在面板上），儀器就會(huì)替你自動(dòng)準(zhǔn)確地設(shè)置好測(cè)試頻率，省去你花時(shí)間去調(diào)節(jié)頻率。

8 ．諧振點(diǎn)自動(dòng)搜索功能的使用
如果你對(duì)電感元件無(wú)法確定它的數(shù)值時(shí)，你就可用該功能來(lái)幫你尋找出它的諧振頻率點(diǎn)。步驟如下：
a ．把元件接以接線柱上；
b ．主調(diào)電容調(diào)到中間位上 （ 大概）；
c ．按一下搜索按鍵，顯示屏左下部顯示“ SWEEP ” ，儀器就進(jìn)入搜索狀態(tài)。
儀器從低工作頻率一直搜索到最高工作頻率，如果你的元件諧振點(diǎn)在頻率覆蓋區(qū)間內(nèi)，搜索結(jié)束后，將會(huì)自動(dòng)停在元件的諧振頻率點(diǎn)附近。
如果臨時(shí)要退出搜索狀態(tài)，可再按一次搜索鍵，儀器會(huì)退出搜索操作。

9 ．頻率調(diào)諧開(kāi)關(guān)的使用。
ZJD-C 的頻率調(diào)諧采用了數(shù)碼開(kāi)關(guān)，它能辨別使用者的要求，來(lái)調(diào)節(jié)頻率變化的速率 ( 頻率變化值／檔 ) ，在你快速調(diào)節(jié)該開(kāi)關(guān)時(shí)，頻率變化速率也加快。當(dāng)你緩慢調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)時(shí)，頻率變化速率也慢下來(lái)低可小于分辨力。因此在調(diào)諧時(shí)接近所需的頻率時(shí)，應(yīng)放緩調(diào)節(jié)速度。當(dāng)你調(diào)節(jié)的頻率超出工作頻段的頻率時(shí)，儀器會(huì)自動(dòng)選擇低一個(gè)或高一個(gè)頻段工作。

六、維修

1 ．新購(gòu)儀器的檢查
新購(gòu)的儀器最好能先用 LKI-2 電感組，將各個(gè)電感在各個(gè)不同頻率測(cè)試 Q 值，把測(cè)試的情況，例使用的電感號(hào)，測(cè)試頻率 Q 讀數(shù)，電容讀數(shù)等多次測(cè)得數(shù)及測(cè)試環(huán)境條件逐一詳細(xì)記錄，并把記錄保存起來(lái)，以供以后維修時(shí)作參考。
LKI-2 電感組是供測(cè)試時(shí)作輔助電感用的，不能把這些電感當(dāng)作高精度的標(biāo)準(zhǔn)電感看待。隨著測(cè)試環(huán)境條件不同，測(cè)得電感器 Q 值和分布電容可能略有不同。

2 ．使用和保養(yǎng)
高頻 Q 表是比較精密的阻抗測(cè)量?jī)x器，在合理使用和注意保養(yǎng)情況下，才能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定和較高的測(cè)試精度。
a ．熟悉本說(shuō)明書(shū)，正確地使用儀器；
b ．使儀器經(jīng)常保持清潔、干燥；
c ．本儀器保用期為 18 個(gè)月，如發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障或失去準(zhǔn)確度，可以原封送回本廠，免費(fèi)修理。
3 ．電感組
LKI-2 電感組是供測(cè)試作輔助用的，它含有 10 個(gè)屏蔽罩屏蔽的電感。這些電感具有較高的 Q 值。各電感的電感量等數(shù)據(jù)如附表一。
附表一 LKI-2 電感組， AS2853 選配電感