陶瓷介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀

介電常數(shù)與耗散因數(shù)間的關(guān)系
      介電常數(shù)又稱電容率或相對電容率， 是表征電介質(zhì)或絕緣材料電 性能的一個重要數(shù)據(jù)，常用 ε 表示。  介質(zhì)在外加電場時會產(chǎn)生感應 電荷而削弱電場，原外加電場(真空中)與最終介質(zhì)中電場比值即為介 電常數(shù)。其表示電介質(zhì)在電場中貯存靜電能的相對能力， 例如一個電 容板中充入介電常數(shù)為 ε 的物質(zhì)后可使其電容變大 ε 倍。介電常數(shù)愈 小絕緣性愈好。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場中， 場的強度會在 電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。介電常數(shù)還用來表示介質(zhì)的極化程度， 宏觀 的介電常數(shù)的大小， 反應了微觀的極化現(xiàn)象的強弱。氣體電介質(zhì)的極 化現(xiàn)象比較弱，各種氣體的相對介電常數(shù)都接近1 ，液體、固體的介 電常數(shù)則各不相同，而且介電常數(shù)還與溫度、電源頻率有關(guān)
     有些物質(zhì)介電常數(shù)具有復數(shù)形式， 其實部即為介電常數(shù)， 虛數(shù)部 分常稱為耗散因數(shù)。
     通常將耗散因數(shù)與介電常數(shù)之比稱作耗散角正切， 其可表示材料 與微波的耦合能力， 耗散角正切值越大， 材料與微波的耦合能力就越 強。例如當電磁波穿過電解質(zhì)時，波的速度被減小，波長也變短了。
     介質(zhì)損耗是指置于交流電場中的介質(zhì)， 以內(nèi)部發(fā)熱的形式表現(xiàn)出 來的能量損耗。介質(zhì)損耗角是指對介質(zhì)施加交流電壓時， 介質(zhì)內(nèi)部流 過的電流相量與電壓向量之間的夾角的余角。介質(zhì)損耗角正切是對電 介質(zhì)施加正弦波電壓時， 外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角 δ  的正切值--tg δ.  其物理意義是：每個周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量//每個周期內(nèi)介質(zhì)存儲的能量。

     介電損耗角正切常用來表征介質(zhì)的介電損耗。介電損耗是指電 介質(zhì)在交變電場中, 由于消耗部分電能而使電介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象。 原因是電介質(zhì)中含有能導電的載流子,在外加電場作用下,產(chǎn)生導電電 流,消耗掉一部分電能,轉(zhuǎn)為熱能。任何電介質(zhì)在電場作用下都有能量損耗，包括由電導引起的損耗和由某些極化過程引起的損耗。用 tg δ作為綜合反應介質(zhì)損耗特性優(yōu)劣的指標， 其是一個僅僅取 決于材料本身的損耗特征而與其他因素無關(guān)的物理量， tgδ的增大意 味著介質(zhì)絕緣性能變差， 實踐中通常通過測量 tgδ來判斷設備絕緣性 能的好壞。
     由于介電損耗的作用電解質(zhì)在交變電場作用下將長生熱量， 這些 熱會使電介質(zhì)升溫并可能引起熱擊穿， 因此， 在絕緣技術(shù)中， 特別是 當絕緣材料用于高電場強度或高頻的場合，應盡量采用介質(zhì)損耗因 數(shù)， 即電介質(zhì)損耗角正切 tgδ較低的材料。但是， 電介質(zhì)損耗也可用 作一種電加熱手段，即利用高頻電場（一般為0.3--300兆赫茲）對介 電常數(shù)大的材料（如木材、紙張、陶瓷等） 進行加熱。這種加熱由于 熱量產(chǎn)生在介質(zhì)內(nèi)部， 比外部加熱速度更快、熱效率更高， 而且熱均 勻。頻率高于300兆赫時，達到微波波段，即為微波加熱（家用微波 爐即據(jù)此原理）。
        在絕緣設計時， 必須注意材料的 tgδ值。若 tgδ過大則會引起嚴 重發(fā)熱，使絕緣材料加速老化，甚至導致熱擊穿。
一下例舉一些材料的 ε 值：
石英-----3.8
絕緣陶瓷-----6.0
紙------70
有機玻璃------2.63    
PE-------2.3
PVC--------3.8
高分子材料的 ε 由主鏈中的鍵的性能和排列決定
分子結(jié)構(gòu)極性越強， ε 和 tg δ越大。
非極性材料的極化程度較小， ε 和 tg δ都較小。
     當電介質(zhì)用在不同場合時對介電常數(shù)與耗散因素的大小有不同 的要求。做電容介質(zhì)時 ε 大、 tg δ小；對航空航天材料而言， ε 要小 tg δ要大。
     另外要注意材料的極性越強受濕度的影響越明顯。主要原因是高 濕的作用使水分子擴散到高分子的分子之間， 使其極性增強； 同時潮 濕的空氣作用于塑料表面， 幾乎在幾分鐘內(nèi)就使介質(zhì)的表面形成一層 水膜， 它具有離子性質(zhì)， 能增加表面電導， 因此使材料的介電常數(shù)和 介質(zhì)損耗角正切 tgδ都隨之增大。故在具體應用時應注意電介質(zhì)的周 圍環(huán)境。
     電介質(zhì)在現(xiàn)代生活中經(jīng)常被用到， 而介電常數(shù)與耗散因素是電介 質(zhì)的兩個重要參數(shù)， 根據(jù)不同的要求， 應當選用具有不用介電常數(shù)與 耗散因數(shù)的材料， 以達到最佳的效果。同時還應當注意外界因素對介 電常數(shù)與耗散因數(shù)的影響。

陶瓷介質(zhì)損耗因數(shù)測試儀主要參數(shù)：

型號：ZJD-87

準確度：       Cx:±（讀數(shù)×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（讀數(shù)×0.5%+0.00005）；

電容量范圍：內(nèi)施高壓：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

外施高壓：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

*分辨率：最高0.001pF，4位有效數(shù)字；

*介電常數(shù)ε測試范圍：0-200；

*介電常數(shù)ε準確度：0.5%

*介質(zhì)損耗tgδ測試范圍：不限，

*介質(zhì)損耗tgδ分辨率：0.000001，電容、電感、電阻三種試品自動識別。

試驗電流范圍：5μA～5A；

*內(nèi)施高壓：設定電壓范圍：0.5～10kV ；

最大輸出電流：200mA；

*升降壓方式：電壓隨意設置。比如5123V。

試驗頻率： 40-70Hz單頻隨意設置。比如48.7Hz.

頻率精度：±0.01Hz

外施高壓：接線時最大試驗電流5A，工頻或變頻40-70Hz

測量時間：約30s，與測量方式有關(guān)；

高壓電極直徑與表面積：￠98mm(75.43cm2)

測量電極直徑與表面積： ￠50 mm(19.63cm2)

電極材料：不銹鋼1Cr13Ni9Ti

電極工作面：精面面磨

電極間距：不大于5 mm

電極加熱功率： >2*500W

電極最高溫度：180°

加熱時間：30分鐘

電極壓力：0~1.0Mpa連續(xù)可調(diào)

最大測量電壓：2000V，50Hz

真空度 ：電極可抽真空至3*10-2 Mpa

輸入電源：180V～270VAC，50Hz±1%，市電或發(fā)電機供電

*計算機接口：標準RS232接口，U盤插口(自動U盤存儲數(shù)據(jù))。

打印機：微型熱敏打印機 

環(huán)境溫度：-10℃～50℃  

相對濕度：<90%

主機外形尺寸：490*520*360（長寬高mm） 

電極尺寸：400*300*400（長寬高mm）

儀器重量：35kg

ZJD-C介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀作為一代的通用、多用途、多量程的阻抗測試儀器，測試頻率上限達到目前高的160MHz。 ZJD-C介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀采用了多項技術(shù)：
    1 雙掃描技術(shù) - 測試頻率和調(diào)諧電容的雙掃描、自動調(diào)諧搜索功能。
    2 雙測試要素輸入 - 測試頻率及調(diào)諧電容值皆可通過數(shù)字按鍵輸入。
    3 雙數(shù)碼化調(diào)諧 - 數(shù)碼化頻率調(diào)諧，數(shù)碼化電容調(diào)諧。
    4 自動化測量技術(shù) -對測試件實施 Q 值、諧振點頻率和電容的自動測量。
    5 全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調(diào)電容、電感、 Q 值、信號源頻率、諧振指針。
    6 DDS 數(shù)字直接合成的信號源 -確保信源的高葆真，頻率的高精確、幅度的高穩(wěn)定。
    7 計算機自動修正技術(shù)和測試回路*化 —使測試回路 殘余電感減至zui低，** Q 讀數(shù)值在不同頻率時要加以修正的困惑。
    ZJD-C介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀的創(chuàng)新設計，無疑為高頻元器件的阻抗測量提供了*的解決方案，它給從事高頻電子設計的工程師、科研人員、高校實驗室和電子制造業(yè)提供了更為方便的檢測工具，測量值更為精確，測量效率更高。使用者能在儀器給出的任何頻率、任意點調(diào)諧電容值下檢測器件的品質(zhì)，無須關(guān)注量程和換算單位。