橡膠介電常數測試儀 A/C高頻Q表是北廣精儀儀器設備有限公司最研制的產品,它以DDS數字直接合成方式產生信號源,頻率達60MHz/160MHz,信號源具有信號失真小、頻率精確、信號幅度穩定的優點,更保證了測量精度的精確性。A主電容調節用傳感器感應,電容讀數精確,且頻率值可設置。C主電容調節用步進馬達控制,電容讀數更加精確,頻率值和電容值均可設置。A/C電容、電感、Q值、頻率、量程都用數字顯示,在某一頻率下,只要能找到諧振點,都能直接讀出電感、電容值,大大擴展了電感的測量范圍,而不再是固定的幾個頻率下才能測出電感值的大小。A/C 的諧振點頻率自動搜索或電容自動搜索功能,能幫助你在使用時快速地找到被測量器件的諧振點,自動讀出Q值和其它參數。Q值量程可手動或自動轉換。
A型高頻Q表和C型高頻Q表主要區別
A | C | |
測試頻率范圍 | 25kHz~60MHz | 100kHz~160MHz |
主調電容控制 | 傳感器 | 步進馬達 |
電容搜索 | 無 | 有 |
橡膠介電常數測試儀 振蕩頻率:
a.振蕩頻率范圍:10kHz~50MHz;
b.頻率分段(虛擬)
10~99.9999kHz
100~999.999kHz
1~9.99999MHz
10~60MHz
c.頻率誤差:3×10-5±1個字。
Q表正常工作條件
a. 環境溫度:0℃~+40℃;
b.相對濕度:<80%;
c.電源:220V±22V,50Hz±2.5Hz。
測試注意事項
a.本儀器應水平安放;
b.如果你需要較精確地測量,請接通電源后,預熱30分鐘;
c.調節主調電容或主調電容數碼開關時,當接近諧振點時請緩調;
d.被測件和測試電路接線柱間的接線應盡量短,足夠粗,并應接觸良好、可靠,以減少因接線的電阻和分布參數所帶來的測量誤差;
e.被測件不要直接擱在面板頂部,離頂部一公分以上,必要時可用低損耗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,以免人體感應影響造成測量誤差,有屏蔽的試件,屏蔽罩應連接在低電位端的接線柱。
使用和保養
高頻Q表是比較精密的阻抗測量儀器,在合理使用和注意保養情況下,才能保證長期穩定和較高的測試精度。
a.熟悉本說明書,正確地使用儀器;
b.使儀器經常保持清潔、干燥;
c.本儀器保用期為18個月,如發現機械故障或失去準確度,可以原封送回本廠,免費修理。
主要配置:
a.測試主機一臺;
b.電感9只;
c.夾具一 套
介電常數,用于衡量絕緣體儲存電能的性能.它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介電常數代表了電介質的極化程度,也就是對電荷的束縛能力,介電常數越大,對電荷的束縛能力越強。電容器兩極板之間填充的介質對電容的容量有影響,而同一種介質的影響是相同的,介質不同,介電常數不同。
形式
各種不同形式的損耗是綜合起作用的。由于介質損耗的原因是多方面的,所以介質損耗的形式也是多種多樣的。介電損耗主要有以下形式:
1)漏導損耗
實際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質,在外電場的作用下,總有一些帶電粒子會發生移動而引起微弱的電流,這種微小電流稱為漏導電流,漏導電流流經介質時使介質發熱而損耗了電能。這種因電導而引起的介質損耗稱為“漏導損耗”。由于實阿的電介質總存在一些缺陷,或多或少存在一些帶電粒子或空位,因此介質不論在直流電場或交變電場作用下都會發生漏導損耗。
2)極化損耗
在介質發生緩慢極化時(松弛極化、空間電荷極化等),帶電粒子在電場力的影響下因克服熱運動而引起的能量損耗。
一些介質在電場極化時也會產生損耗,這種損耗一般稱極化損耗。位移極化從建立極化到其穩定所需時間很短(約為10-16~10-12s),這在無線電頻率(5×1012Hz 以下)范圍均可認為是極短的,因此基本上不消耗能量。其他緩慢極化(例如松弛極化、空間電荷極化等)在外電場作用下,需經過較長時間(10-10s或更長)才達到穩定狀態,因此會引起能量的損耗。
若外加頻率較低,介質中所有的極化都能 跟上外電場變化,則不產生極化損耗。若外加頻率較高時,介質中的極化跟不上外電場變化,于是產生極化損耗。 [2]
3)電離損耗
電離損耗(又稱游離損耗)是由氣體引起的,含有氣孔的固體介質在外加電場強度超過氣孔氣體電離所需要的電場強度時,由于氣體的電離吸收能量而造成指耗,這種損耗稱為電離損耗。
4)結構損耗
在高頻電場和低溫下,有一類與介質內鄰結構的緊密度密切相關的介質損耗稱為結構損耗。這類損耗與溫度關系不大,耗功隨頻率升高而增大。
試驗表明結構緊密的晶體成玻璃體的結構損耗都很小,但是當某此原因(如雜質的摻入、試樣經淬火急冷的熱處理等)使它的內部結構松散后。其結構耗就會大大升高。
5)宏觀結構不均勾性的介質損耗
工程介質材料大多數是不均勻介質。例如陶瓷材料就是如此,它通常包含有晶相、玻璃相和氣相,各相在介質中是統計分布口。由于各相的介電性不同,有可能在兩相間積聚了較多的自由電荷使介質的電場分布不均勻,造成局部有較高的電場強度而引起了較高的損耗。但作為電介質整體來看,整個電介質的介質損耗必然介于損耗 的一相和損耗最小的一相之間。
電感:
線圈號 測試頻率 Q值 分布電容p 電感值
9 100KHz 98 9.4 25mH
8 400KHz 138 11.4 4.87mH
7 400KHz 202 16 0.99mH
6 1MHz 196 13 252μH
5 2MHz 198 8.7 49.8μH
4 4.5MHz 231 7 10μH
3 12MHz 193 6.9 2.49μH
2 12MHz 229 6.4 0.508μH
1 25MHz,50MHz 233,211 0.9 0.125μH
電容測量:1~205
主電容調節范圍:18~220pF
準確度:150pF以下±1.5pF; 150pF以上±1%
注:大于直接測量范圍的電容測量見后頁使用說明
高分子材料的損耗
高分子聚合物電介質按單體單元偶極矩的大小可分為極性和非極性兩類。一般地,偶極矩在0~0.5D(德拜)范圍內的是非極性高聚物;偶極矩在0.5D以上的是極性高聚物。非極性高聚物具有較低的介電常數和介質損耗,其介電常數約為2,介質損耗小于10-4;極性高聚物則具有較高的介電常數和介質損耗,并且極性愈大,這兩個值愈高。
高聚物的交聯通常能阻礙極性基團的取向,因此熱固性高聚物的介電常數和介質損耗均隨交聯度的提高而下降。酚醛樹脂就是典型的例子,雖然這種高聚物的極性很強,但只要固化比較 ,它的介質損耗就不高。相反,支化使分子鏈間作用力減弱,分子鏈活動能力增強,介電常數和介質損耗均增大。
高聚物的凝聚態結構及力學狀態對介電性景響也很大。結品能抑制鏈段上偶極矩的取向極化,因此高聚物的介質損耗隨結晶度升高而下降。當高聚物結晶度大于70%時,鏈段上的偶極的極化有時 被抑制,介電性能可降至 值,同樣的道理,非晶態高聚物在玻璃態下比在高彈態下具有更低的介質損耗。此外,高聚物中的增塑利、雜質等對介電性能也有很大景響。
特點:
◆ 優化的測試電路設計使殘值更小
◆ 高頻信號采用數碼調諧器和頻率鎖定技術
◆ LED 數字讀出品質因數,手動/自動量程切換
◆ 自動掃描被測件諧振點,標頻單鍵設置和鎖定,大大提高測試速度
性能和用途
1、電介質的用途
電介質一般被用在兩個不同的方面:
用作電氣回路元件的支撐,并且使元件對地絕緣及元件之間相互絕緣;
用作電容器介質
2、影響介電性能的因素
下面分別討論頻率、溫度、濕度和電氣強度對介電性能的影響。
2.1頻率
因為只有少數材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內它們的 。r和 tans幾乎是恒定的,且被用作工程電介質材料,然而一般的電介質材料必須在所使用的頻率下測量其介質損耗因數和電容率。
電容率和介質損耗因數的變化是由于介質極化和電導而產生,最重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導致的界面極化所引起的.
2.2溫度
損耗指數在一個頻率下可以出現一個 值,這個頻率值與電介質材料的溫度有關。介質損耗因數和電容率的溫度系數可以是正的或負的,這取決于在測量溫度下的介質損耗指數 值位置。
2.3濕度
極化的程度隨水分的吸收量或電介質材料表面水膜的形成而增加,其結果使電容率、介質損耗因數和直流電導率增大。因此試驗前和試驗時對環境濕度進行控制是 的.
注:濕度的顯著影響常常發生在 1MHz以下及微波頻率范圍內
2.4電場強度
存在界面極化時,自由離子的數目隨電場強度增大而增加,其損耗指數 值的大小和位置也隨此而變。
在較高的頻率下,只要電介質中不出現局部放電,電容率和介質損耗因數與電場強度無關
電極系統
1 加到試樣上的電極
電極可選用 5.1.3中任意一種。如果不用保護環。而且試樣上下的兩個電極難以對齊時,其中一個電極應比另一個電極大些。已經加有電極的試樣應放置在兩個金屬電極之間,這兩個金屬電極要比試樣上的電極稍小些。對于平板形和圓柱形這兩種不同電極結構的電容計算公式以及邊緣電容近似計算的經驗公式由表1給出.
對于介質損耗因數的測量,這種類型的電極在高頻下不能滿足要求,除非試樣的表面和金屬板都非常平整。圖 1所示的電極系統也要求試樣厚度均勻
2 試樣上不加電極
表面電導率很低的試樣可以不加電極而將試樣插人電極系統中測量,在這個電極系統中,試樣的一側或兩側有一個充滿空氣或液體的間隙。
平板電極或圓柱形電極結構的電容計算公式由表 3給出。
下面兩種型式的電極裝置特別合適
2.1 空氣填充測微計電極
當試樣插人和不插人時,電容都能調節到同一個值 ,不需進行測量系統的電氣校正就能測定電容率。電極系統中可包括保護電極.
2.2 流體排出法
在電容率近似等于試樣的電容率,而介質損耗因數可以忽略的一種液體內進行測量,這種測量與試樣厚度測量的精度關系不大。當相繼采用兩種流體時,試樣厚度和電極系統的尺寸可以從計算公式中消去
試樣為與試驗池電極直徑相同的圓片,或對測微計電極來說,試樣可以比電極小到足以使邊緣效應忽略不計 在測微計電極中,為了忽略邊緣效應,試樣直徑約比測微計電極直徑小兩倍的試樣厚度。
測量方法的選擇:
測量電容率和介質損耗因數的方法可分成兩種:零點指示法和諧振法。
1 零點指示法適用于頻率不超過50 MHz時的測量。測量電容率和介質損耗因數可用替代法;也就是在接人試樣和不接試樣兩種狀態下,調節回路的一個臂使電橋平衡。通常回路采用西林電橋、變壓器電橋(也就是互感藕合比例臂電橋)和并聯 T型網絡。變壓器電橋的優點:采用保護電極不需任何外加附件或過多操作,就可采用保護電極;它沒有其他網絡的缺點。
2 諧振法適用于10 kHz一幾百MHz的頻率范圍內的測量。該方法為替代法測量,常用的是變電抗法。但該方法不適合采用保護電極。
注:典型的電橋和電路示例見附錄。附錄中所舉的例子自然是不全面的,敘述電橋和側量方法報導見有關文獻和該種儀器的原理說明書。
試驗報告
試驗報告中應給出下列相關內容:
絕緣材料的型號名稱及種類、供貨形式、取樣方法、試樣的形狀及尺寸和取樣 日期(并注明試樣厚度和試樣在與電極接觸的表面進行處理的情況);
試樣條件處理的方法和處理時間;
電極裝置類型,若有加在試樣上的電極應注明其類型;
測量儀器;
試驗時的溫度和相對濕度以及試樣的溫度;
施加的電壓;
施加的頻率;
相對電容率ε(平均值);
介質損耗因數 tans(平均值);
試驗 日期 ;
相對電容率和介質損耗因數值以及由它們計算得到的值如損耗指數和損耗角,必要時,應給出與溫度和頻率的關系。