陶瓷介质损耗因数测试仪

陶瓷介质损耗因数测试仪

介电常数与耗散因数间的关系
      介电常数又称电容率或相对电容率， 是表征电介质或绝缘材料电 性能的一个重要数据，常用 ε 表示。  介质在外加电场时会产生感应 电荷而削弱电场，原外加电场(真空中)与最终介质中电场比值即为介 电常数。其表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力， 例如一个电 容板中充入介电常数为 ε 的物质后可使其电容变大 ε 倍。介电常数愈 小绝缘性愈好。如果有高介电常数的材料放在电场中， 场的强度会在 电介质内有可观的下降。介电常数还用来表示介质的极化程度， 宏观 的介电常数的大小， 反应了微观的极化现象的强弱。气体电介质的极 化现象比较弱，各种气体的相对介电常数都接近1 ，液体、固体的介 电常数则各不相同，而且介电常数还与温度、电源频率有关
     有些物质介电常数具有复数形式， 其实部即为介电常数， 虚数部 分常称为耗散因数。
     通常将耗散因数与介电常数之比称作耗散角正切， 其可表示材料 与微波的耦合能力， 耗散角正切值越大， 材料与微波的耦合能力就越 强。例如当电磁波穿过电解质时，波的速度被减小，波长也变短了。
     介质损耗是指置于交流电场中的介质， 以内部发热的形式表现出 来的能量损耗。介质损耗角是指对介质施加交流电压时， 介质内部流 过的电流相量与电压向量之间的夹角的余角。介质损耗角正切是对电 介质施加正弦波电压时， 外施电压与相同频率的电流之间相角的余角 δ  的正切值--tg δ.  其物理意义是：每个周期内介质损耗的能量//每个周期内介质存储的能量。

     介电损耗角正切常用来表征介质的介电损耗。介电损耗是指电 介质在交变电场中, 由于消耗部分电能而使电介质本身发热的现象。 原因是电介质中含有能导电的载流子,在外加电场作用下,产生导电电 流,消耗掉一部分电能,转为热能。任何电介质在电场作用下都有能量损耗，包括由电导引起的损耗和由某些极化过程引起的损耗。用 tg δ作为综合反应介质损耗特性优劣的指标， 其是一个仅仅取 决于材料本身的损耗特征而与其他因素无关的物理量， tgδ的增大意 味着介质绝缘性能变差， 实践中通常通过测量 tgδ来判断设备绝缘性 能的好坏。
     由于介电损耗的作用电解质在交变电场作用下将长生热量， 这些 热会使电介质升温并可能引起热击穿， 因此， 在绝缘技术中， 特别是 当绝缘材料用于高电场强度或高频的场合，应尽量采用介质损耗因 数， 即电介质损耗角正切 tgδ较低的材料。但是， 电介质损耗也可用 作一种电加热手段，即利用高频电场（一般为0.3--300兆赫兹）对介 电常数大的材料（如木材、纸张、陶瓷等） 进行加热。这种加热由于 热量产生在介质内部， 比外部加热速度更快、热效率更高， 而且热均 匀。频率高于300兆赫时，达到微波波段，即为微波加热（家用微波 炉即据此原理）。
        在绝缘设计时， 必须注意材料的 tgδ值。若 tgδ过大则会引起严 重发热，使绝缘材料加速老化，甚至导致热击穿。
一下例举一些材料的 ε 值：
石英-----3.8
绝缘陶瓷-----6.0
纸------70
有机玻璃------2.63    
PE-------2.3
PVC--------3.8
高分子材料的 ε 由主链中的键的性能和排列决定
分子结构极性越强， ε 和 tg δ越大。
非极性材料的极化程度较小， ε 和 tg δ都较小。
     当电介质用在不同场合时对介电常数与耗散因素的大小有不同 的要求。做电容介质时 ε 大、 tg δ小；对航空航天材料而言， ε 要小 tg δ要大。
     另外要注意材料的极性越强受湿度的影响越明显。主要原因是高 湿的作用使水分子扩散到高分子的分子之间， 使其极性增强； 同时潮 湿的空气作用于塑料表面， 几乎在几分钟内就使介质的表面形成一层 水膜， 它具有离子性质， 能增加表面电导， 因此使材料的介电常数和 介质损耗角正切 tgδ都随之增大。故在具体应用时应注意电介质的周 围环境。
     电介质在现代生活中经常被用到， 而介电常数与耗散因素是电介 质的两个重要参数， 根据不同的要求， 应当选用具有不用介电常数与 耗散因数的材料， 以达到最佳的效果。同时还应当注意外界因素对介 电常数与耗散因数的影响。

陶瓷介质损耗因数测试仪主要参数：

型号：ZJD-87

准确度：       Cx:±（读数×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（读数×0.5%+0.00005）；

电容量范围：内施高压：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

外施高压：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

*分辨率：最高0.001pF，4位有效数字；

*介电常数ε测试范围：0-200；

*介电常数ε准确度：0.5%

*介质损耗tgδ测试范围：不限，

*介质损耗tgδ分辨率：0.000001，电容、电感、电阻三种试品自动识别。

试验电流范围：5μA～5A；

*内施高压：设定电压范围：0.5～10kV ；

最大输出电流：200mA；

*升降压方式：电压随意设置。比如5123V。

试验频率： 40-70Hz单频随意设置。比如48.7Hz.

频率精度：±0.01Hz

外施高压：接线时最大试验电流5A，工频或变频40-70Hz

测量时间：约30s，与测量方式有关；

高压电极直径与表面积：￠98mm(75.43cm2)

测量电极直径与表面积： ￠50 mm(19.63cm2)

电极材料：不锈钢1Cr13Ni9Ti

电极工作面：精面面磨

电极间距：不大于5 mm

电极加热功率： >2*500W

电极最高温度：180°

加热时间：30分钟

电极压力：0~1.0Mpa连续可调

最大测量电压：2000V，50Hz

真空度 ：电极可抽真空至3*10-2 Mpa

输入电源：180V～270VAC，50Hz±1%，市电或发电机供电

*计算机接口：标准RS232接口，U盘插口(自动U盘存储数据)。

打印机：微型热敏打印机 

环境温度：-10℃～50℃  

相对湿度：<90%

主机外形尺寸：490*520*360（长宽高mm） 

电极尺寸：400*300*400（长宽高mm）

仪器重量：35kg

ZJD-C介电常数及介质损耗测试仪作为一代的通用、多用途、多量程的阻抗测试仪器，测试频率上限达到目前高的160MHz。 ZJD-C介电常数及介质损耗测试仪采用了多项技术：
    1 双扫描技术 - 测试频率和调谐电容的双扫描、自动调谐搜索功能。
    2 双测试要素输入 - 测试频率及调谐电容值皆可通过数字按键输入。
    3 双数码化调谐 - 数码化频率调谐，数码化电容调谐。
    4 自动化测量技术 -对测试件实施 Q 值、谐振点频率和电容的自动测量。
    5 全参数液晶显示 – 数字显示主调电容、电感、 Q 值、信号源频率、谐振指针。
    6 DDS 数字直接合成的信号源 -确保信源的高葆真，频率的高精确、幅度的高稳定。
    7 计算机自动修正技术和测试回路*化 —使测试回路 残余电感减至zui低，** Q 读数值在不同频率时要加以修正的困惑。
    ZJD-C介电常数及介质损耗测试仪的创新设计，无疑为高频元器件的阻抗测量提供了*的解决方案，它给从事高频电子设计的工程师、科研人员、高校实验室和电子制造业提供了更为方便的检测工具，测量值更为精确，测量效率更高。使用者能在仪器给出的任何频率、任意点调谐电容值下检测器件的品质，无须关注量程和换算单位。