ZJD-87 相对介电常数试验仪

相对介电常数试验仪定义：

介电常数是反映压电智能材料电介质在静电场作用下介电性质或极化性质的主要参数，通常用ε来表示。不同用途的压电元件对压电智能材料的介电常数要求不同。当压电智能材料的形状、尺寸一定时，介电常数ε通过测量压电智能材料的固有电容CP来确定。

根据物质的介电常数可以判别高分子材料的极性大小。通常，相对介电常数大于3.6的物质为极性物质；相对介电常数在2.8~3.6范围内的物质为弱极性物质；相对介电常数小于2.8为非极性物质。

测量方法：

相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量：首先在两块极板之间为真空的时候测试电容器的电容C0。然后，用同样的电容极板间距离，但在极板间加入电介质后测得电容Cx。然后相对介电常数可以用下式计算：

εr＝Cx/C0。

在标准大气压下，不含二氧化碳的干燥空气的相对电容率εr＝1.00053。因此，用这种电极构形在空气中的电容Cair来代替C0来测量相对电容率εr时，也有足够的准确度。（参考GB/T 1409-2006）

对于时变电磁场，物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。

常见溶剂：附常见溶剂的相对介电常数，条件为室温下，测试频率为1KHz。

温度对介电常数的影响

H2O （水） 78.5

HCOOH （甲酸） 58.5

HCON（CH3）2 （N,N-二甲基甲酰胺）36.7

CH3OH （甲醇） 32.7

C2H5OH （乙醇） 24.5

CH3COCH3 （丙酮） 20.7

n-C6H13OH （正己醇）13.3

CH3COOH （乙酸或醋酸） 6.15

C6H6 （苯） 2.28

CCl4 （四氯化碳） 2.24

n-C6H14 （正己烷）1.88

n-C4H10（四号溶剂） 1.78 [1]

相关解释：

介电常数”在工具书中的解释：

1. 又称电容率或相对电容率，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。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值，表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。空气和二硫化碳的ε值分别为1.0006和2.6左右，而水的ε值较大，10℃ 时为 83.83。

2. 介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中，介电常数是溶剂的一个重要性质，它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂，有较大隔开离子的能力，同时也具有较强的溶剂化能力。介电常数用ε表示，一些常用溶剂的介电常数见下表：

“介电常数”在学术文献中的解释：

1. 介电常数是指物质保持电荷的能力，损耗因数是指由于物质的分散程度使能量损失的大小。理想的物质的两项参数值较小。

介电常数与频率变化的关系

2. 其介质常数具有复数形式，实数部分称为介电常数，虚数部分称为损耗因子。通常用损耗角的正切值 tan θ（损耗因子与介电常数之比）来表示材料与微波的耦合能力。损耗正切值越大，材料与微波的耦合能力就越强。

3. 介电常数是指在同一电容器中用某一物质为电介质与该电容器在真空中的电容的比值。在高频线路中信号传播速度的公式如下：v＝k。

4. 为简单起见，后面将相对介电常数均称为介电常数。反射脉冲信号的强度，与界面的波反射系数和透射波的衰减系数有关，主要取决于周围介质与反射体的电导率和介电常数。

相对介电常数试验仪参数设置：

l   型号：ZJD-87

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

l   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；

l   分辨率：最高0.001pF，4位有效数字；

l   介电常数ε测试范围：0-200；

l   介电常数ε准确度：0.5%

l   介质损耗tgδ测试范围：不限，

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

l   试验电流范围：5μA～5A；

l   内施高压：设定电压范围：0.5～10kV ；

l   最大输出电流：200mA；

l   升降压方式：电压随意设置。比如5123V。

l   试验频率： 40-70Hz单频随意设置。比如48.7Hz.

l   频率精度：±0.01Hz

l   外施高压：接线时最大试验电流5A，工频或变频40-70Hz

l   环境温度：20±5℃

l   相对湿度：65±5%

l   高低压电极之间距离：0~5mm可调

l   百分表示值wu差：0.01mm

l   测量极直径：50mm（表面积19.6cm2）

l   空极tgδ：≤3×10-5

l   最高测试电压：2000V

l   体积：Ф210mm H180mm

l   重量：6kg

试验步骤：
1、按照Q表的操作规程调整仪器，选定测量频率，测定C1和Q1的值。
2、将试样放入测试电极中，并调节电容器C，使电路谐振，达到最大Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。
3、将试样从测试电极中取出，调节C或测试电极的距离，使电路重新谐振，记下C、或测试电极的校正电容值与Q值，北京智德创新检测仪器并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。
4、其他高频测试仪器按其说明书进行操作，北京智德创新检测仪器通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。

试验条件：
1、试样表面应清洁、平滑，无裂纹、气泡和杂质等，试样表面应用蘸有无水乙醇的布擦洗。
2、试样应在标准实验室温度及湿度下至少调节24h。
3、当试样处理有特殊要求时，可按其产品标准规定的进行。

测试意义：
1、介电常数——北京智德创新检测仪器绝缘材料通常以两种不同方式来使用，即（1）用于固定电学网络部件，同时让其彼此以及与地面绝缘；（2）用于起到某一电容器的电介质作用。在第一种应用中，通常要求固定的电容尽可能小，同时具有可接受且一致的机械，化学和耐热性能。因此要求电容率具有一个低值。在第二种应用中，要求电容率具有一个高值，以使得电容器能够在外型上能尽可能小。有时使用电容率的中间值来评估在导体边缘或末端的应力，以将交流电晕降至最小。
2、交流损耗——对于这两种场合（作为电学绝缘材料和作为电容器电介质），交流损耗通常必须是比较小的，以减小材料的加热，同时将其对网络剩余部分的影响降至最小。在高频率应用场合，特别要求损耗指数具有一个低值，因为对于某一给定的损耗指数，电介质损耗直接随着频率而增大。在某些电介质结构中，例如试验用终止衬套和电缆所用的电介质，通常电导增加可获得损耗增大，这有时引入其来控制电压梯度。在比较具有近似相同电容率的材料时或者在材料电容率基本保持恒定的条件下使用任何材料时，这可能有助于考虑耗散因子，功率因子，相位角或损耗角。
3、相关性——北京智德创新检测仪器当获得适当的相关性数据时，耗散因子或功率因子有助于显示某一材料在其它方面的特征，例如电介质击穿，湿分含量，固化程度和任何原因导致的破坏。然而，由于热老化导致的破坏将不会影响耗散因子，除非材料随后暴露在湿分中。当耗散因子的初始值非常重要的，耗散因子随着老化发生的变化通常是及其显著的。