GDAT-C 介电常数与介质损耗测试仪

介电常数与介质损耗测试仪  测试注意事项

a．本仪器应水平安放；

b．如果你需要较精确地测量，请接通电源后，预热30分钟；

c．调节主调电容或主调电容数码开关时，当接近谐振点时请缓调；

d．被测件和测试电路接线柱间的接线应尽量短，足够粗，并应接触良好、可靠，以减少因接线的电阻和分布参数所带来的测量误差；

e．被测件不要直接搁在面板顶部，离顶部一公分以上，必要时可用低损耗的绝缘材料如聚苯乙烯等做成的衬垫物衬垫；

f．手不得靠近试件，以免人体感应影响造成测量误差，有屏蔽的试件，屏蔽罩应连接在低电位端的接线柱。

介电常数与介质损耗测试仪  低频电桥

一般为高压电桥，这不仅是由于灵敏度的缘故，也因为在低频下正是高电压技术特别对电介质损耗关注的问题。电容臂和测量臂两者的阻抗大小在数量级上相差很多，结果，绝大部分电压都施加在电容Cx和 C}上，使电压分配不平衡 上面给出的电桥平衡条件只是当低压元件对高压元件屏蔽时才成立。同时，屏蔽必须接地，以保证平衡稳定。如图A. 2所示。屏蔽与使用被保护的电容 C、和 C、是一致的，这个保护对于Ch来说是 的。

由于选择不同的接地方法，实际上形成了两类电桥。

仪器特点：

☆接线简单（正接法两根线，反接可使用一根线），所有电缆线均有接地屏蔽，所以都能拖地使用，测量电压缓升、缓降，全自动测量，结果直读，无须换算。

☆多种测量方式 可选择正/反接线、内/外标准电容器和内/外试验电压进行测量。正接线可测量高压介损。

☆ 抗震性能 仪器可承受长途运输中强烈震动颠簸而不会损坏。

☆ 抗干扰能力强 采用自动跟踪干扰抵偿电路，将矢量运算法与移相法结合，有效地消除强电场干扰对测量的影响，适用于500kV及其以下电站的现场试验。

☆CVT测量 自激法测量CVT功能，不需外加任何设备，可完成不可拆头CVT的测量。一次接线（三根电缆，不用倒线），一个测量过程（大约1分钟），两个最终测量结果（C1和C2的介损及电容值）。测量过程中文显示，能实时监测自激电流值和试验电压（高压）值。能消除引线对测试的影响，测量结果准确可靠。

☆ 安全措施

（1）高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。

（2）CVT保护：设定自激电压的过流点，一旦超出设置的电流值，仪器自动退出测量，不会损坏设备。

（3）接地检测：仪器有接地检测功能，未接地时不能升压测量。

（4）防误操作：具备防误操作设计，能判别常见接线错误，安全报警。

（5）防“容升”：测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。

☆ VFD显示 采用新颖的大屏幕VFD点阵显示器，在严冬和盛夏都能清晰显示。全中文操作菜单，操作提示各种警告信息，直观明了，不需查阅说明书即可操作。

☆打印 仪器附有微型打印机，以中文方式打印输出测量结果及状态。

☆RS232 仪器具有RS232接口，与计算机连接便于数据的统计和处理及保存。

☆可选购与计算机通信应用程序。

高频西林电桥

  这种电桥通常在中等的电压下工作，是比较灵活方便的一种电桥;通常电容 C_N是可变的(在高压电桥中电容 C_N通常是固定的)，比较容易采用替代法。

  由于不期望电容的影响随频率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格纳接地线路。

高频电桥
由于它不再是一个高压电桥，因此承受电压U₁的臂能容易地引人可调元件;替代法在此适用
还应指出，带有分开的初级绕组的电桥允许电源和检测器互换位置。其平衡与在次级绕组中对应
的安匝数的补偿相符.

电介质的用途

电介质一般被用在两个不同的方面:

用作电气回路元件的支撑，并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;

用作电容器介质

主要配置：

a.测试主机一台；

b.电感9只；

c.夹具一 套

西林电桥是测量电容率和介质损耗因数的 的装置。它可使用从低于工频(50 Hz-60 Hz)直至 100 kHz的频率范围，通常测定 50 pF-1 000 pF的电容(试样或被试设备通常所具有的电容)这是一个四臂回路(图A. 1)。其中两个臂主要是电容(未知电容 Cx和一个无损耗电容C,)。另外两臂(通常称之为测量臂)由无感电阻R，和 R:组成，电阻 R,在未知电容 Cx的对边上，测量臂至少被一个电容 C,分流 一般地说，电容 C:和两个电阻R,和R:中的一个是可调的。

   如果采用电阻R、和(纯)电容 C 的串联等值回路来表示电容 Cx，则图 A. 1所示的电桥平衡时导出 :

      R₁

C_s=C_n·——

      R₂

和tanδ_x=ωC_SR_S=ωC₁R₁

如果电阻 R2被一个电容C2分流，则tanδ = 的公式变为：

Tanδ_x=ωC₁R₁---ωC₂R₂

由于频率范围的不同，实际上电桥构造会有明显的不同。例如一个50 pF-1 000 pF的电容在50 Hz时的阻抗为 60 MΩ-3 MΩ，在 100 kHz时的阻抗为 3 000 Ω-1 500Ω.

频率为 100 kHz时，桥的四个臂容易有相同数量级的阻抗，而在 50 Hz-60 Hz的频率范围内则是不可能的。因此，出现了低频和(相对)高频两种不同形式的电桥.

信号源频率覆盖范围

高频电桥
由于它不再是一个高压电桥，因此承受电压U₁的臂能容易地引人可调元件;替代法在此适用
还应指出，带有分开的初级绕组的电桥允许电源和检测器互换位置。其平衡与在次级绕组中对应
的安匝数的补偿相符.

离子晶体的损耗

离子晶体的介质损耗与其结构的紧密程度有关。

紧密结构的晶体离子都排列很有规则，键强度比较大，如α-Al2O3、镁橄榄石晶体等，在外电场作用下很难发生离子松弛极化，只有电子式和离子式的位移极化，所以无极化损耗，仅有的一点损耗是由漏导引起的（包括本质电导和少量杂质引起的杂质电导）。这类晶体的介质损耗功率与频率无关，损耗角正切随频率的升高而降低。因此，以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频场合。如刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等

结构松散的离子晶体，如莫来石（3Al2O3·2SiO2）、董青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）等，其内部有较大的空隙或晶格畸变，含有缺陷和较多的杂质，离子的活动范围扩大。在外电场作用下，晶体中的弱联系离子有可能贯穿电极运动，产生电导打耗。弱联系离子也可能在一定范围内来回运动，形成热离子松弛，出现极化损耗。所以这类晶体的介质损耗较大，由这类品体作主晶相的陶瓷材料不适用于高频，只能应用于低频场合。

安全措施

（1）高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。

（2）CVT保护：设定自激电压的过流点，一旦超出设置的电流值，仪器自动退出测量，不会损坏设备。

（3）接地检测：仪器有接地检测功能，未接地时不能升压测量。

（4）防误操作：具备防误操作设计，能判别常见接线错误，安全报警。

（5）防“容升”：测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。

振荡频率：

a．振荡频率范围：10kHz～50MHz；

b．频率分段（虚拟）

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

c．频率误差：3×10-5±1个字。

主要特点：

空洞共振腔适用于CCL/印刷线路板，薄膜等非破坏性低介电损耗材料量测。 印电路板主要由玻纤与环氧树脂组成的, 玻纤介电常数为5~6, 树脂大约是3, 由于树脂含量, 硬化程度, 溶剂残留等因素会造成介电特性的偏差, 传统测量方法样品制作不易, 尤其是薄膜样品( 小于 10 mil) 量测值偏低,。

标准配置：

高配Q表 一只  

试验电极  一只 （c类）

电感      一套（9只）

电源线    一条

说明书    一份

合格证    一份

保修卡    一份

电介质的用途

电介质一般被用在两个不同的方面:

用作电气回路元件的支撑，并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;

用作电容器介质

带瓦格纳(Wagner)接地电路的西林电桥

图 A.2示出了使电桥测量臂接线端与屏蔽电位相等的方法。这种方法是通过使用外接辅助桥臂Z_A、Z_B(瓦格纳接地电路)，并使这两个辅助桥臂的中间点 P接到屏蔽并接地。调节辅助桥臂(实际为

Z_B)以使在 Z_A和 Z_B上的电压分别与电桥的电容臂和测量臂两端的电压相等.显然，这个解决方法包括两个桥即主桥 AMNB和辅桥 AMPB(或 ANPB)同时平衡。通过检测器从一个桥转换到另一个桥逐

次地逼近平衡而最终达到二者平衡.用这种方法精度可以提高一个数量级，这时，实际上该精度只决定于电桥元件的精密度平衡 用这种方法精度可以提高一个数量级，这时，实际上该精度只决定

于电桥元件的精密度。

    必须指出，只有当电源的两端可以对地绝缘时才使用上述特殊的解决方法。如果不可能对地绝缘，则必须使用更复杂的装置(双屏蔽电桥)。

特点：

◎ 本公司创新的自动Q值保持技术，使测Q分辨率至0.1Q，使tanδ分辨率至0.00005 。

◎ 能对固体绝缘材料在10kHz～120MHz介质损耗角(tanδ)和介电常数(ε)变化的测试。

◎ 调谐回路残余电感值低至8nH，保证100MHz的(tanδ)和(ε)的误差较小。

◎ 特制LCD屏菜单式显示多参数：Q值，测试频率，调谐状态等。

◎ Q值量程自动/手动量程控制。

◎ DPLL合成发生1kHz～60MHz, 50kHz～160MHz测试信号。独立信号 源输出口，所以本机又是一台合成信号源。

◎ 测试装置符合国标GB/T 1409-2006,美标ASTM D150以及IEC60250规范要求。

为什么介电常数越大，绝缘能力越强？

因为物质的介电常数和频率相关，通常称为介电系数。

介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数。所以理论上来说，介电常数越大，绝缘性能就越好。

注：这个性质不是  成立的。

对于绝缘性不太好的材料(就是说不击穿的情况下,也可以有一定的导电性)和绝缘性很好的材料比较,这个结论是成立的。

但对于两个绝缘体就不一定了。

介电常数反映的是材料中电子的局域(local)特性,导电性是电子的全局(global)特征.不是一回事情的。

补充：

电介质经常是绝缘体。其例子包括瓷器(陶器)，云母，玻璃，塑料，和各种金属氧化物。有些液体和气体可以作为好的电介质材料。干空气是良好的电介质，并被用在可变电容器以及某些类型的传输线。蒸馏水如果保持没有杂质的话是好的电介质，其相对介电常数约为80。

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。介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数

技术参数：

1．Q值测量范围：1—1023；

2．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；

3．电感测量范围：1nH—140mH；

4．电容直接测量范围：1pF～25nF；???????

5．主电容调节范围：17pF—240pF

6．准确度?150pF以下±1pF；150pF以上±1%

7．信号源频率覆盖范围100kHz—160MHz；

8．合格指示预置功能范围：5～1000

9．环境温度：0℃～+40℃；

10．消耗功率：约25W；电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

11.信号源:?100KHZ-160MHZ

12.提供厂家  书原件及产品彩页。

13.电感组LKI-1，分别有0.05uH、0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH十个电感组成。

14.介质损耗测试夹具：

A:4位数显式调节微杆；

B:极片尺寸：Φ50mm?或Φ38mm（二选一）；

C:夹具损耗正切值≤4×10－4（1MHz）。

15.液体杯

直径48mm?深度?7mm,可与S916下极片互换使用。

16.夹具工作特性

极片尺寸：Φ50mm/Φ38mm可选；

极片间距可调范围：≥15mm;夹具插头间距：25mm±0.01mm;

夹具损耗正切值：≤4×10－4（1MHz）；

测微杆分辨率：≤0.001mm。

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