電氣絕緣材料高頻介質損耗因數測量儀   滿足標準：GBT1409-2006測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內)下電容率和介質損耗因數的推薦方法

電氣絕緣材料高頻介質損耗因數測量儀  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。

標稱誤差

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最大的一相和損耗最小的一相之間。

離子晶體的損耗

離子晶體的介質損耗與其結構的緊密程度有關。

緊密結構的晶體離子都排列很有規則，鍵強度比較大，如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等，在外電場作用下很難發生離子松弛極化，只有電子式和離子式的位移極化，所以無極化損耗，僅有的一點損耗是由漏導引起的（包括本質電導和少量雜質引起的雜質電導）。這類晶體的介質損耗功率與頻率無關，損耗角正切隨頻率的升高而降低。因此，以這類晶體為主晶相的陶瓷往往用在高頻場合。如剛玉瓷、滑石瓷、金紅石瓷、鎂橄欖石瓷等

結構松散的離子晶體，如莫來石（3Al2O3?2SiO2）、董青石（2MgO?2Al2O3?5SiO2）等，其內部有較大的空隙或晶格畸變，含有缺陷和較多的雜質，離子的活動范圍擴大。在外電場作用下，晶體中的弱聯系離子有可能貫穿電極運動，產生電導打耗。弱聯系離子也可能在一定范圍內來回運動，形成熱離子松弛，出現極化損耗。所以這類晶體的介質損耗較大，由這類品體作主晶相的陶瓷材料不適用于高頻，只能應用于低頻場合。

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。

新購儀器的檢查

新購的儀器最好能先用LKI-1電感組，將各個電感在各個不同頻率測試Q值，把測試的情況，例使用的電感號、測試頻率Q讀數、電容讀數等多次測得數及測試環境條件逐一詳細記錄，并把記錄保存起來，以供以后維修時作參考。

LKI-1電感組是專供測試時作輔助電感用的，不能把這些電感當作高精度的標準電感看待。隨著測試環境條件不同，測得電感器Q值和分布電容可能略有不同。

介質損耗（dielectric loss）指的是絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失，簡稱介損。

介質損耗因數（dielectric loss factor）指的是衡量介質損耗程度的參數。

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，但只要固化比較完全，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完全被抑制，介電性能可降至最低值，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。

邊緣效應

 為了避免邊緣效應引起電容率的測量誤差，電極系統可加上保護電極。保護電極的寬度應至少為兩倍的試樣厚度，保護電極和主電極之間的間隙應比試樣厚度小。假如不能用保護環，通常需對邊緣電容進行修正，表工給出了近似計算公式這些公式是經驗公式，只適用于規定的幾種特定的試樣形狀。

 此外，在一個合適的頻率和溫度下，邊緣電容可采用有保護環和無保護環的(比較))測量來獲得，用所得到的邊緣電容修正其他頻率和溫度下的電容也可滿足精度要求。

配置：

主機 一臺

電感 一套

夾具 一套

特點：

◎ 本公司創新的自動Q值保持技術，使測Q分辨率至0.1Q，使tanδ分辨率至0.00005。

◎ 能對固體絕緣材料在10kHz～120MHz介質損耗角(tanδ)和介電常數(ε)變化的測試。

◎ 調諧回路殘余電感值低至8nH，保證100MHz的(tanδ)和(ε)的誤差較小。

◎ 特制LCD屏菜單式顯示多參數：Q值，測試頻率，調諧狀態等。

◎Q值量程自動/手動量程控制。

◎DPLL合成發生1kHz～60MHz, 50kHz～160MHz測試信號。獨立信號 源輸出口，所以本機又是一臺合成信號源。

◎ 測試裝置符合國標GB/T 1409-2006,美標ASTM D150以及IEC60250規范要求。

技術參數：

1．Q值測量

a．Q值測量范圍：2～1023。

b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔。

c．標稱誤差

     頻率范圍（100kHz～10MHz）： 頻率范圍（10MHz～160MHz）：

     固有誤差：≤5％?滿度值的2%固有誤差：≤6％?滿度值的2%

     工作誤差：≤7％?滿度值的2%工作誤差：≤8％?滿度值的2%

2．電感測量范圍：4.5nH~7.9mH

3．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

4.  信號源頻率覆蓋范圍

     頻率范圍CH1:0.1～0.999999MHz, CH2: 1～9.99999MHz,

     CH3:10～99.9999MHz, CH1 :100～160MHz,

5．Q合格指示預置功能:      預置范圍：5～1000。

6．B-測試儀正常工作條件

a.  環境溫度：0℃～ 40℃；

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V?22V，50Hz?2.5Hz。

7．其他

a．消耗功率：約25W；

b．凈重：約7kg；

c.外型尺寸：（l?b?h）mm：380?132?280。

高頻Q表能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質損耗，高頻回路有效并聯及串聯電阻，傳輸線的特性阻抗等。該儀器廣泛地用于科研機關、學校、工廠等單位。

頻率范圍

10kHz～50MHz

頻率分段

(虛擬)

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

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。

邊緣效應

 為了避免邊緣效應引起電容率的測量誤差，電極系統可加上保護電極。保護電極的寬度應至少為兩倍的試樣厚度，保護電極和主電極之間的間隙應比試樣厚度小。假如不能用保護環，通常需對邊緣電容進行修正，表工給出了近似計算公式這些公式是經驗公式，只適用于規定的幾種特定的試樣形狀。

 此外，在一個合適的頻率和溫度下，邊緣電容可采用有保護環和無保護環的(比較))測量來獲得，用所得到的邊緣電容修正其他頻率和溫度下的電容也可滿足精度要求。

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?；芈凡捎梦髁蛛姌?、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。

主要產品有：

拉力試驗機，                     塑料球壓痕硬度計

維卡熱變形試驗儀，               體積表面電阻率測試儀

海綿泡沫落球回彈試驗機，         海綿泡沫拉伸強度試驗機

耐壓試驗機，                  介電常數測試儀

海綿泡沫壓陷硬度測驗儀，         介質損耗測試儀

海綿泡沫疲勞壓陷試驗機，         薄膜沖擊試驗機

熔融指數儀，                     無轉子硫化儀

電壓擊穿試驗儀，                 摩擦系數儀

低溫脆性沖擊試驗儀               阿克隆磨耗試驗機等。