介電常數測量儀（廠家）

介電常數測量儀（廠家）——介電常數定義：

介電常數是反映壓電智能材料電介質在靜電場作用下介電性質或極化性質的主要參數，通常用ε來表示。不同用途的壓電元件對壓電智能材料的介電常數要求不同。當壓電智能材料的形狀、尺寸一定時，介電常數ε通過測量壓電智能材料的固有電容CP來確定。

根據物質的介電常數可以判別高分子材料的極性大小。通常，相對介電常數大于3.6的物質為極性物質；相對介電常數在2.8~3.6范圍內的物質為弱極性物質；相對介電常數小于2.8為非極性物質。

介電常數測量儀（廠家）測量方法：

相對介電常數εr可以用靜電場用如下方式測量：首先在兩塊極板之間為真空的時候測試電容器的電容C0。然后，用同樣的電容極板間距離，但在極板間加入電介質后測得電容Cx。然后相對介電常數可以用下式計算：

εr＝Cx/C0。

在標準大氣壓下，不含二氧化碳的干燥空氣的相對電容率εr＝1.00053。因此，用這種電極構形在空氣中的電容Cair來代替C0來測量相對電容率εr時，也有足夠的準確度。（參考GB/T 1409-2006）

對于時變電磁場，物質的介電常數和頻率相關，通常稱為介電系數。

常見溶劑：附常見溶劑的相對介電常數，條件為室溫下，測試頻率為1KHz。

測試步驟與技巧

1．測試準備
進行各項測試時均應做好本項使用工作。
（1）將儀器安裝在水平的工作臺上，校正定位指示電表的機械零點。
（2）將定位粗調旋鈕向逆時針方向旋到底，定位零位校正和Q值零位校正旋鈕置于中間附近位置，微調電容度盤調到零。
（3）接通電源（指示燈亮），預熱30分鐘以上，待儀器穩定后進行測試。
2．高頻線圈Q值測量（基本測量法）
將被測線圈接在儀器頂部的“Lx”接線柱上（接觸必須良好）；調節頻段選擇和頻率度盤，使之到規定的測量頻率點上；估計被測件的Q值，將Q值范圍開關置于適當的檔級上；將定位粗調旋鈕向逆時針方向旋到底（定位微調旋鈕位置任意）。調節定位零位校正旋鈕，使定位表指示為零；調節定位粗調、定位細調旋鈕，使定位表指示在“Q×1”上（在回路調諧后，若定位表指示偏離定位點，則應重新調節定位粗調和定位細調旋鈕，使指針仍在定位點上）；調節主調電容度盤，使之遠離諧振點（使Q值表指示最小）；調節Q值零位校正旋鈕，使Q表指示為零（100，300，600 三檔零位在同一點上）；再調節主調電容和微調電容度盤，使測試回路諧振，即Q值表指示最大，此時Q值表頭指示值便為測量回路的Q值。因為測量回路中標準電容器的損耗極小，所以測量回路的Q值就近似等于被測電感的Q值。
注意：當工作頻率高于10MHz時，若回路諧振，定位表可能有微小偏轉，此時應調節定位細調旋鈕定位表仍指示“Q×1”上，并以調節后的Q值表的讀數為準。
由于被測線圈本身分布電容的影響，以上所測得的Q值和實際值略有相差，如果所進行的測量作為Q值的大概比較，那就不需加以修正。當需獲得較精確的Q值時，則應按后面所述的方法測出線圈的分布電容量Co，然后按照下式修正：
Q=Q_m（C₁+Co）/C₁
式中Q_m為測量值，C₁為回路諧振時主調電容度盤與微調電容的讀數之和。如回路諧振時C₁讀數很大，Co只占很小比數，則測得值和修正后的實際值相差很小。
3．高頻線圈電感量的測量
Q表在測量高頻線圈的Q值時，能夠知道與被測高頻線圈相諧振時的電容量C值和頻率fo值。按照公式 可計算出被測高頻線圈的電感量。實際上測量高頻線圈電感值時，為了能夠直讀，通常是在某些zhi定頻率上進行電感測量的。在頻率已經zhi 定的情況下，Lx與C成反比例的關系，所以在標準可變電容器的度盤上可附加直讀電感的刻度，以免除計算的麻煩。
（1）將被測線圈接在儀器頂部“Lx”接線柱上（接觸必須良好）。
（2）根據被測線圈的大約電感值，在面板上的“電感、倍率、頻率”對照表中選擇一標準頻率。然后通過頻段選擇開關和頻率度盤，將高頻信號調到這一標準頻率上。
（3）使被測電感在此標準頻率上諧振。
（4）微調電容度盤置于“0”上，調節主調電容度盤，使測試回路諧振。則主調電容度盤對應的電感數乘以對照表上所指示的倍率就是被測線圈的近似電感值。
“電感、倍率、頻率”對照表見表8-1所示。對照表的使用方法舉例如下：如被測的高頻線圈的大約電感值為50μH，根據表查得被測電感量在10μH～100μH范圍內，測試頻率為2.52MHz，電感量按主調電容度盤上的L讀數乘以倍率10。
（5）要測得準確的電感數，必須先測得電感的分布電容量Co（分布電容的具體測法見后面所述）。然后照上述步驟讀得約略電感值后，再將主調電容度盤的刻度調在“C₁+Co”的位置上，這時度盤的電感讀數乘以對照表上所指示的倍率即為線圈的較精確的電感量。
（6）在被測電感小于10μH時，按上述方法測得的電感值，還應減去儀器中測試回路本身的剩余電感Lo（Lo近似等于0.07μH）。

實例：已知被測線圈的分布電容值Co=4pF，儀器剩余電感值Lo=0.07μH，按“電感、倍率、頻率”對照表選擇的標準頻率f=7.95MHz。微調電容度盤置于“0”上，調節主調電容度盤，使測試回路諧振，測得C_l=196pF。隨后再調整主調電容度盤到C₁+Co=196+4=200（pF）處。從對邊L刻度線上讀得L值為4μH。被測線圈的實際電感值為L-Lo=4-0.07=3.39（uH）。
4．高頻線圈分布電容Co的測量
兩倍頻率法
將被測線圈接在儀器頂部的“Lx”接線柱上，將主調電容度盤調到C₁上，通常C₁以200pF較為適宜。調節頻段選擇開關和頻率度盤，找出諧振頻率f₁。然后將頻率調至f₂（f₂=<:chmetcnv UnitName="F" SourceValue="2" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">2f₁），再調節主調電容度盤至諧振點C₂。根據下式可求得分布電容Co的值
Co=（C₁<:chmetcnv UnitName="C" SourceValue="4" HasSpace="False" Negative="True" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">-4C₂）/3。
自然頻率法
此法可獲得較準確結果。
（1）將被測高頻線圈接在“Lx”接線柱上。
（2）將微調電容度盤置于“0”位置上，主調電容度盤調C₁，C₁取400pF。
（3）調節高頻振蕩器的頻率，使測試回路諧振，諧振頻率為f₁。
（4）取下被測線圈，換上一個能在主調電容度盤調節范圍內和<:chmetcnv UnitName="F" SourceValue="10" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">10f₁頻率諧振的標準電感。
（5）將高頻振蕩器調到約<:chmetcnv UnitName="F" SourceValue="10" HasSpace="False" Negative="False" NumberType="1" TCSC="0" w:st="on">10f₁的頻率上，調節主調電容度盤，使測試回路諧振。
（6）將被測線圈接在“Cx”接線柱上，調節主調電容度盤，使測試回路諧振，此時看電容度盤讀數是增加還是減小，如果增加則應將信號頻率調高些，如是減小則將信號頻率調低些。
（7）再取下被測線圈，調節主調電容度盤，使測試回路諧振。
（8）重復（6）、（7）直到某一頻率，被測線圈接上或不接上“Cx”柱均不改變諧振點，這一頻率即為被測線圈的自然諧振頻率f₂，線圈的分布電容：Co=C₁(f₁ /f₂)²。式中電容量單位用pF；頻率單位用MHz。
5．電容器容量的測量
（1） 小于460pF電容器的測量
通常采用并聯替代法測量電容量小于460pF電容量，具體測量步驟如下。
① 取一個電感量大于lmH的輔助線圈，接在“Lx”接線柱上，與標準可變電容器組成串聯諧振回路。
② 將微調電容度盤調到“0”位，主調電容度盤調到較大電容量C₁上。
③ 定位粗調旋鈕置于起始零位時，調節定位零位校正旋鈕，使定位表示于零。調節定位粗調和定位細調旋鈕，使定位表指示在“Q×1”位置附近。
④ 調節高頻振蕩頻率，使遠離諧振點（即Q值表頭指示最小），調節Q值零位校正旋鈕，使Q值表指示于零。
⑤ 調節頻段選擇開關和頻率度盤，使測試回路諧振。
⑥ 將被測電容器接在“Cx”接線柱上，與標準可變電容器并聯，保持高頻振蕩頻率不變，調節（減小）主調電容度盤。使測試回路恢復諧振，若此時主調電容器度盤的讀數為C₂，則C₁=C₂+Cx。所以被測電容器的電容量為Cx=C₁-C₂。
（2）大于460pF電容量的測量
通常標準可變電容器的電容變化范圍有限，一般Q表的主調電容度盤的電容變化范圍為460pF（從500pF變化到40pF）。故按上述的并聯替代法只能測量電容量小于460pF的電容，若要測量大于460pF的電容時，可借助一只已知電容量的電容器作輔助元件，再用并聯替代法進行測量或采用串聯替代法進行測量。具體測量在測試原理中已介紹。
6．電容器損耗因數的測量
下面介紹電容量不超過460pF的電容器損耗因數的方法。
（1）調節頻段選擇開關和頻率度盤到規定的測量頻率點。
（2）選擇本身Q值較高、電感量適當的輔助電感，接在“Lx“接線柱上，與標準可變電容器組成串聯諧振回路。
（3）定位粗調旋鈕置于起始零位時，調節定位零位校正旋鈕，使定位表指示于零位，調節定位粗調和定位細調旋鈕，使定位表指在“Q×1”上。
（4）調節主調電容度盤到遠離諧振點處（使Q值表指示最小），再調節Q值零位校正旋鈕使Q表示于零位。
（5）調節主調電容度盤，使測試回路諧振。讀得Q值為Q₁，電容讀數為C₁。
（6）將被測電容器接在“Cx”接線柱上，與標準可變電容器并聯。調節電容度盤使測試回路恢復諧振。讀得Q值為Q₂，電容讀數為C₂。根據下式便可算得電容器損耗正切角δ，
tgδ=1/Q=[(Q₁-Q₂) / (Q₁·Q₂)][(C₁+Co) / (C₁-Co)]
式中Co為輔助電感的分布電容量。
電容器的有效并聯電阻為Rp
Rp=[(Q₁·Q₂) / (Q₁-Q₂)]·{1/[2πf / (C₁+Co)]}
式中Rp是有效并聯電阻，單位為Ω；f是諧振頻率，單位Hz；C₁和Co單位pF。如果f以kHz作單位，C₁和Co以pF為單位，則上式寫成
Rp=[(Q₁·Q₂) / (Q₁-Q₂)]·[（159·10⁶）f (C₁+Co)]
7．大電阻的測量（在規定頻率下的有效電阻）
（1）按第6項（1）～（5）操作，其中C₁值要盡量小些（即選用適當的電感器），以提高測量靈敏度。
（2）將被測件接在“Cx”接線柱，再調節電容度盤，使測試回路恢復諧振，此時Q值讀數為Q₂，電容讀數為C₂，有效電阻值即為
Rp=[(Q₁·Q₂) / (Q₁-Q₂)]·[1/2πf (C₁+Co)]
此電的分布電容Cp=C₁-C₂。如C₁小于Co，則此電阻在這個測試頻率上具有電感性，它的電感量為Lp=1/[(2πf)² (C₂-C₁)]，此處Lp單位uH；C₁、C₂單位pF；f單位kHz。
8．低阻抗的測量
低阻值電阻、大容量的電容和小電感等低阻抗都可以且串聯法來進行測量。
（1）按第6項（1）～（5）操作進行。
（2）將被測件和標準電感串聯后再接入“Lx”接線柱，保持高頻振蕩頻率不變。并重調電容度盤，使測試回路恢復諧振。讀出C₂和Q₂值，就可以按下式算得有效電阻值
Rs={(1/2πf)[1 / (C₂Q₂)-1 / (C₁Q₁)]}×10⁶
此處Rs單位Ω；C₁、C₂單位為pF；f單位kHz。
（三）使用注意事項
1．被測件和測量回路的接線柱間的接線應盡量短和足夠粗，并且要接觸良好可靠，以減少因接線的電阻和分布參數所帶來的測量誤差。
2．被測件不要直接擱在儀器頂部，必要時可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯做成的襯墊物襯墊。
3．不要把手靠近被測件，以免人體感應影響而造成測量誤差。有屏蔽的被測件，屏蔽罩應連接在低電位端的接線柱上。
4．估計被測件的Q值，并將Q值范圍開關置于適當的檔級上。在不了解被測件的Q值時，Q值范圍開關應置于高檔。定位粗調旋鈕應保持適當位置，特別在變換高頻振蕩頻率檔級時，要避免定位表超過滿度引起損壞。
5．儀器應保持清潔干燥，特別是測試回路部分。

測試準備:
（1）將儀器安裝在水平的工作臺上，校正定位指示電表的機械零點。
（2）將定位粗調旋鈕向逆時針方向旋到底，定位零位校正和Q值零位校正旋鈕置于中間附近位置，微調電容度盤調到零。
（3）接通電源（指示燈亮），預熱30分鐘以上，待儀器穩定后進行測試。