一、 概述

高頻/音頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復(fù)合材料等的一項(xiàng)重要的物理性質(zhì)，通過測(cè)定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)（ε），可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)；該儀器用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位對(duì)無機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。

二、 測(cè)試原理

   高頻/音頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測(cè)試。它以單片計(jì)算機(jī)作為儀器的控制，測(cè)量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測(cè)試點(diǎn)自動(dòng)設(shè)定，諧振點(diǎn)自動(dòng)搜索，Q值量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，數(shù)值顯示等新技術(shù)，改進(jìn)了調(diào)諧回路，使得調(diào)諧測(cè)試回路的殘余電感減至低，并保留了原Q表中自動(dòng)穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時(shí)更為方便，測(cè)量值更為精確。儀器能在較高的測(cè)試頻率條件下，測(cè)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(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。

測(cè)試儀是由二只測(cè)微電容器組成，平板電容器一般用來夾持被測(cè)樣品，園筒電容器是一只分辨率高達(dá)0.0033pF的線性可變電容器，配用儀器作為指示儀器，絕緣材料的損耗角正切值是通過被測(cè)樣品放進(jìn)平板電容器和不放進(jìn)樣品的Q值變化，由園筒電容器的刻度讀值變化值而換算得到的。同時(shí)，由平板電容器的刻度讀值變化而換算得到介電常數(shù)。

三、儀器的技術(shù)指標(biāo)

Q值自動(dòng)鎖定，無需人工搜索

Q表正常工作條件

a. 環(huán)境溫度：0℃～+40℃

b．相對(duì)濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

10．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。

11．產(chǎn)品配置：

a.測(cè)試主機(jī)一臺(tái)；

b.電感一套；

c.夾具一 套

四、性能特點(diǎn)

1.    平板電容器     極片尺寸：φ25.4mm\φ50mm  極片間距可調(diào)范圍和分辨率：≥10mm，±0.01mm

2.    園筒電容器     電容量線性：0.33pF / mm±0.05 pF長(zhǎng)度可調(diào)范圍和分辨率：≥0～20mm，±0.01mm

3.  夾具插頭間距：25mm±1mm

4.  夾角損耗角正切值：≤4×10－4（1MHz時(shí)）

5、數(shù)顯電極

五. 維修保養(yǎng)

本測(cè)試裝置是由精密機(jī)械構(gòu)件組成的測(cè)微設(shè)備，所以在使用和保存時(shí)要避免振動(dòng)和碰撞，要求在不含腐蝕氣體和干燥的環(huán)境中使用和保存，不能自行拆裝，否則其工作性能就不能保證，如測(cè)試夾具受到碰撞，或者作為定期檢查，要檢測(cè)以下幾個(gè)指標(biāo)：

1.    平板電容器二極片平行度不超過0.02mm。

2.    園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過0.1mm。

3.    保證二個(gè)測(cè)微桿0.01mm分辨率。

4.    用精密電容測(cè)量?jī)x（±0.01pF分辨率）測(cè)量園筒電容器，電容呈線性率，從0~20mm，每隔1mm測(cè)試一點(diǎn)，要求符合工作特性要求。

附表一,介質(zhì)損耗測(cè)試系統(tǒng)主要性能參數(shù)一覽表

BH916測(cè)試裝置                        GDAT高頻Q表

平板電容極片 Φ50mm/Φ25.4mm              可選頻率范圍20KHz-100MHz

                                         20KHz-70MHz

                                        200KHz-160MHz

間距可調(diào)范圍≥15mm                      頻率指示誤差3×10-5±1個(gè)字

夾具插頭間距25mm±0.01mm                  主電容調(diào)節(jié)范圍30-500/18-220pF

測(cè)微桿分辨率0.001mm                                                 主調(diào)電容誤差<1%或1pF

夾具損耗角正切值≦4×10-4 （1MHz)            Q測(cè)試范圍2～1023

六、注意事項(xiàng)

1 諧振狀態(tài)時(shí)，時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電源過熱。

2 不同電感諧振頻率范圍不同，也可以通過右下方旋鈕（輔助電容）找到選定的諧振頻率。

3 必要時(shí)，自動(dòng)粗略搜索后，須手動(dòng)慢慢精細(xì)調(diào)節(jié)。

4 諧振狀態(tài)時(shí)，時(shí)間不能太長(zhǎng)，以免電源過熱

5 不同電感諧振頻率范圍不同：

 七、維修保養(yǎng)

本測(cè)試裝置是由精密機(jī)械構(gòu)件組成的測(cè)微設(shè)備，所以在使用和保存時(shí)要避免振動(dòng)和碰撞，要求在不含腐蝕氣體和干燥的環(huán)境中使用和保存，不能自行拆裝，否則其工作性能就不能保證，如測(cè)試夾具受到碰撞，或者作為定期檢查，要檢測(cè)以下幾個(gè)指標(biāo)：

1. 平板電容器二極片平行度不超過0.02mm。

2. 園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過0.1mm。

3. 保證二個(gè)測(cè)微桿0.01mm分辨率。

4. 用精密電容測(cè)量?jī)x（±0.01pF分辨率）測(cè)量園筒電容器，電容呈線性率，從0~20mm，每隔1mm測(cè)試一點(diǎn)，要求符合工作特性要求。

如何操作電容器紙介電常數(shù)測(cè)試儀？

以下是電容器紙介電常數(shù)測(cè)試儀的標(biāo)準(zhǔn)操作流程，綜合主流設(shè)備操作規(guī)范總結(jié)：

一、前期準(zhǔn)備

?儀器檢查?

驗(yàn)證儀器校準(zhǔn)狀態(tài)及有效期，確保電極、測(cè)試夾具無破損

連接標(biāo)準(zhǔn)電容器與測(cè)試夾具，保持兩者間距＞50cm以降低電磁干擾

?環(huán)境控制?

實(shí)驗(yàn)室溫度控制在(23±2)℃，濕度＜60% RH，避開強(qiáng)電磁場(chǎng)源

?樣品制備?

將電容器紙裁切為直徑50.4-52mm圓形樣本，確保表面無褶皺或雜質(zhì)

厚度建議≥0.5mm（過薄樣本可采用疊加測(cè)試法）

二、參數(shù)設(shè)置與校準(zhǔn)

?硬件配置?

將測(cè)試夾具插頭接入儀器“電容"端子，根據(jù)測(cè)試頻率選擇匹配電感線圈

高頻測(cè)試（如1MHz）配100μH線圈，超高頻（15MHz）配1.5μH線圈

?系統(tǒng)校準(zhǔn)?

空載狀態(tài)下用測(cè)微桿壓緊平板電極，執(zhí)行清零操作

使用聚四氟乙烯標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)片進(jìn)行三點(diǎn)校準(zhǔn)，誤差控制在±0.5%以內(nèi)

三、測(cè)量執(zhí)行流程

?樣本安裝?

通過測(cè)微桿將樣品夾入平板電極間，施加適度壓力（約0.5-1N）保證貼合

讀取顯示屏顯示樣本實(shí)際厚度

?諧振點(diǎn)調(diào)節(jié)?

旋轉(zhuǎn)主調(diào)電容旋鈕尋找Q值點(diǎn)（諧振狀態(tài)）

靈敏度調(diào)節(jié)順序：從小值逐步增至分辨率檔位

?數(shù)據(jù)采集?

取出樣本后重新調(diào)節(jié)測(cè)微桿至諧振點(diǎn)，記錄此時(shí)厚度

通過公式ε=(D4-D2)/D2×C0自動(dòng)計(jì)算介電常數(shù)（C0為電極系統(tǒng)常數(shù)）

四、安全與精度控制

?高壓防護(hù)?

試驗(yàn)電壓應(yīng)低于樣本擊穿電壓的50%，遵循2U+1絕緣標(biāo)準(zhǔn)（U為額定電壓）

測(cè)試結(jié)束后先歸零靈敏度開關(guān)，再切斷電源

?異常處理?

出現(xiàn)Q值漂移時(shí)檢查電極接觸是否松動(dòng)

介質(zhì)損耗值異常升高需考慮樣本受潮或污染

五、數(shù)據(jù)記錄規(guī)范

六、維護(hù)要求

每次

介電常數(shù)測(cè)試儀使用前準(zhǔn)備事項(xiàng)

一、介電常數(shù)測(cè)試儀?儀器檢查與校準(zhǔn)?

?設(shè)備狀態(tài)確認(rèn)?

檢查儀器外觀（顯示屏、按鍵、接口）是否完好，確保無物理損壞或連接線松動(dòng)?。

驗(yàn)證電源線和測(cè)試線連接正常，接地端子可靠接地（接地電阻≤4Ω）?。

開機(jī)后觀察自檢流程是否正常，部分設(shè)備需預(yù)熱30分鐘以穩(wěn)定性能?。

?校準(zhǔn)操作?

使用標(biāo)準(zhǔn)樣品（如空氣、聚四氟乙烯）進(jìn)行開路/短路校準(zhǔn)，消除系統(tǒng)誤差?。

高頻測(cè)試需驗(yàn)證頻率穩(wěn)定性（如±0.01Hz偏差）?。

二、介電常數(shù)測(cè)試儀?環(huán)境與參數(shù)設(shè)置?

?環(huán)境條件?

保持溫度穩(wěn)定（0~40℃），濕度≤80%RH，避免因溫濕度波動(dòng)影響測(cè)試結(jié)果?。

遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾源（如電機(jī)、變壓器），實(shí)驗(yàn)室需屏蔽外界干擾?。

?參數(shù)配置?

根據(jù)材料類型選擇頻率范圍（如低頻1MHz或高頻160MHz）?。

設(shè)置升壓速率、漏電流閾值等安全參數(shù)?。

三、介電常數(shù)測(cè)試儀?樣品制備與安裝?

?固體樣品處理?

加工成平整薄片（厚度≤1mm），表面清潔無污染，兩面鍍銀或?qū)щ妼硬⒑附右€?。

使用游標(biāo)卡尺測(cè)量直徑或邊長(zhǎng)，取多點(diǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算平均值?。

?液體樣品處理?

注入專用測(cè)試池（如平行板或同軸圓筒），避免氣泡干擾?。

?安裝規(guī)范?

固體樣品夾于平行板電極間，與電極保持1cm以上距離，必要時(shí)用聚苯乙烯襯墊?。

測(cè)試線連接高壓端和接地端，確保接觸良好且盡量縮短接線長(zhǎng)度?。

四、介電常數(shù)測(cè)試儀?安全防護(hù)措施?

?操作規(guī)范?

試區(qū)域設(shè)置警示標(biāo)識(shí)，非操作人員禁止進(jìn)入?。

佩戴絕緣手套、護(hù)目鏡等防護(hù)裝備，避免直接觸碰高壓端?。

?高壓防護(hù)?

測(cè)試前對(duì)樣品進(jìn)行高壓預(yù)試驗(yàn)，確認(rèn)無放電或電離現(xiàn)象?。

升壓時(shí)緩慢操作，若發(fā)生擊穿立即斷電并排查故障?。

總結(jié)

使用前需全面檢查設(shè)備狀態(tài)、校準(zhǔn)儀器、規(guī)范樣品制備，并嚴(yán)格遵循環(huán)境與安全要求。高頻測(cè)試需側(cè)重頻率穩(wěn)定性?，液體樣品需專用電極池?，高壓操作需全程防護(hù)?。