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聚合物1MHZ介電常數(shù)測(cè)試儀

聚合物1MHZ介電常數(shù)測(cè)試儀

簡(jiǎn)要描述:聚合物1MHZ介電常數(shù)測(cè)試儀主電容調(diào)節(jié)范圍:18~220pF
準(zhǔn)確度:150pF以下±1.5pF; 150pF以上±1%
注:大于直接測(cè)量范圍的電容測(cè)量見(jiàn)后頁(yè)使用說(shuō)明

更新時(shí)間:2024-09-09

產(chǎn)品型號(hào):GDAT-A

廠商性質(zhì):生產(chǎn)廠家

訪問(wèn)量:84

產(chǎn)品詳情
品牌北廣精儀價(jià)格區(qū)間2萬(wàn)-5萬(wàn)
產(chǎn)地類別國(guó)產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域能源,電子,交通,汽車,電氣

聚合物1MHZ介電常數(shù)測(cè)試儀電橋在使用過(guò)程中,靈敏度直接影響電橋平衡的分辨程度,為保證測(cè)量準(zhǔn)確度,希望電橋靈敏度達(dá)到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測(cè)量電壓,標(biāo)準(zhǔn)電容量成正比。在下面的計(jì)算公式中,用戶可根據(jù)實(shí)際使用情況估算出電橋靈敏度水平,在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來(lái)。

 DC/C或Dtgd=Ig/UwCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)   

         式中:U為測(cè)量電壓                     伏特(V)

ω為角頻率 2pf=314(50Hz)                            

          Cn標(biāo)準(zhǔn)電容器容量                    皮法(pF)

          Ig通用指另儀的電流5X10-10            安培(A)

          Rg平衡指另儀內(nèi)阻約1500              歐姆(W)

          R4橋臂R4電阻值3183                 歐姆(W)

          Cx被測(cè)試品電容值                    皮法(pF)

3 電容量及介損顯示精度:

    電容量: ±0.5%×tgδx±0.0001。

      損: ±0.5%tgdx±1×10-4

4 輔橋的技術(shù)特性:

    工作電壓±12V,50Hz

    輸入阻抗>1012 W

    輸出阻抗>0.6 W

    放大倍數(shù)>0.99

    不失真跟蹤電壓  0~12V(有效值)

5 指另裝置的技術(shù)特性:

    工作電壓±12V

    50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1X10-6V/格, 電流靈敏度不低于2X10-9A/格

    二次諧波  減不小于25db

    三次諧波  減不小于50db

特點(diǎn):優(yōu)化的測(cè)試電路設(shè)計(jì)使殘值更小◆ 高頻信號(hào)采用數(shù)碼調(diào)諧器和頻率鎖定技術(shù)◆ LED 數(shù)字讀出品質(zhì)因數(shù),手動(dòng)/自動(dòng)量程切換◆ 自動(dòng)掃描被測(cè)件諧振點(diǎn),標(biāo)頻單鍵設(shè)置和鎖定,大大提高測(cè)試速度

作為新一代的通用、多用途、多量程的阻抗測(cè)試儀器,測(cè)試頻率上限達(dá)到目前國(guó)內(nèi)高的160MHz。1 雙掃描技術(shù) - 測(cè)試頻率和調(diào)諧電容的雙掃描、自動(dòng)調(diào)諧搜索功能。2 雙測(cè)試要素輸入 - 測(cè)試頻率及調(diào)諧電容值皆可通過(guò)數(shù)字按鍵輸入。3 雙數(shù)碼化調(diào)諧 - 數(shù)碼化頻率調(diào)諧,數(shù)碼化電容調(diào)諧。4 自動(dòng)化測(cè)量技術(shù) -對(duì)測(cè)試件實(shí)施 Q 值、諧振點(diǎn)頻率和電容的自動(dòng)測(cè)量。5 全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調(diào)電容、電感、 Q 值、信號(hào)源頻率、諧振指針。6 DDS 數(shù)字直接合成的信號(hào)源 -確保信源的高葆真,頻率的高精確、幅度的高穩(wěn)定。7 計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正技術(shù)和測(cè)試回路優(yōu)化 —使測(cè)試回路 殘余電感減至低,Q 讀數(shù)值在不同頻率時(shí)要加以修正的困惑。

標(biāo)準(zhǔn)配置:高配Q表 一只  試驗(yàn)電極  一只 (c類)電感      一套(9只)電源線    一條說(shuō)明書    一份合格證    一份保修卡    一份

為什么介電常數(shù)越大,絕緣能力越強(qiáng)?因?yàn)槲镔|(zhì)的介電常數(shù)和頻率相關(guān),通常稱為介電系數(shù)。

介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù),介電系數(shù)或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)。所以理論上來(lái)說(shuō),介電常數(shù)越大,絕緣性能就越好。

注:這個(gè)性質(zhì)不是成立的。

對(duì)于絕緣性不太好的材料(就是說(shuō)不擊穿的情況下,也可以有一定的導(dǎo)電性)和絕緣性很好的材料比較,這個(gè)結(jié)論是成立的。

但對(duì)于兩個(gè)絕緣體就不一定了。

介電常數(shù)反映的是材料中電子的局域(local)特性,導(dǎo)電性是電子的全局(global)特征.不是一回事情的。

補(bǔ)充:電介質(zhì)經(jīng)常是絕緣體。其例子包括瓷器(陶器),云母,玻璃,塑料,和各種金屬氧化物。有些液體和氣體可以作為好的電介質(zhì)材料。干空氣是良好的電介質(zhì),并被用在可變電容器以及某些類型的傳輸線。蒸餾水如果保持沒(méi)有雜質(zhì)的話是好的電介質(zhì),其相對(duì)介電常數(shù)約為80。

對(duì)于時(shí)變電磁場(chǎng),物質(zhì)的介電常數(shù)和頻率相關(guān),通常稱為介電系數(shù)。介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù),介電系數(shù)或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)介電常數(shù),用于衡量絕緣體儲(chǔ)存電能的性能.它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質(zhì)時(shí)的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質(zhì)或真空時(shí)的電容量之比。介電常數(shù)代表了電介質(zhì)的極化程度,也就是對(duì)電荷的束縛能力,介電常數(shù)越大,對(duì)電荷的束縛能力越強(qiáng)。電容器兩極板之間填充的介質(zhì)對(duì)電容的容量有影響,而同一種介質(zhì)的影響是相同的,介質(zhì)不同,介電常數(shù)不

介質(zhì)損耗:絕緣材料在電場(chǎng)作用下,由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng),在其內(nèi)部引起的能量損耗。也叫介質(zhì)損失,簡(jiǎn)稱介損。在交變電場(chǎng)作用下,電介質(zhì)內(nèi)流過(guò)的電流相量和電壓相量之間的夾角(功率因數(shù)角Φ)的余角δ稱為介質(zhì)損耗角。

損耗因子也指耗損正切,是交流電被轉(zhuǎn)化為熱能的介電損耗(耗散的能量)的量度,一般情況下都期望耗損因子低些好。

概念:

電介質(zhì)在外電場(chǎng)作用下,其內(nèi)部會(huì)有發(fā)熱現(xiàn)象,這說(shuō)明有部分電能已轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉,電介質(zhì)在電場(chǎng)作用下,在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱而消耗的能量稱為電介質(zhì)的損耗功率,或簡(jiǎn)稱介質(zhì)損耗(diclectric loss)。介質(zhì)損耗是應(yīng)用于交流電場(chǎng)中電介質(zhì)的重要品質(zhì)指標(biāo)之一。介質(zhì)損耗不但消耗了電能,而且使元件發(fā)熱影響其正常工作。如果介電損耗較大,甚至?xí)鸾橘|(zhì)的過(guò)熱而絕緣破壞,所以從這種意義上講,介質(zhì)損耗越小越好。

形式

各種不同形式的損耗是綜合起作用的。由于介質(zhì)損耗的原因是多方面的,所以介質(zhì)損耗的形式也是多種多樣的。介電損耗主要有以下形式:

1)漏導(dǎo)損耗

實(shí)際使用中的絕緣材料都不是完善的理想的電介質(zhì),在外電場(chǎng)的作用下,總有一些帶電粒子會(huì)發(fā)生移動(dòng)而引起微弱的電流,這種微小電流稱為漏導(dǎo)電流,漏導(dǎo)電流流經(jīng)介質(zhì)時(shí)使介質(zhì)發(fā)熱而損耗了電能。這種因電導(dǎo)而引起的介質(zhì)損耗稱為“漏導(dǎo)損耗"。由于實(shí)阿的電介質(zhì)總存在一些缺陷,或多或少存在一些帶電粒子或空位,因此介質(zhì)不論在直流電場(chǎng)或交變電場(chǎng)作用下都會(huì)發(fā)生漏導(dǎo)損耗。

2)極化損耗

在介質(zhì)發(fā)生緩慢極化時(shí)(松弛極化、空間電荷極化等),帶電粒子在電場(chǎng)力的影響下因克服熱運(yùn)動(dòng)而引起的能量損耗。

  一些介質(zhì)在電場(chǎng)極化時(shí)也會(huì)產(chǎn)生損耗,這種損耗一般稱極化損耗。位移極化從建立極化到其穩(wěn)定所需時(shí)間很短(約為10-16~10-12s),這在無(wú)線電頻率(5×1012Hz 以下)范圍均可認(rèn)為是極短的,因此基本上不消耗能量。其他緩慢極化(例如松弛極化、空間電荷極化等)在外電場(chǎng)作用下,需經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間(10-10s或更長(zhǎng))才達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),因此會(huì)引起能量的損耗。

若外加頻率較低,介質(zhì)中所有的極化都能跟上外電場(chǎng)變化,則不產(chǎn)生極化損耗。若外加頻率較高時(shí),介質(zhì)中的極化跟不上外電場(chǎng)變化,于是產(chǎn)生極化損耗。

電離損耗

電離損耗(又稱游離損耗)是由氣體引起的,含有氣孔的固體介質(zhì)在外加電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)氣孔氣體電離所需要的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),由于氣體的電離吸收能量而造成指耗,這種損耗稱為電離損耗。

結(jié)構(gòu)損耗

在高頻電場(chǎng)和低溫下,有一類與介質(zhì)內(nèi)鄰結(jié)構(gòu)的緊密度密切相關(guān)的介質(zhì)損耗稱為結(jié)構(gòu)損耗。這類損耗與溫度關(guān)系不大,耗功隨頻率升高而增大。

試驗(yàn)表明結(jié)構(gòu)緊密的晶體成玻璃體的結(jié)構(gòu)損耗都很小,但是當(dāng)某此原因(如雜質(zhì)的摻入、試樣經(jīng)淬火急冷的熱處理等)使它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散后。其結(jié)構(gòu)耗就會(huì)大大升高。

宏觀結(jié)構(gòu)不均勾性的介質(zhì)損耗

工程介質(zhì)材料大多數(shù)是不均勻介質(zhì)。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(zhì)中是統(tǒng)計(jì)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(zhì)的電場(chǎng)分布不均勻,造成局部有較高的電場(chǎng)強(qiáng)度而引起了較高的損耗。但作為電介質(zhì)整體來(lái)看,整個(gè)電介質(zhì)的介質(zhì)損耗必然介于損耗大的一相和損耗小的一相之間。

表征:

電介質(zhì)在恒定電場(chǎng)作用下,介質(zhì)損耗的功率為

  W=U2/R=(Ed)2S/ρd=σE2Sd

定義單位體積的介質(zhì)損耗為介質(zhì)損耗率為

ω=σE2

在交變電場(chǎng)作用下,電位移D與電場(chǎng)強(qiáng)度E均變?yōu)閺?fù)數(shù)矢量,此時(shí)介電常數(shù)也變成復(fù)數(shù),其虛部就表示了電介質(zhì)中能量損耗的大小。

D,E,J之間的相位關(guān)系圖

D,E,J之間的相位關(guān)系圖

如圖所示,從電路觀點(diǎn)來(lái)看,電介質(zhì)中的電流密度為

J=dD/dt=d(εE)/dt=Jτ+iJe

式中Jτ與E同相位。稱為有功電流密度,導(dǎo)致能量損耗;Je,相比較E超前90°,稱為無(wú)功電流密度。

定義

tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ

式中,δ稱為損耗角,tanδ稱為損耗角正切值。

損耗角正切表示為獲得給定的存儲(chǔ)電荷要消耗的能量的大小,是電介質(zhì)作為絕緣材料使用時(shí)的重要評(píng)價(jià)參數(shù)。為了減少介質(zhì)損耗,希望材料具有較小的介電常數(shù)和更小的損耗角正切。損耗因素的倒數(shù)Q=(tanδ)-1在高頻絕緣應(yīng)用條件下稱為電介質(zhì)的品質(zhì)因素,希望它的值要高。

工程材料:離子晶體的損耗,離子晶體的介質(zhì)損耗與其結(jié)構(gòu)的緊密程度有關(guān)。

緊密結(jié)構(gòu)的晶體離子都排列很有規(guī)則,鍵強(qiáng)度比較大,如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等,在外電場(chǎng)作用下很難發(fā)生離子松弛極化,只有電子式和離子式的位移極化,所以無(wú)極化損耗,僅有的一點(diǎn)損耗是由漏導(dǎo)引起的(包括本質(zhì)電導(dǎo)和少量雜質(zhì)引起的雜質(zhì)電導(dǎo))。這類晶體的介質(zhì)損耗功率與頻率無(wú)關(guān),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(chǎng)合。如剛玉瓷、滑石瓷、金紅石瓷、鎂橄欖石瓷等

結(jié)構(gòu)松散的離子晶體,如莫來(lái)石(3Al2O3·2SiO2)、董青石(2MgO·2Al2O3·5SiO2)等,其內(nèi)部有較大的空隙或晶格畸變,含有缺陷和較多的雜質(zhì),離子的活動(dòng)范圍擴(kuò)大。在外電場(chǎng)作用下,晶體中的弱聯(lián)系離子有可能貫穿電極運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生電導(dǎo)打耗。弱聯(lián)系離子也可能在一定范圍內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng),形成熱離子松弛,出現(xiàn)極化損耗。所以這類晶體的介質(zhì)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(yīng)用于低頻場(chǎng)合。

玻璃的損耗

復(fù)雜玻璃中的介質(zhì)損耗主要包括三個(gè)部分:電導(dǎo)耗、松弛損耗和結(jié)構(gòu)損耗。哪一種損耗占優(yōu)勢(shì),取決于外界因素溫度和電場(chǎng)頻率。高頻和高溫下,電導(dǎo)損耗占優(yōu)勢(shì):在高頻下,主要的是由弱聯(lián)系離子在有限范圍內(nèi)移動(dòng)造成的松弛損耗:在高頻和低溫下,主要是結(jié)構(gòu)損耗,其損耗機(jī)理目前還不清楚,可能與結(jié)構(gòu)的緊密程度有關(guān)。般來(lái)說(shuō),簡(jiǎn)單玻璃的損耗是很小的,這是因?yàn)楹?jiǎn)單玻璃中的“分子"接近規(guī)則的排列,結(jié)構(gòu)緊密,沒(méi)有弱聯(lián)系的松弛離子。在純玻璃中加人堿金屬化物后。介質(zhì)損耗大大增加,并且隨著加人量的增大按指數(shù)規(guī)律增大。這是因?yàn)閴A性氧化物進(jìn)人玻璃的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)后,使離子所在處點(diǎn)陣受到破壞,結(jié)構(gòu)變得松散,離子活動(dòng)性增大,造成電導(dǎo)損耗和松弛損耗增加。

陶瓷材料的損耗

陶瓷材料的介質(zhì)損耗主要來(lái)源于電導(dǎo)損耗、松弛質(zhì)點(diǎn)的極化損耗和結(jié)構(gòu)損耗。此外,表面氣孔吸附水分、油污及灰塵等造成的表面電導(dǎo)也會(huì)引起較大的損耗。

在結(jié)構(gòu)緊密的陶瓷中,介質(zhì)損耗主要來(lái)源于玻璃相。為了改善某些陶瓷的工藝性能,往往在配方中引人此易熔物質(zhì)(如黏土),形成玻璃相,這樣就使損耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷隨黏土含量增大,介質(zhì)損耗也增大。因面一般高頻瓷,如氧化鋁瓷、金紅石等很少含有玻璃相。大多數(shù)電陶瓷的離子松弛極化損耗較大,主要的原因是:主晶相結(jié)構(gòu)松散,生成了缺固濟(jì)體、多品型轉(zhuǎn)變等。

高分子材料的損耗

高分子聚合物電介質(zhì)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(nèi)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(shù)和介質(zhì)損耗,其介電常數(shù)約為2,介質(zhì)損耗小于10-4;極性高聚物則具有較高的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗,并且極性愈大,這兩個(gè)值愈高。

高聚物的交聯(lián)通常能阻礙極性基團(tuán)的取向,因此熱固性高聚物的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均隨交聯(lián)度的提高而下降。酚醛樹(shù)脂就是典型的例子,雖然這種高聚物的極性很強(qiáng),但只要固化比較,它的介質(zhì)損耗就不高。相反,支化使分子鏈間作用力減弱,分子鏈活動(dòng)能力增強(qiáng),介電常數(shù)和介質(zhì)損耗均增大。

聚合物1MHZ介電常數(shù)測(cè)試儀

極限位置保護(hù)等;

本機(jī)采用機(jī)電一體化設(shè)計(jì) ,主要由測(cè)力傳感器、變送器、微處理器、負(fù)荷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)及彩色噴墨打印機(jī)構(gòu)成。它具有寬廣準(zhǔn)確的加載速度和測(cè)力范圍,對(duì)載荷、位移的測(cè)量和控制有較高的精度和靈敏度,還可以進(jìn)行等速加載、等速位移的自動(dòng)控制試驗(yàn)。落地式機(jī)型 ,造型涂裝均充分考量了現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì),人體工程學(xué)之相關(guān)原則。

主要特點(diǎn):采用進(jìn)口光電編碼器進(jìn)行位移測(cè)量,控制器采用嵌入式單片微機(jī)結(jié)構(gòu),內(nèi)置功能強(qiáng)大的測(cè)控軟件,集測(cè)量、控制、計(jì)算、存儲(chǔ)功能于一體。具有自動(dòng)計(jì)算應(yīng)力、延伸率(需加配引伸計(jì))、抗拉強(qiáng)度、彈性模量的功能,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)結(jié)果;自動(dòng)記錄大點(diǎn)、斷裂點(diǎn)、點(diǎn)的力值或伸長(zhǎng)量;采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)過(guò)程及試驗(yàn)曲線的動(dòng)態(tài)顯示,并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,試驗(yàn)結(jié)束后可通過(guò)圖形處理模塊對(duì)曲線放大進(jìn)行數(shù)據(jù)再分析編輯,并可打印報(bào)表。3年保修,終身維護(hù)!

注意事項(xiàng)1、該儀器初始的包裝材料需小心保存,安裝需由本公司的專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作。2、若儀器由于任何原因必須返修,必須將其裝入原紙箱中以防運(yùn)輸途中損壞。3、在開(kāi)機(jī)前,操作者要首先熟悉操作方法。

使用本機(jī)之前,請(qǐng)認(rèn)真閱讀使用說(shuō)明書,充分理解之后,再開(kāi)機(jī)使用。請(qǐng)愛(ài)護(hù)本機(jī),正確使用,以便使該機(jī)永遠(yuǎn)保持較高的精度和良好的運(yùn)行狀態(tài)。

 

中國(guó)檢測(cè)行業(yè)與驗(yàn)證服務(wù)的者和智領(lǐng)者,幫助眾多檢測(cè)質(zhì)檢單位和學(xué)校教研單位提供一站式的全面質(zhì)量解決方案。

 

滿足標(biāo)準(zhǔn):GBT 1409-2006測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長(zhǎng)在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法準(zhǔn)確度ALC ON 10% x設(shè)定電流 + 20μAALC OFF 6% x設(shè)定電壓 + 20μADC偏置電壓源電壓 / 電流范圍:0V—±5V / 0mA—±50mA分辨率:0.5mV / 5μA電壓準(zhǔn)確度:1% x設(shè)定電壓 + 5mVISO ON:用于電感、變壓器加偏置測(cè)試AC源內(nèi)阻ISO ON:100ΩISO OFF:30Ω、50Ω、
電源電壓:220V±20%,50Hz±2Hz功耗80VA體積(W×H×D): 280 mm × 88 mm × 370 mm(無(wú)護(hù)套),369 mm × 108 mm × 408 mm(帶護(hù)套)。重量:約5kg將在以后的測(cè)試過(guò)程中進(jìn)行開(kāi)路校正計(jì)算。如果頻率1,頻率2。設(shè)置為OFF, 開(kāi)路校正計(jì)算采用插入法所計(jì)算出的當(dāng)前頻率的開(kāi)路校正數(shù)據(jù)。如果頻率1,頻率2 設(shè)置為ON, 同時(shí)當(dāng)前測(cè)試頻率等于頻率1,頻率2, 則頻率1,頻率2 的開(kāi)路校正數(shù)據(jù)將被用于開(kāi)路校正的計(jì)算。
平衡測(cè)試功能變壓器參數(shù)測(cè)試功能測(cè)試速度:13ms/次電壓或電流的自動(dòng)電平調(diào)整(ALC)功能V、I 測(cè)試信號(hào)電平監(jiān)視功能內(nèi)部自帶直流偏置源可外接大電流直流偏置源10點(diǎn)列表掃描測(cè)試功能30Ω、50Ω、100Ω可選內(nèi)阻內(nèi)建比較器,10檔分選和計(jì)數(shù)功能內(nèi)部文件存儲(chǔ)和外部U盤文件保存測(cè)量數(shù)據(jù)可直接保存到U盤RS232C、 USB 、LAN、HANDLER、GPIB、DCI接口
選件,DCI與GPIB 只能2者選1通用技術(shù)參數(shù)工作溫度, 濕度:0℃-40℃, ≤ 90%RH
列表掃描10點(diǎn)列表掃描可對(duì)頻率、AC電壓/電流、內(nèi)/外DC偏置電壓/電流進(jìn)行掃描測(cè)試每掃描點(diǎn)可單獨(dú)分選內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)器:100組LCRZ儀器設(shè)定文件,201次測(cè)試結(jié)果外部USB存儲(chǔ)器GIF圖像LCRZ儀器設(shè)定文件測(cè)試數(shù)據(jù)USB存儲(chǔ)器直接存儲(chǔ)
接口I/O接口:HANDLER,從儀器后面板輸出串行通訊接口:USB、RS232C并行通訊接口:GPIB接口(選件)網(wǎng)絡(luò)接口:LAN存儲(chǔ)器接口:USB HOST(前面板)偏置電流源控制接口DCI
技術(shù)參數(shù)顯示器:480×RGB×272,4.3寸TFT LCD顯示器。測(cè)試信號(hào)頻率:20Hz—1MHz分辨率:10mHz,4位頻率輸入準(zhǔn)確度:0.01%AC電平測(cè)試信號(hào)電壓范圍:10mV—2Vrms電壓分辨率:100μV,3位輸入準(zhǔn)確度ALC ON 10% x設(shè)定電壓 + 2mVALC OFF 6% x設(shè)定電壓 + 2mV測(cè)試信號(hào)電流范圍:100μA—20mA電流分辨率:1μA,3位輸入
性能特點(diǎn)4.3寸TFT液晶顯示中英文可選操作界面高1MHz的測(cè)試頻率,10mHz分辨率
GDAT-S 的短路校正功能能消除與被測(cè)元件相串聯(lián)的寄生阻抗(R, X)造成的誤差。
移動(dòng)光標(biāo)至短路設(shè)定域,屏幕軟鍵區(qū)顯示下列軟鍵。
短路校正功能操作步驟短路校正包括采用插入計(jì)算法的全頻短路校正和對(duì)所設(shè)定的2 個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行的單頻短路校正。執(zhí)行下列操作步驟利用插入計(jì)算法對(duì)全頻率進(jìn)行短路校正。
按軟鍵 關(guān) ,關(guān)閉開(kāi)路校正功能。以后的測(cè)量過(guò)程中將不再進(jìn)行開(kāi)路校正的計(jì)算。短路校正
使用DCI接口可控制外部直流偏流源,偏置電流可達(dá)120A。

一、  概述

介質(zhì)損耗和介電常數(shù)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(guò)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(wú)機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。

 

二、  測(cè)試原理

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。

 

本測(cè)試裝置是由二只測(cè)微電容器組成,平板電容器一般用來(lái)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(guò)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)

1.Q值測(cè)量范圍:2~1023

2.Q值量程分檔:30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔;

3.電感測(cè)量范圍:自身殘余電感和測(cè)試引線電感的自動(dòng)扣除功能4.5nH-100mH 分別有0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH九個(gè)電感組成。

4.電容直接測(cè)量范圍:1~460pF                                                

5.主電容調(diào)節(jié)范圍: 30~500pF                                            

6.電容準(zhǔn)確度 150pF以下±1.5pF;150pF以上±1%                                                                   7.信號(hào)源頻率覆蓋范圍10KHz-70MHz (雙頻對(duì)向搜索  確保頻率不被外界干擾)另有GDAT-C 頻率范圍10KHz-70MHz200KHZ-160M

 

8、型號(hào)頻率指示誤差:1*10-6 ±1                                      

Q值合格指示預(yù)置功能范圍:5~1000

Q值自動(dòng)鎖定,無(wú)需人工搜索

 

9.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

 

 

. 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(guò)0.02mm。

2.    園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過(guò)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10KHz-70MHz

 

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

 

附表二    電感組典型測(cè)試數(shù)據(jù)

如果e保持常數(shù)(已知電平)一個(gè)約定的電壓表連于回路電容的兩端,電壓表的指示直接用回路Q的單位進(jìn)行定標(biāo),從而能直接讀出回路的Q值。

串聯(lián)諧振電路中,有效電阻R,除被測(cè)電感有效電阻外,還包括Q表內(nèi)部調(diào)諧電容器,指示電壓表,寬帶變壓器和接線柱等損耗等效電阻值。所以Q表測(cè)得值將稍低于被測(cè)電感的實(shí)際的有效Q值。

基于上述理由,為了正確地測(cè)量元件的Q值,還需要考慮到測(cè)試回路中殘余參數(shù)的影響。

本機(jī)測(cè)試回路中殘余成分是很小的,對(duì)一般的測(cè)量可予忽略,即Q表指示

讀得值等于被測(cè)元件的有效Q值。對(duì)測(cè)試頻率高于10MHz,又要較高精確度時(shí),需按均值進(jìn)行修正。均值的高低能直接表征Q表自身回路的品質(zhì)優(yōu)劣。不能提供均值的Q表,其測(cè)得Q值的有效性不能得到確認(rèn)。Q表修正值見(jiàn)第13頁(yè)的表格。(1) Q量程鍵:開(kāi)機(jī)默認(rèn)狀態(tài)為Q值手動(dòng)量程(Manual)的MQ檔。按Q量程鍵即為Q值自動(dòng)量程(Auto),再按該鍵,又為手動(dòng)量程。

(2) Q記憶鍵:按該鍵即能實(shí)現(xiàn)Q值自動(dòng)記憶功能,此時(shí)顯示屏上以較小字體 顯示的Q值為調(diào)諧過(guò)程中的變化值,而Q值框內(nèi)為諧振峰值,即Q值。

(3) Σ測(cè)量鍵:這是對(duì)絕緣材料進(jìn)行介電常數(shù)(ε)和損耗角正切值(tanδ)測(cè)量的功能鍵。要完成該功能測(cè)量還需相應(yīng)的測(cè)試夾具和調(diào)諧電感器的配合。

(4) Q預(yù)置鍵,當(dāng)按鍵后,即能把當(dāng)時(shí)顯示的Q值作為預(yù)置值,以后當(dāng)測(cè)試超過(guò)該值時(shí),會(huì)顯示“GO"并蜂鳴,表示超過(guò)原預(yù)置值。適宜于批量元件測(cè)試。

(5) 彩屏顯示區(qū),(見(jiàn)4.3顯示屏示意圖五)。

(6) 頻率設(shè)置數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)鍵共11個(gè)。。

(7) “SET"鍵,快速按一次該鍵,就進(jìn)入頻率值數(shù)字設(shè)置狀態(tài),通過(guò)11個(gè)數(shù)字和小數(shù)點(diǎn)鍵設(shè)置具體頻率值,顯示屏左上方顯示設(shè)置的頻率值,再按一次“SET"鍵,即完成頻率數(shù)字設(shè)置。

(8) 信號(hào)輸出端口:能輸出測(cè)試信號(hào),頻率從1kHz至70MHz,幅值約50mV(1kΩ)。

(9) 當(dāng)長(zhǎng)按“SET"鍵后,頻率顯示會(huì)從四位數(shù)顯改變?yōu)榘宋粩?shù)顯,其中一位數(shù)在閃變,這時(shí)調(diào)此頻率調(diào)節(jié)旋鈕,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)頻率,反之,降低頻率值。

(10) 頻率調(diào)節(jié)粗細(xì)選擇鍵,通過(guò)該二鍵選擇,使頻率調(diào)節(jié)旋鈕的調(diào)節(jié)細(xì)度在合適的位置上。當(dāng)功能鍵“Σ測(cè)量"啟動(dòng)時(shí),其中“?"鍵又復(fù)用為“NET"鍵。

(11) “MHz/kHz"頻率單位選擇鍵。

(12) USB通訊口座。

(13)  同軸慢轉(zhuǎn)調(diào)諧旋鈕,通過(guò)該旋鈕仔細(xì)調(diào)諧達(dá)到諧振(即大Q值)。

(14) 測(cè)試回路接線柱:左邊是電感器接線柱,右邊是接電容器接線柱。

1 測(cè)試工作頻率。

2 有效Q值顯示,當(dāng)Q記憶時(shí)為調(diào)諧過(guò)程中Q大值顯示,即Q測(cè)得值。

3 調(diào)諧過(guò)程中Q變化值,顯示調(diào)諧過(guò)程幫助操作者調(diào)諧用。

4 調(diào)諧電容值。

5 軟件自動(dòng)計(jì)算的有效L值。

6 Q預(yù)置值。

7 超過(guò)預(yù)置值的顯示符號(hào),同時(shí)發(fā)聲。

8 Q量程顯示。

9 Q量程手動(dòng)或自動(dòng)顯示。

10 調(diào)諧中Q變化的百分比。

11 Q調(diào)諧指針。變壓器介質(zhì)損耗測(cè)試儀流體排出法

在電容率近似等于試樣的電容率,而介質(zhì)損耗因數(shù)可以忽略的一種液體內(nèi)進(jìn)行測(cè)量,這種測(cè)量與試 樣厚度測(cè)量的精度關(guān)系不大。當(dāng)相繼采用兩種流體時(shí),試樣厚度和電極系統(tǒng)的尺寸可以從計(jì)算公式中 消去.

 試樣為與試驗(yàn)池電極直徑相同的圓片,或?qū)y(cè)微計(jì)電極來(lái)說(shuō),試樣可以比電極小到足以使邊緣效應(yīng) 忽略不計(jì)。在測(cè)微計(jì)電極中,為了忽略邊緣效應(yīng),試樣直徑約比測(cè)微計(jì)電極直徑小兩倍的試樣厚度’

5. 1.2.3 邊緣效應(yīng)

為了避免邊緣效應(yīng)引起電容率的測(cè)量誤差,電極系統(tǒng)可加上保護(hù)電極。保護(hù)電極的寬度應(yīng)至少為 兩倍的試樣厚度,保護(hù)電極和主電極之間的間隙應(yīng)比試樣厚度小。假如不能用保護(hù)環(huán),通常需對(duì)邊緣電 容進(jìn)行修正,表1給出了近似計(jì)算公式。這些公式是經(jīng)驗(yàn)公式,只適用于規(guī)定的幾種特定的試樣形狀。

此外,在一個(gè)合適的頻率和

1— —溫度計(jì)插孔s

2— —絕緣子s

3— —過(guò)剩液體溢流的兩個(gè)出口 0

3測(cè)■液體的兩電極試驗(yàn)池示例1——溫度計(jì)插孔《

2 1 mm厚的金屬板彳

3——石英玻璃&

4 1 mm或2 mm的間隙;

5——溫度計(jì)插孔。

4液體測(cè)量的平板兩電極試驗(yàn)池

附錄A

(資料性附錄)

A. 1西林電橋

A. 1. 1概述

西林電橋是測(cè)量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的經(jīng)典的裝置.它可使用從低于工頻(50 Hz?60 Hz) 直至100 kHz的頻率范圍,通常測(cè)定50 pF?1 000 pF的電容(試樣或被試設(shè)備通常所具有的電容)。

這是一個(gè)四臂回路(圖A.l)o其中兩個(gè)臂主要是電容(未知電容役和一個(gè)無(wú)損耗電容另外 兩臂(通常稱之為測(cè)量臂)由無(wú)感電阻R和R組成,電阻死 在未知電容Cx的對(duì)邊上,測(cè)量臂至少被 一個(gè)電容G分流。一般地說(shuō),電容G和兩個(gè)電阻R和死 中的一個(gè)是可調(diào)的,

如果采用電阻艮和(純)電容Cs的串聯(lián)等值回路來(lái)表示電容Cx,則圖A. 1所示的電橋平衡時(shí) 導(dǎo)出:

Cs = Cn •  ( A* 1 )

tan(5x =(V Cs^s — } R  ( A. 2 )

如果電阻R被一個(gè)電容G分流,則姑渺的公式變?yōu)椋?/span>

tan^x = Ci-Ri —— ( A. 3 )

由于頻率范圍的不同,實(shí)際上電橋構(gòu)造會(huì)有明顯的不同&例如一個(gè)50 pF?1 000 pF的電容在 50 Hz時(shí)的阻抗為60 MC?3 MQ,在100 kHz時(shí)的阻抗為3 000 Q?1 500

頻率為100 kHz時(shí),橋的四個(gè)臂容易有相同數(shù)量級(jí)的阻抗,而在50 Hz?60 Hz的頻率范圍內(nèi)則是 不可能的。因此,出現(xiàn)了低頻和(相對(duì))高頻兩種不同形式的電橋。

A. 1.2低頻電橋

一般為高壓電橋,這不僅是由于靈敏度的緣故,也因?yàn)樵诘皖l下正是高電壓技術(shù)特別對(duì)電介質(zhì)損耗 關(guān)注的問(wèn)題.電容臂和測(cè)量臂兩者的阻抗大小在數(shù)量級(jí)上相差很多,結(jié)果,絕大部分電壓都施加在電容 Cx和Cn上,使電壓分配不平衡。上面給出的電橋平衡條件只是當(dāng)?shù)蛪涸?duì)高壓元件屏蔽時(shí)才成 立。同時(shí),屏蔽必須接地,以保證平衡穩(wěn)定。如圖A. 2所示。屏蔽與使用被保護(hù)的電容G和*是一 致的,這個(gè)保護(hù)對(duì)于CN來(lái)說(shuō)是的。

由于選擇不同的接地方法,實(shí)際上形成了兩類電橋。

A. L2. 1帶屏蔽的簡(jiǎn)單西林電橋

橋的B點(diǎn)(在測(cè)量臂邊的電源接線端子)與屏蔽相連并接地。

屏蔽能很好地起到防護(hù)高壓邊影響的作用,但是增加了屏蔽與接到測(cè)量臂接線端M和N的各根 導(dǎo)線之間電容,此電容承受跨接測(cè)量臂兩端的電壓,這樣會(huì)引入一個(gè)通常使姑溫的測(cè)量精度限于 0.1%數(shù)量級(jí)的誤差,當(dāng)電容公和言不平衡時(shí)尤為顯著。

A. 1.2. 2帶瓦格納(Wagner)接地電路的西林電橋

A.2示出了使電橋測(cè)量臂接線端與屏蔽電位相等的方法,這種方法是通過(guò)使用外接輔助橋臂 Za、ZN瓦格納接地電路),并使這兩個(gè)輔助橋臂的中間點(diǎn)P接到屏蔽并接地。調(diào)節(jié)輔助橋臂(實(shí)際為 ZQ以使在ZA和Ze上的電壓分別與電橋的電容臂和測(cè)量臂兩端的電壓相等。顯然,這個(gè)解決方法包 括兩個(gè)橋即主橋AMNB和輔橋AMPB(或ANPB)同時(shí)平衡。通過(guò)檢測(cè)器從一個(gè)橋轉(zhuǎn)換到另一個(gè)橋逐 次地逼近平衡而終達(dá)到二者平衡,用這種方法精度可以提高一個(gè)數(shù)量級(jí),這時(shí),實(shí)際上該精度只決定 于電橋元件的精密度。

14

必須指出,只有當(dāng)電源的兩端可以對(duì)地絕緣時(shí)才使用上述特殊的解決方法。如果不可能對(duì)地絕緣, 則必須使用更復(fù)雜的裝置(雙屏蔽電橋).

A. 1.3高頻西林電橋

這種電橋通常在中等的電壓下工作,是比較靈活方便的一種電橋;通常電容CN是可變的(在高壓 電橋中電容通常是固定的),比較容易采用替代法。

由于不期望電容的影響隨頻率的增加而增加,因此仍可有效使用屏蔽和瓦格納接地線路。

A. 1.4關(guān)于檢測(cè)器的說(shuō)明

當(dāng)西林電橋的B點(diǎn)接地時(shí),必須避免檢測(cè)器的不對(duì)稱輸入(這在電子設(shè)備中是常有的)。

然而這樣的檢測(cè)器只要接地輸入端總是連接于P點(diǎn),就能與裝有瓦格納接地線路的電橋一起 使用。

A.2 變壓器電橋(電感比例臂電橋)

A.2. 1概述

這種電橋的原理比西林電橋簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)原理見(jiàn)圖A. 3O

當(dāng)電橋平衡時(shí),復(fù)電抗厶和Zm之間的比值等于電壓矢量LA和耳 間的比值。如果電壓矢量的比 值是已知的,便可從已知的Zm推導(dǎo)出Z"在理想電橋中比例UJU2是一個(gè)系數(shù)K,這樣Zk = KZm, 實(shí)際上Zm的幅角直接給出汲,

變壓器電橋比西林電橋有很大的優(yōu)點(diǎn),它允許將屏蔽和保護(hù)電極直接接地且不需要附加的輔助 橋臂。

這種電橋可在從工頻到數(shù)十MHz的頻率范圍內(nèi)使用,比西林電橋使用的頻率范圍寬,由于頻率 范圍的不同,橋的具體結(jié)構(gòu)也不相同.

A.2.2低頻電橋

通常是一個(gè)高壓電橋(更精密,電壓頃 是高壓,以是中壓),這種電橋的技術(shù)與變壓器的技術(shù)有關(guān)。 可采用兩類電源:

1) 電源電壓直接加到一個(gè)繞組上,另一個(gè)繞組則起變壓器次級(jí)繞組的作用。

2) 將電源加到初級(jí)繞組上(見(jiàn)圖A.3),而電橋的兩個(gè)繞組是由兩個(gè)分開(kāi)的次級(jí)線路組成或是由 一個(gè)帶有中間抽頭能使獲得電壓,和以 的次級(jí)繞組組成.

與所有的測(cè)量變壓器一樣,電橋存在誤差(矢量比U} /U2與其理論值之間的差兒 這種誤差隨負(fù)載 而變化,尤其是Ui和以之間的相位差,它會(huì)直接影響ta海的測(cè)量值。

因此,必須對(duì)電橋進(jìn)行校正,這可以用一個(gè)無(wú)損耗電容Cn(與在西林電橋中使用的相似)代替Zx進(jìn) 行.如果d與a的值相同,這實(shí)際上是替代法,測(cè)試前應(yīng)校正。但由于&很少是可調(diào)的,因此負(fù)載 的變化對(duì)公不再有效。電橋在恒定負(fù)載下工作是可能的,如圖A. 4所示:當(dāng)測(cè)量嵐時(shí),用一個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi) 關(guān)把6接地,反之亦然。這時(shí)對(duì)于高壓繞組來(lái)說(shuō)兩個(gè)負(fù)載的總和是恒定的。(嚴(yán)格地說(shuō),低壓邊也應(yīng) 該用一個(gè)相似的裝置,但由于連在低壓邊的負(fù)載很小,盡管采用這樣處理很容易,但意義小。)

另外,若用并聯(lián)在電壓上的一個(gè)純電容*校正時(shí),承受電壓以 的測(cè)量阻抗Zm組成如下:

1) 如果以 和,是同相的(理想情況),則用一個(gè)純電容Cm組成。

2) 如果U2超前Un則用一個(gè)電容Cm和一個(gè)電阻Rm組成。

3) 如果以滯后于Un則電阻Rm應(yīng)變成負(fù)的。這就是說(shuō),為了重新建立平衡必須在U] 一邊并 人一個(gè)電阻形成電流分量,其實(shí)并不存在適用于高壓的可調(diào)高電阻,因此通常阻性電流分量 是用一個(gè)輔助繞組來(lái)獲得的,這個(gè)輔助繞組提供一個(gè)與U]同相的低電壓圖A. 5)。

注:不可在d上串接一個(gè)電阻。因?yàn)槿绻麑㈦娮杞釉陔娙萜骱竺鏁?huì)破壞Cn測(cè)量極和保護(hù)極間的等電位;如果將 電阻接到前面的高壓導(dǎo)線上,則電阻(內(nèi))電流也將包括保護(hù)電路的電流,這就可能無(wú)法校正。

這些論述同樣適用于上述第二種情況的電阻Rm。但在低壓邊容易將三個(gè)電阻R、足 和F以星形聯(lián)接來(lái)

變壓器介質(zhì)損耗測(cè)試儀式中:

AChCh的增量。

50 kHz到50 MHz的頻率范圍內(nèi)能方便地設(shè)計(jì)這種網(wǎng)絡(luò),這種網(wǎng)絡(luò)也容易有效地屏蔽。但其缺 點(diǎn)是平衡隨頻率的變化太靈敏,以致于電源頻率的諧波很不平衡。為了能拓寬頻率范圍,必須改變或換 接電橋元件,在較高頻率下接線和開(kāi)關(guān)阻抗(若使用開(kāi)關(guān)時(shí))會(huì)引入很大的誤差。

A* 4諧振法(Q表法)

諧振法或Q表法是在10 kHz到260 MHz的頻率范圍內(nèi)使用。它的原理是基于在一個(gè)諧振電路 中感應(yīng)一個(gè)已知的弱小電壓時(shí),測(cè)量在該電路出現(xiàn)的電壓。圖A. 8表示這種電路的常用形式,在線路 中通過(guò)一個(gè)共用電阻R將諧振電路耦合到振蕩器上,也可用其他的耦合方法。

操作程序是在規(guī)定的頻率下將輸入電壓或電流調(diào)節(jié)到一個(gè)已知值,然后調(diào)節(jié)諧振電路達(dá)到大諧 振,觀察此時(shí)的電壓U八 然后將試樣接到相應(yīng)的接線端上,再調(diào)節(jié)可變電容器使電路重新諧振,觀察新 的電壓S的值。

在接入試樣并重新調(diào)節(jié)線路時(shí),只要見(jiàn)圖A. 8)其總電容幾乎保持不變。試樣電容近似于 △G即是可變電容器電容的變化量。

試樣的損耗因數(shù)近似為:

"泌& 余(*一£)  A.9)

式中:

G——電路中的總電容,包括電壓表以及電感線圈本身的電容;

Q】、Q°——分別為有無(wú)試樣聯(lián)接時(shí)的Q值。

測(cè)量誤差主要來(lái)自兩臺(tái)指示器的標(biāo)定刻度以及在連線中尤其是在可變電容器和試樣的連線中所引 入的阻抗。對(duì)于高的損耗因數(shù)值的條件可能不成立,此時(shí)上面引出的近似公式不成立.

A.5變電納法(變電抗法)

1所示的測(cè)微計(jì)電極系統(tǒng)是哈特遜(Hartshorn)改進(jìn)的,被用于消除在高頻下因接線和測(cè)量電容 器的串聯(lián)電感和串聯(lián)電阻對(duì)測(cè)量值產(chǎn)生的誤差。在這樣的系統(tǒng)中,是由于在測(cè)微電極中使用了一個(gè)與 試樣連接的同軸回路,不管試樣在不在電路中,電路中的電感和電阻總是相對(duì)地保持恒定。夾在兩電極 之間的試樣,其尺寸與電極尺寸相同或小于電極尺寸,除非試樣表面和電極表面磨得很平整,否則在試 樣放到電極系統(tǒng)里之前,必須在試樣上貼一片金屬箔或類似的電極材料。在試樣抽出后,調(diào)節(jié)測(cè)微計(jì)電 極,使電極系統(tǒng)得到同樣的電容。

按電容變化仔細(xì)校正測(cè)微計(jì)電極系統(tǒng)后,使用時(shí)則不需要校正邊緣電容、對(duì)地電容和接線電容。其 缺點(diǎn)是電容校正沒(méi)有常規(guī)的可變多層平板電容器那么精密且同樣不能直接讀數(shù)。

在低于1MHz的頻率下,可忽略接線的串聯(lián)電感和電阻的影響,測(cè)微計(jì)電極的電容校正可用與測(cè) 微計(jì)電極系統(tǒng)并聯(lián)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容來(lái)校正,

在接和未接試樣時(shí)電容的變化量是通過(guò)這個(gè)電容器來(lái)測(cè)得。

在測(cè)微計(jì)電極中,次要的誤差來(lái)源于電容校正時(shí)所包含的電極的邊緣電容,此邊緣電容是由于插入 一個(gè)與電極直徑相同的試樣而稍微有所變化,實(shí)際上只要試樣直徑比電極直徑小2倍試樣厚度,就可 消除這種誤差。

首先將試樣放在測(cè)微計(jì)電極間并調(diào)節(jié)測(cè)量電路參數(shù)。然后取出試樣,調(diào)節(jié)測(cè)微計(jì)電極間距或重新 調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電容器來(lái)使電路的總電容回到初始值。

按表2計(jì)算試樣電容C吳

損耗因數(shù)為:

也響=(七云"  (a.io)

式中:

△G——接入試樣后,在諧振的兩側(cè)當(dāng)檢測(cè)器輸入電壓等于諧振電壓的也/2時(shí)可變電容器

(圖1)的兩個(gè)電容讀數(shù)之差。

△G—在除去試樣后與上述相同情況下的兩電容讀數(shù)差.

值得注意的是在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中試驗(yàn)頻率應(yīng)保持不變。

注;貼在試樣上的電極的電阻在髙頻下會(huì)變得相當(dāng)大,如果試樣不平整或厚度不均勻,將會(huì)引起試樣損耗因數(shù)的明 顯增加。這種變得明顯起來(lái)的頻率效應(yīng),取決于試樣表面的平整度,該頻率也可低到10 MHzt因此,必須在 io MHg及更高的頻率下,且沒(méi)有貼電極的試樣上做電容的損耗因數(shù)的附加測(cè)量,假設(shè)Cw和tan<5w為不貼電 極的試樣的電容和損耗因數(shù),則計(jì)算公式為:

tanB = ^-tan^w  ( A. 11 )

Cw

式中:

Cw-…帶電極的試樣電容。

A. 6屏蔽

在一個(gè)線路兩點(diǎn)之間的接地屏蔽,可消除這兩點(diǎn)之間的所有的電容,而被這兩個(gè)點(diǎn)的對(duì)地電容所代 替,因此,導(dǎo)線屏蔽和元件屏蔽可任意運(yùn)用在那些各點(diǎn)對(duì)地的電容并不重要的線路中;變壓器電橋和帶 有瓦格納接地裝置的西林電橋都是這種類型的電路。

從另一方面來(lái)說(shuō),在采用替代法電橋里,在不管有沒(méi)有試樣均保持不變的線路部分是不需要屏 蔽的。

實(shí)際上,在電路中將試樣、檢測(cè)器和振蕩器的連線屏蔽起來(lái)。并盡可能將儀器封裝在金屬屏蔽里, 可以防止觀察者的身體(可能不是地電位或不固定)與電路元件之間的電容變化.

對(duì)于100 kHz數(shù)量級(jí)或更高的頻率,連線應(yīng)可能短而粗,以減小自感和互感;通常在這樣的頻率下 即使一個(gè)很短的導(dǎo)線其阻抗也是相當(dāng)大的,因此若有幾根導(dǎo)線需要連接在一起,則這些導(dǎo)線應(yīng)盡可能的 連接于一點(diǎn)。

如果使用一個(gè)開(kāi)關(guān)將試樣從電路上脫開(kāi),開(kāi)關(guān)在打開(kāi)時(shí)它的兩個(gè)觸點(diǎn)之間的電容必須不引入測(cè)量 誤差,在三電極測(cè)量系統(tǒng)中,要做到這點(diǎn),可以在兩個(gè)觸點(diǎn)間接入一個(gè)接地屏蔽,或是用兩個(gè)開(kāi)關(guān)串聯(lián), 當(dāng)這兩個(gè)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí),將它們之間的連線接地,或?qū)⒉唤拥厍姨幱跀嚅_(kāi)狀態(tài)的電極接地。

A.7電橋的振蕩器和檢測(cè)器

A. 7, 1交流電壓源

滿足總諧波分量小于1%的電壓和電流的任一電壓源。

A.7.2檢測(cè)器

下列各類檢測(cè)器均可使用,并可以帶一個(gè)放大器以增加靈敏度:

1) 電話(如需要可帶變頻器);

2) 電子電壓表或波分析器;

3) 陰極射線示波器;

4) “電眼"調(diào)節(jié)指示器;

5) 振動(dòng)檢流計(jì)(僅用于低頻)。

在電橋和檢測(cè)器中間需加一個(gè)變壓器,用它來(lái)匹配阻抗或者因?yàn)殡姌虻囊惠敵龆诵杞拥亍?/span>

諧波可能會(huì)掩蓋或改變平衡點(diǎn),調(diào)節(jié)放大器或引入一個(gè)低通濾波器可防止該現(xiàn)象。對(duì)測(cè)量頻率的 二次諧波有40 dB的分辨率是合適的,

A.8頻率范圍

頻率的推薦范圍

試樣形式

1.西林電橋

0. 10 MHz及以下

板或管


2,變壓器電橋

15 Hz?50 MHz


3.并聯(lián)丁型網(wǎng)絡(luò)

50 kHz?30 M^Hz


4,諧振法

10 kHz?26。MHz


5,變電納法

10 kHz?100 MHz


 1西林電橋電路圖

具有瓦格納(Wagner)接地電路的西林電橋變壓器電橋,恒載校正虛線:與Cm并聯(lián)形成一個(gè)高電阻(當(dāng)A超前于11時(shí))變壓器電橋,當(dāng)既滯后于V時(shí)的補(bǔ)償(用繞組仏)檢測(cè)器并聯(lián)T型網(wǎng)絡(luò)的電路原理圖并聯(lián)T型網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際線路圖諧振法的電路圖



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