介電常數測試儀使用方法

介電常數測試儀使用方法

  4.1 GCSTD-A介電常數測試儀裝置圖示：
          1 圓筒電容器。 
          2 平板電容器。  
          3圓筒測微桿。
          4平板測微桿。  
          5 圓筒測微頭。  
  4.2 被測樣品的準備：
     被測樣品要求為圓形，直徑38~42 mm配GCSTD-A介電常數測試儀。這是減小因樣品邊緣泄漏和邊緣電場引起的誤差的有效辦法。樣品厚度可在1~5mm之間，如太薄或太厚則測試精度就會下降，樣品要盡可能平直。
     注意：在操作中要十分注意樣品的清潔，要戴手套或用鑷子取放樣品。
    下面推薦一種能提高測試**性的方法：準備二片厚0.05mm的圓形錫膜。直徑和平板電容器極片一致，錫膜兩面均勻地涂上一層薄薄的凡士林，它起粘附作用，又能排除接觸面之間殘余空氣。把錫膜再粘在平板電容器兩個極片上，粘好后，極片呈鏡面狀為佳。然后，放上被測樣品。
  4.3 介電常數測試儀測試前準備：
    先要詳細了解本裝置配用Q表的使用方法，操作時，要避免人體感應的影響，即調節本裝置時，手臂盡可能離開本裝置。

    試樣電容近似于△C，即是可變電容器電容的變化量。

測量誤差主要來自二次指示器的標定刻度，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。

      4.3.1 檢查Q表是否正常工作

            a) 將250-100μH電感器（一般先用250μH），接在Q表“Lx”接線柱上。

            b) 頻率調至1MHz。

            c) 微調電容器置于“0pF”處（ZJD-B無微調電容），調節主調電容器，使其諧振，Q值應指示在160左右，調諧電容值刻度在100pF附近，表示Q表處于正常工作狀態。

  4.4 國標GB/T 1409-2006，推薦Q表法測試絕緣材料的介質損耗因數和介電常數程序：

      4.4.1 先完成4.3規定的測試前準備基礎上進行正常測試。

      4.4.2 把本測試裝置ZJD-B插到Q表測試回路的“Cx”二個端子上（如下圖）。把圓筒電容器置于12.5mm處，平板電容器置于3 mm處。

      4.4.3 把被測樣品放置于二極片之間，到二極片夾住樣品止。

      4.4.4 調節Q表的調諧電容器，使其諧振，此時讀取Q值記為Qt，調諧電容的刻度記為Ct。

      4.4.5 松開平板電容器極片，取出被測樣品，但平板電容器仍在置于有樣品時的刻度處，保持極片距離和有樣品時一致。

      4.4.6 再次調節Q表的調諧電容器，再次諧振，此時讀取的Q值為Qo（Qo總是比Qt高，對上等絕緣材料，二者較接近，要仔細調諧,并要利用Q表的Q記憶功能，得到正確的Q值）。調諧電容的刻度記為C0（C0總是比Ct大）對低介電常數材料，電容變化值（ΔC）較小，可考慮使用Q表的ΔC調節旋鈕或用ZH914,ZH915測試裝置上圓筒電容器的讀數變化換算成ΔC，以提高測試精度。

      4.4.7試樣的損耗因數計算公式為：

C0：電路中的總電容，包括電壓表以及電感線圈本身的電容，一般以無試樣時，Q表諧振電容值為C0（即Q表調諧電容指示值）。

△C：是移除試樣后再諧振時電容值（C0）與有樣品時調諧電容值（C0）之差，即：△C= C0- Ct（有試樣時測得電容值）

Cp：極片空氣介質結構電容，Cp= r 2 /3.6d ,式中r為測試夾具平板電極的半經，對ZJD-B而言r =1.9。所以當用厚度(d)為2mm樣品測試時，用ZJD-B測Cp=5pF。同樣可以查看附圖1板間隙曲線得到Cp值。

Qt：有試樣時測得Q值。  Qo：無試樣時測得Q值。

  4.5 另一種介質損耗因數和介電常數測試儀方法（變電納法）：

      4.5.1調節平板電容器測微桿，使二極片相接為止，讀取刻度值記為D0。這時測微桿應處在0mm處附近。

      4.5.2再松開二極片，把被測樣品插入二極片之間，調節平板電容器測微桿，到二極片夾住樣品止。這時能讀取新的刻度值，記為D1，這時樣品厚度D2=D1-D0。

      4.5.3把圓筒電容器置于10mm處。

      4.5.4設置Q表的測試頻率，例如1MHz，調節Q表調諧電容，使之諧振，讀得Q值。

      4.5.5 先順時針方向，后逆時針方向，調節圓筒電容器，讀取當Q表指示Q值為原值的一半時測微桿上二個刻度值，取這二個值之差，記為M1。舉例：諧振時Q值為200，先順時針方向轉，Q值下降呈100時，圓筒刻度計為8mm，再逆時針轉至再次出現Q值降至100時，刻度計為11mm，測二值之差M1=3。

     4.5.6再調節圓筒電容器，使Q表再次諧振。即圓筒電容器重新回到10mm處。

     4.5.7取出平板電容器中的樣品，這時Q表又失諧，調節平板電容器，使再諧振，讀取測微桿上的讀值D3，其變化值為D4=D3-D0。

     4.5.8 和4.4.5款操作一樣，得到新的二個值之差，記為M2，M2總比M1小。

     4.5.9 計算測試結果：

           被測樣品的介電常數：

           ∑=D2/D4

           被測樣品的介質損耗因數：

           tanδ=K（M1-M2）/2Cp 

           式中：K為圓筒電容器線性變化率，應為0.33/mm。

一般按以上公式計算的結果，其精度和重復性是能滿足的。但對介電常數大的被測樣品（即樣品從平板樣品放入和取出平板電容器刻度值變化較大），邊緣效應電容對測試會有較顯著的影響。這時可按下列公式計算：

∑=（C2+CF2-CF）/C1

tanδ=K（M1-M2）/3.46（C2+CF2-CF1）

式中：C1=D1刻度時平板電容器空氣介質電容量（見附圖一）

C2=D3刻度時平板電容器空氣介質電容量（見附圖一）

CF1=D1刻度時的邊緣效應電容量（見附圖二）

CF2=D3刻度時的邊緣效應電容量（見附圖二）

介電常數測試儀使用方法

滿足標準：GBT 1409-2006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

Meet the standards: GBT 1409-2006 measurement of electrical insulating materials at power, audio, high-frequency (including wavelength, VHF) recommended methods of permittivity and dielectric loss factor

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