介電常數(shù)與介損測試儀 特點(diǎn)
儀器讀數(shù)清晰,無須換算,操作簡便,特別適合電子元器件的質(zhì)量分析,品質(zhì)控制,科研生產(chǎn),也可用于高校的電子信息,電子通信,材料科學(xué)等專業(yè)作科研實(shí)驗(yàn)儀器.
介電常數(shù)與介損測試儀 儀器技術(shù)指標(biāo)：
☆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(biāo)稱誤差
頻率范圍：20kHz～10MHz； 固有誤差：≤5％±滿度值的2％；工作誤差：≤7％±滿度值的2％；
頻率范圍：10MHz～60MHz； 固有誤差：≤6％±滿度值的2％；工作誤差：≤8％±滿度值的2％。
☆電感測量：
a．測量范圍：14.5nH~8.14H。
b．分 檔：分七個量程。
0.1～1μH， 1～10μH， 10～100μH，
0.1～lmH， 1～10mH， 10～100mH， 100 mH～1H。
☆電容測量：
a．測量范圍：1～460pF(460pF以上的電容測量見使用規(guī)則)；
b．電容量調(diào)節(jié)范圍
主調(diào)電容器：30～500pF； 準(zhǔn) 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使用規(guī)則
☆振蕩頻率：
a．振蕩頻率范圍：10kHz～50MHz；
b．頻率分段（虛擬）
10～99.9999kHz
100～999.999kHz
1～9.99999MHz
10～60MHz
c．頻率誤差：3×10-5±1個字。
☆儀器正常工作條件
a. 環(huán)境溫度：0℃～+40℃； b．相對濕度：<80％； c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
☆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。
☆ Q合格指示預(yù)置功能
預(yù)置范圍：5～1000。
☆主要配置：
a.測試主機(jī)一臺；
b.電感9只；
c.夾具一 套
測量方法的選擇：
測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法可分成兩種:零點(diǎn)指示法和諧振法。
1 零點(diǎn)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(zhì)損耗因數(shù)可用替代法;也就是在接人試樣和不接試樣兩種狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路的一個臂使電橋平衡。通常回路采用西林電橋、變壓器電橋(也就是互感藕合比例臂電橋)和并聯(lián) T型網(wǎng)絡(luò)。變壓器電橋的優(yōu)點(diǎn):采用保護(hù)電極不需任何外加附件或過多操作，就可采用保護(hù)電極;它沒有其他網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)。
2 諧振法適用于10 kHz一幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)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(hù)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(cè)量方法報導(dǎo)見有關(guān)文獻(xiàn)和該種儀器的原理說明書。
技術(shù)特性：
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)，通過測定介質(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)；儀器的基本原理是采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計(jì)算機(jī)作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測試點(diǎn)自動設(shè)定，諧振點(diǎn)自動搜索，Q值量程自動轉(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)諧測試回路的殘余電感減至低，并保留了原Q表中自動穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時更為方便，測量值更為精確。儀器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(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。
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。蒸餾水如果保持沒有雜質(zhì)的話是好的電介質(zhì)，其相對介電常數(shù)約為80。
對于時變電磁場，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系數(shù)。
西林電橋是測量電容率和介質(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)這是一個四臂回路(圖A. 1)。其中兩個臂主要是電容(未知電容 Cx和一個無損耗電容C,)。另外兩臂(通常稱之為測量臂)由無感電阻R，和 R:組成，電阻 R,在未知電容 Cx的對邊上，測量臂至少被一個電容 C,分流 一般地說，電容 C:和兩個電阻R,和R:中的一個是可調(diào)的。
如果采用電阻R、和(純)電容 C 的串聯(lián)等值回路來表示電容 Cx，則圖 A. 1所示的電橋平衡時導(dǎo)出 :
R1
Cs=Cn·——
R2
和tanδx=ωCSRS=ωC1R1
如果電阻 R2被一個電容C2分流，則tanδ = 的公式變?yōu)椋?/span>
Tanδx=ωC1R1---ωC2R2
由于頻率范圍的不同，實(shí)際上電橋構(gòu)造會有明顯的不同。例如一個50 pF-1 000 pF的電容在50 Hz時的阻抗為 60 MΩ-3 MΩ，在 100 kHz時的阻抗為 3 000 Ω-1 500Ω.
頻率為 100 kHz時，橋的四個臂容易有相同數(shù)量級的阻抗，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)高頻兩種不同形式的電橋.
圖1 西林電橋電路圖
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)特別對電介質(zhì)損耗關(guān)注的問題。電容臂和測量臂兩者的阻抗大小在數(shù)量級上相差很多，結(jié)果，絕大部分電壓都施加在電容Cx和 C}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Ω邏涸帘螘r才成立。同時，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 C、和 C、是一致的，這個保護(hù)對于Ch來說是*的。
由于選擇不同的接地方法，實(shí)際上形成了兩類電橋。
帶屏蔽的簡單西林電橋
橋的B點(diǎn)(在測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.此電容承受跨接測量臂兩端的電壓 這樣會引人一個通常使 tans的測量精度限于0.1%數(shù)量級的誤差，當(dāng)電容CX和CN不平衡時尤為顯著。
帶瓦格納(Wagner)接地電路的西林電橋
圖 A.2示出了使電橋測量臂接線端與屏蔽電位相等的方法。這種方法是通過使用外接輔助橋臂ZA、ZB(瓦格納接地電路)，并使這兩個輔助橋臂的中間點(diǎn) P接到屏蔽并接地。調(diào)節(jié)輔助橋臂(實(shí)際為
ZB)以使在 ZA和 ZB上的電壓分別與電橋的電容臂和測量臂兩端的電壓相等.顯然，這個解決方法包括兩個橋即主橋 AMNB和輔橋 AMPB(或 ANPB)同時平衡。通過檢測器從一個橋轉(zhuǎn)換到另一個橋逐
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數(shù)量級，這時，實(shí)際上該精度只決定于電橋元件的精密度平衡 用這種方法精度可以提高一個數(shù)量級，這時，實(shí)際上該精度只決定
于電橋元件的精密度。
必須指出，只有當(dāng)電源的兩端可以對地絕緣時才使用上述特殊的解決方法。如果不可能對地絕緣，則必須使用更復(fù)雜的裝置(雙屏蔽電橋)。
圖2 具有瓦格納（Wagner)接地電路的西林電橋
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 CN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。
儀器特點(diǎn)：
☆接線簡單（正接法兩根線，反接可使用一根線），所有電纜線均有接地屏蔽，所以都能拖地使用，測量電壓緩升、緩降，全自動測量，結(jié)果直讀，無須換算。
☆多種測量方式 可選擇正/反接線、內(nèi)/外標(biāo)準(zhǔn)電容器和內(nèi)/外試驗(yàn)電壓進(jìn)行測量。正接線可測量高壓介損。
☆ 抗震性能 儀器可承受長途運(yùn)輸中強(qiáng)烈震動顛簸而不會損壞。
☆ 抗干擾能力強(qiáng) 采用自動跟蹤干擾抵償電路，將矢量運(yùn)算法與移相法結(jié)合，有效地消除強(qiáng)電場干擾對測量的影響，適用于500kV及其以下電站的現(xiàn)場試驗(yàn)。
☆CVT測量 *自激法測量CVT功能，不需外加任何設(shè)備，可完成不可拆頭CVT的測量。一次接線（三根電纜，不用倒線），一個測量過程（大約1分鐘），兩個終測量結(jié)果（C1和C2的介損及電容值）。測量過程中文顯示，能實(shí)時監(jiān)測自激電流值和試驗(yàn)電壓（高壓）值。能消除引線對測試的影響，測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
☆ 安全措施
（1）高壓保護(hù)：試品短路、擊穿或高壓電流波動，能迅速切斷高壓輸出。
（2）CVT保護(hù)：設(shè)定自激電壓的過流點(diǎn)，一旦超出設(shè)置的電流值，儀器自動退出測量，不會損壞設(shè)備。
（3）接地檢測：儀器有接地檢測功能，未接地時不能升壓測量。
（4）防誤操作：具備防誤操作設(shè)計(jì)，能判別常見接線錯誤，安全報警。
（5）防“容升”：測量大容量試品時會出現(xiàn)電壓抬高的“容升”效應(yīng)，儀器能自動跟蹤輸出電壓，保持試驗(yàn)電壓恒定。
☆ VFD顯示 采用新穎的大屏幕VFD點(diǎn)陣顯示器，在嚴(yán)冬和盛夏都能清晰顯示。全中文操作菜單，操作提示各種警告信息，直觀明了，不需查閱說明書即可操作。
☆打印 儀器附有微型打印機(jī)，以中文方式打印輸出測量結(jié)果及狀態(tài)。
☆RS232 儀器具有RS232接口，與計(jì)算機(jī)連接便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理及保存。
☆可選購與計(jì)算機(jī)通信應(yīng)用程序。
