電氣絕緣材料介電常數(shù)測(cè)試儀 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
電氣絕緣材料介電常數(shù)測(cè)試儀? 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
電橋測(cè)量靈敏度
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)
2.3 電容量及介損顯示精度:
電容量: ±0.5%×tgδx±0.0001。
介 損: ±0.5%tgdx±1×10-4
2.4 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)
電氣絕緣材料的性能和用途
1 電介質(zhì)的用途
電介 質(zhì) 一 般被用在兩個(gè)不同的方面:
用作 電氣 回路元件的支撐,并且使元件對(duì)地絕緣及元件之間相互絕緣;
用 作 電 容器介質(zhì)。
2 影響介電性能的因素
下 面分 別 討論頻率、溫度、濕度和電氣強(qiáng)度對(duì)介電性能的影響。
2. 1 頻率
因?yàn)?只 有 少數(shù)材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內(nèi)它們的。r和tans幾乎是恒定的,且被用作工程電介質(zhì)材料,然而一般的電介質(zhì)材料必須在所使用的頻率下測(cè)量其介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率。
電 容率 和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化是由于介質(zhì)極化和電導(dǎo)而產(chǎn)生,醉重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導(dǎo)致的界面極化所引起的。
2.2 溫度
損耗指數(shù)在一個(gè)頻率下可以出現(xiàn)一個(gè)醉大值,這個(gè)頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負(fù)的,這取決于在測(cè)量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)醉大值位置。
2. 3 濕度
極 化 的 程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加,其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。因此試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)對(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行控制是*的。
注 :濕 度 的顯著影響常常發(fā)生在1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)
2.4 電場(chǎng)強(qiáng)度
存 在 界 面極化時(shí),自由離子的數(shù)目隨電場(chǎng)強(qiáng)度增大而增加,其損耗指數(shù)醉大值的大小和位置也隨此而變。
在較 高 的頻率下,只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電,電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場(chǎng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)。
電感:
一個(gè)高品質(zhì)因數(shù)(Q)的電感器是測(cè)量系統(tǒng)*的輔助工具,關(guān)乎測(cè)試的靈敏度和精度,在系統(tǒng)中它與平板電容(BH916)構(gòu)成了基于串聯(lián)諧振的測(cè)試回路。本系統(tǒng)推薦的電感器為L(zhǎng)KI-1電感組,共由9個(gè)高性能電感器組成,以適配不同的檢測(cè)頻率。
LKI-1電感組典型測(cè)試數(shù)據(jù)
線圈號(hào) | 測(cè)試頻率 | Q值 | 分布電容p | 電感值 |
9 | 100KHz | 98 | 9.4 | 25mH |
8 | 400KHz | 138 | 11.4 | 4.87mH |
7 | 400KHz | 202 | 16 | 0.99mH |
6 | 1MHz | 196 | 13 | 252μH |
5 | 2MHz | 198 | 8.7 | 49.8μH |
4 | 4.5MHz | 231 | 7 | 10μH |
3 | 12MHz | 193 | 6.9 | 2.49μH |
2 | 12MHz | 229 | 6.4 | 0.508μH |
1 | 25MHz 50MHz | 233 211 | 0.9 | 0.125μH |
介質(zhì)損耗角dielectric loss angle
δ
由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角。
介質(zhì)損耗因數(shù) dielectric dissipation factor
tanδ損耗角δ的正切。
〔介質(zhì)〕損耗指數(shù)
ε〃r
該材料的損耗因數(shù)tanδ與相對(duì)電容率εr的乘積
復(fù)相對(duì)電容率complex relative permittivi
εr 由相對(duì)電容率和損耗指數(shù)結(jié)合而得到的:
εr = ε'r - jε〃r ----------(3)
ε〃r = εr ----------(4)
ε〃r = εr ----------(5)
ε〃r
Tanδ = -- ----------(6)
ε'r
式中:
εr -------- 復(fù)相對(duì)電容率;
ε〃r-------- 損耗指數(shù);
ε'r、εr -------- 相對(duì)電容率;
Tanδ ------介質(zhì)損耗因數(shù)。
注 :有損耗的電容器在任何給定的頻率下能用電容Cs和電阻Rs的串聯(lián)電路表示,或用電容Cp和電阻Rp(或電導(dǎo)G1, )的并聯(lián)電路表示
測(cè)量范圍及誤差
本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃,相對(duì)濕度為30%-80%條件下,應(yīng)滿足
下列表中的技術(shù)指示要求。
在Cn=100pF R4=3183.2(W)(即10K/π)時(shí)
測(cè)量項(xiàng)目 測(cè)量范圍 測(cè)量誤差
電容量Cx 40pF--20000pF ±0.5% Cx±2pF
介質(zhì)損耗tgd 0~1 ±1.5%tgdx±0.0001
在Cn=100pF R4=318.3(W)(即1K/π)時(shí)
測(cè)量項(xiàng)目 測(cè)量范圍 測(cè)量誤差
電容量Cx 4pF--2000pF ±0.5% Cx±3pF
介質(zhì)損耗tgd 0~0.1 ±1.5%tgdx±0.0001
試驗(yàn)步驟
1 試樣的制備
試樣應(yīng)從固體材料上截取,為了滿足要求,應(yīng)按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法的要求來(lái)制備。
應(yīng)精確地測(cè)量厚度,使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)以內(nèi),測(cè)量點(diǎn)應(yīng)均勻地分布在試樣表面。必要時(shí),應(yīng)測(cè)其有效面積。
2 條件處理
條件處理應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行。
3 測(cè)量
電氣測(cè)量按本標(biāo)準(zhǔn)或所使用的儀器(電橋)制造商推薦的標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的方法進(jìn)行。
在 1 MHz或更高頻率下,必須減小接線的電感對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。此時(shí),可采用同軸接線系統(tǒng)(見(jiàn)圖 1所示),當(dāng)用變電抗法測(cè)量時(shí),應(yīng)提供一個(gè)固定微調(diào)電容器。
配置:
主機(jī) 一臺(tái)
電感 一套(9只)
夾具 一套
說(shuō)明書(shū) 一份
保修卡 一份
構(gòu)成電極的材料
1 金屬箔電極
用極 少 量 的硅脂或其他合適的低損耗粘合劑將金屬箔貼在試樣上。金屬箔可以是純錫或鉛,也可以是這些金屬的合金,其厚度為100 pm,也可使用厚度小于10 I'm的鋁箔。但是,鋁箔在較高溫度下易形成一層電絕緣的氧化膜,這層氧化膜會(huì)影響測(cè)量結(jié)果,此時(shí)可使用金箔。
2 燒熔金屬電極
燒 熔 金 屬電極適用于玻璃、云母和陶瓷等材料,銀是普遍使用的,但是在高溫或高濕下,采用 噴鍍金屬電極鋅 或 銅 電極可以噴鍍?cè)谠嚇由希鼈兡苤苯釉诖植诘谋砻嫔铣赡?。這種電極還能噴在布上,因?yàn)樗鼈儾淮┩阜浅P〉目籽邸?br />3 陰極蒸發(fā)或高真空蒸發(fā)金屬電極
假如 處 理 結(jié)果既不改變也不破壞絕緣材料的性能,而且材料承受高真空時(shí)也不過(guò)度逸出氣體,則本方法是可以采用的。這一類電極的邊緣應(yīng)界限分明。
4 汞電極和其他液體金屬電極
把試 樣 夾 在兩塊互相配合好的凹模之間,凹模中充有液體金屬,該液體金屬必須是純凈的。汞電極不能用于高溫,即使在室溫下用時(shí),也應(yīng)采取措施,這是因?yàn)樗恼魵馐怯卸镜奈榈潞辖鸷推渌腿埸c(diǎn)合金能代替汞。但是這些合金通常含有錫,錫象汞一樣,也是毒性元素。這些合金只有在良好抽風(fēng)的房間或在抽風(fēng)柜中才能用于100℃以上,且操作人員應(yīng)知道可能產(chǎn)生的健康危害.
5 導(dǎo)電漆
無(wú)論 是 氣干或低溫烘干的高電導(dǎo)率的銀漆都可用作電極材料。因?yàn)榇朔N電極是多孔的,可透過(guò)濕氣,能使試樣的條件處理在涂上電極后進(jìn)行,對(duì)研究濕度的影響時(shí)特別有用。此種電極的缺點(diǎn)是試樣涂上銀漆后不能馬上進(jìn)行試驗(yàn),通常要求12 h以上的氣干或低溫烘干時(shí)間,以便去除所有的微量溶劑,否則,溶劑可使電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)增加。同時(shí)應(yīng)注意漆中的溶劑對(duì)試樣應(yīng)沒(méi)有持久的影響。
要使 用 刷 漆法做到邊緣界限分明的電極較困難,但使用壓板或壓敏材料遮框噴漆可克服此局限。
但在*的頻率下,因銀漆電極的電導(dǎo)率會(huì)非常低,此時(shí)則不能使用。
6 石墨
一般 不 推 薦使用石墨,但是有時(shí)候也可采用,特別是在較低的頻率下。石墨的電阻會(huì)引起損耗的顯著增大,若采用石墨懸浮液制成電極,則石墨還會(huì)穿透試樣。
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