陶瓷高频介质损耗测试仪

陶瓷高频介质损耗测试仪  频率范围：
方法    频率的*范围    试样形式    注
1、西林电桥    0.10 MHZ及以下    板或管    
2、变压器电桥    15 HZ～50 MHZ        
3、并联T型网络    50 KHZ～30 MHZ        
4、谐振法    10 KHZ～260 MHZ        
5、变电纳法    10 KHZ～100 MHZ        

介质损耗：绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗

。也叫介质损失，简称介损。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角（

功率因数角Φ）的余角δ称为介质损耗角。
损耗因子也指耗损正切，是交流电被转化为热能的介电损耗（耗散的能量）的量度，一般情况下都期

望耗损因子低些好。

陶瓷高频介质损耗测试仪 主要技术特性：
介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，

通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数(ε)，可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素

，为提高材料的性能提供依据；仪器的基本原理是采用高频谐振法，并提供了，通用、多用途、多量

程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器的控制，测量核心采用了频率数字锁定，标准频率测试点自

动设定，谐振点自动搜索，Q值量程自动转换，数值显示等新技术，改进了调谐回路，使得调谐测试

回路的残余电感减至 低，并保留了原Q表中自动稳幅等技术，使得新仪器在使用时更为方便，测量

值更为精确。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和

分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联

电阻，传输线的特性阻抗等。

技术指标：
☆Q值测量：
a．Q值测量范围：2～1023。              
b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档。
c．标称误差
频率范围：20kHz～10MHz；       固有误差：≤5％±满度值的2％；工作误差：≤7％±满度值的2％；
频率范围：10MHz～60MHz；      固有误差：≤6％±满度值的2％；工作误差：≤8％±满度值的2％。
☆电感测量：
a．测量范围：14.5nH~8.14H。
b．分    档：分七个量程。
      0.1～1μH，    1～10μH，    10～100μH，  
      0.1～lmH，     1～10mH，     10～100mH，   100 mH～1H。
☆电容测量：
a．测量范围：1～460pF(460pF以上的电容测量见使用规则)；
b．电容量调节范围
      主调电容器：30～500pF；         准确度：150pF以下±1.5pF；150pF以上±1％；
      注：大于直接测量范围的电容测量见使用规则
☆振荡频率：
a．振荡频率范围：10kHz～50MHz；
b．频率分段（虚拟）
10～99.9999kHz
100～999.999kHz
1～9.99999MHz
10～60MHz
c．频率误差：3×10-5±1个字。
☆仪器正常工作条件
a. 环境温度：0℃～+40℃；            
b．相对湿度：<80％；           
c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。   
☆其他
a．消耗功率：约25W；            
b．净重：约7kg；          
c. 外型尺寸：（l×b×h）mm：380×132×280。
☆ Q合格指示预置功能
预置范围：5～1000。
☆主要配置：
a.测试主机一台；
b.电感9只；
c.夹具一 套

 安全措施
（1）高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。
（2）CVT保护：设定自激电压的过流点，一旦超出设置的电流值，仪器自动退出测量，不会损坏设备。
（3）接地检测：仪器有接地检测功能，未接地时不能升压测量。
（4）防误操作：具备防误操作设计，能判别常见接线错误，安全报警。
（5）防“容升”：测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。

工程材料：
离子晶体的损耗
离子晶体的介质损耗与其结构的紧密程度有关。
紧密结构的晶体离子都排列很有规则，键强度比较大，如α-Al2O3、镁橄榄石晶体等，在外电场作用下很难发生离子松弛极化，只有电子式和离子式的位移极化，所以无极化损耗，仅有的一点损耗是由漏导引起的（包括本质电导和少量杂质引起的杂质电导）。这类晶体的介质损耗功率与频率无关，损耗角正切随频率的升高而降低。因此，以这类晶体为主晶相的陶瓷往往用在高频场合。如刚玉瓷、滑石瓷、金红石瓷、镁橄榄石瓷等
结构松散的离子晶体，如莫来石（3Al2O3·2SiO2）、董青石（2MgO·2Al2O3·5SiO2）等，其内部有较大的空隙或晶格畸变，含有缺陷和较多的杂质，离子的活动范围扩大。在外电场作用下，晶体中的弱联系离子有可能贯穿电极运动，产生电导打耗。弱联系离子也可能在一定范围内来回运动，形成热离子松弛，出现极化损耗。所以这类晶体的介质损耗较大，由这类品体作主晶相的陶瓷材料不适用于高频，只能应用于低频场合。
玻璃的损耗
复杂玻璃中的介质损耗主要包括三个部分：电导耗、松弛损耗和结构损耗。哪一种损耗占优势，取决于外界因素温度和电场频率。高频和高温下，电导损耗占优势：在高频下，主要的是由弱联系离子在有限范围内移动造成的松弛损耗：在高频和低温下，主要是结构损耗，其损耗机理目前还不清楚，可能与结构的紧密程度有关。般来说，简单玻璃的损耗是很小的，这是因为简单玻璃中的“分子”接近规则的排列，结构紧密，没有弱联系的松弛离子。在纯玻璃中加人碱金属化物后。介质损耗大大增加，并且随着加人量的增大按指数规律增大。这是因为碱性氧化物进人玻璃的点阵结构后，使离子所在处点阵受到破坏，结构变得松散，离子活动性增大，造成电导损耗和松弛损耗增加。
陶瓷材料的损耗
陶瓷材料的介质损耗主要来源于电导损耗、松弛质点的极化损耗和结构损耗。此外，表面气孔吸附水分、油污及灰尘等造成的表面电导也会引起较大的损耗。
在结构紧密的陶瓷中，介质损耗主要来源于玻璃相。为了改善某些陶瓷的工艺性能，往往在配方中引人此易熔物质（如黏土），形成玻璃相，这样就使损耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷随黏土含量增大，介质损耗也增大。因面一般高频瓷，如氧化铝瓷、金红石等很少含有玻璃相。大多数电陶瓷的离子松弛极化损耗较大，主要的原因是：主晶相结构松散，生成了缺固济体、多品型转变等。 [3] 
高分子材料的损耗
高分子聚合物电介质按单体单元偶极矩的大小可分为极性和非极性两类。一般地，偶极矩在0~0.5D（德拜）范围内的是非极性高聚物；偶极矩在0.5D以上的是极性高聚物。非极性高聚物具有较低的介电常数和介质损耗，其介电常数约为2，介质损耗小于10-4；极性高聚物则具有较高的介电常数和介质损耗，并且极性愈大，这两个值愈高。
高聚物的交联通常能阻碍极性基团的取向，因此热固性高聚物的介电常数和介质损耗均随交联度的提高而下降。酚醛树脂就是典型的例子，虽然这种高聚物的极性很强，但只要固化比较*，它的介质损耗就不高。相反，支化使分子链间作用力减弱，分子链活动能力增强，介电常数和介质损耗均增大。
高聚物的凝聚态结构及力学状态对介电性景响也很大。结品能抑制链段上偶极矩的取向极化，因此高聚物的介质损耗随结晶度升高而下降。当高聚物结晶度大于70%时，链段上的偶极的极化有时*被抑制，介电性能可降至 低值，同样的道理，非晶态高聚物在玻璃态下比在高弹态下具有更低的介质损耗。此外，高聚物中的增塑利、杂质等对介电性能也有很大景响。

高频西林电桥
    这种电桥通常在中等的电压下工作，是比较灵活方便的一种电桥;通常电容 CN是可变的(在高压电桥中电容 CN通常是固定的)，比较容易采用替代法。
    由于不期望电容的影响随频率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格纳接地线路。

电介质的用途
 电介质一般被用在两个不同的方面:
 用作电气回路元件的支撑，并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;
 用作电容器介质

材料介电参考：
水      81.5
橡胶    2～3
硬橡胶    4.3
纸    2.5
琥珀    2.8
玻璃    5～10
云母    6～8
无线电瓷    6～6.5
空气    1.000585
石蜡    2.0～2.3
花岗石  8.3
大理石  6.2
食盐    7.5
氧化铍  9
聚氯乙烯3.1～3.5
苯      2.283
油漆    3.5
甘油    45.8
干砂    2.5

电感：
线圈号    测试频率    Q值    分布电容p       电感值  
  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

电容量及介损显示精度：
    电容量： ±0.5%×tgδx±0.0001。
    介  损： ±0.5％tgdx±1×10-4

电桥测量灵敏度
    电桥在使用过程中，灵敏度直接影响电桥平衡的分辨程度，为保证测量准确度，希望电桥灵敏度达到一定的水平。通常情况下电桥灵敏度与测量电压，标准电容量成正比。
    在下面的计算公式中，用户可根据实际使用情况估算出电桥灵敏度水平，在这个水平上的电容与介质损耗因数的微小变化都能够反应出来。
          DC/C或Dtgd=Ig/UwCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)   
         式中：Ｕ为测量电压                     伏特（Ｖ）
ω为角频率 2pf=314(50Hz)                            
          Ｃｎ标准电容器容量                    皮法（pＦ）
          Ｉｇ通用指另仪的电流5X10-10            安培（Ａ）
          Ｒｇ平衡指另仪内阻约1500              欧姆（W）
          Ｒ４桥臂R4电阻值3183                 欧姆（W）
          Ｃｘ被测试品电容值                    皮法（ｐF）