新型介電常數(shù)介質損耗測試儀滿足標準：GBT 1409-2006測量電氣緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質損耗因數(shù)的推薦方法

BH916測試裝置（夾具）、GDAT型高頻Q表、數(shù)據(jù)采集和tanδ自動測量控件（裝入GDAT)、及LKI-1型電感器組成，它依據(jù)國標GB/T 1409-2006、美標ASTM D150以及國際電工委員會IEC60250的規(guī)定設計制作。系統(tǒng)提供了緣材料的高頻介質損耗角正切值(tanδ)和介電常數(shù)(ε)自動測量的解決方案。

1、《BH916介質損耗裝置》(測試夾具)是測試系統(tǒng)的檢測部件，它由一個LCD數(shù)字顯示的微測量裝置和一對經(jīng)精密加工的、間距可調的平板電容器片組成。平板電容器片用于夾持被測材料樣品，微測量裝置則顯示被測材料樣品的厚度。通過被測材料樣品放進平板電容器和不放進樣品時的Q值變化的量化，測得緣材料的損耗角正切值。從平板電容器平板間距的讀值變化則可換算得到緣材料介電常數(shù)。BH916介質損耗測試裝置是本公司研制的更新?lián)Q代產(chǎn)品，精密的加工設計、精的LCD數(shù)字讀出、一鍵式清功能，克服了機械刻度讀數(shù)誤差和圓筒形電容裝置不可避免的測量誤差

電感：
 
線圈號    測試頻率    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

GDAT高頻 Q 表采用了多項技：

雙掃描技 - 測試頻率和調諧電容的雙掃描、自動調諧搜索功能。
雙測試要素輸入 - 測試頻率及調諧電容值皆可通過數(shù)字按鍵輸入。
雙數(shù)碼化調諧 - 數(shù)碼化頻率調諧，數(shù)碼化電容調諧。
自動化測量技 -對測試件實施 Q 值、諧振點頻率和電容的自動測量。
全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調電容、電感、 Q 值、信號源頻率、諧振指針。
DDS 數(shù)字直接合成的信號源 -信源的高葆真，頻率的高、幅度的高穩(wěn)定。

 新型介電常數(shù)介質損耗測試儀主要技特性  

Q 值測量范圍  2 ～ 1023
固有誤差  ≤ 5 ％
工作誤差  ≤7％
電感測量范圍  4.5nH ～ 140mH 
電容直接測量范圍  1 ～ 200pF 
主電容調節(jié)范圍  18 ～ 220pF 
主電容調節(jié)準確度   ± 1 ％ 
信號源頻率覆蓋范圍  100kHz ～ 160MHz 
頻率分段 （ 虛擬 ）  100  ～ 160MHz 
頻率指示誤差  3 × 10 -5 ± 1 個字 

BD916介質損耗測試裝置技特性

平板電容器： 片尺寸：Φ50mm/Φ38mm 可選 　　　　　
片間距可調范圍：≥15mm
2. 夾具插頭間距：25mm±0.01mm
3. 夾具損耗正切值≤4×10-4 （1MHz）
4．測微桿分辨率：0.001mm
 

使用方法

高頻Q表是多用途的阻測量儀器，為了測量，除了使Q表測試回路本身殘余參量盡可能地小，使耦合回路的頻響盡可能地好之外，還要掌握正確的測試方法和殘余參數(shù)修正方法。

1．測試注意事項

a．本儀器應水平安放；

b．如果你需要較地測量，請接通電源后，預熱30分鐘；

c．調節(jié)主調電容或主調電容數(shù)碼開關時，當接近諧振點時請緩調；

d．被測件和測試電路接線柱間的接線應盡量短，粗，并應接觸良好、，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來的測量誤差；

e．被測件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，要時可用低損耗的緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊；

f．手不得靠近試件，以免人體感應影響造成測量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應連接在低電位端的接線柱。

2．高頻線圈的Q值測量（基本測量法）

測量電氣緣材料在工頻、音頻、高頻
(包 括 米 波 波 長 在 內(nèi))
下電容率和介質損耗因數(shù)的推薦方法
本標 準 規(guī) 定了在15H z-300M Hz的頻率范圍內(nèi)測量電容率、介質損耗因數(shù)的方法，并由此計算某
些數(shù)值，如損耗指數(shù)。本標準中所敘述的某些方法，也能用于其他頻率下測量
本 標 準 適用于測量液體、易熔材料以及固體材料。測試結果與某些物理條件有關，例如頻率、溫度、
濕度，在情況下也與電場強度有關
有 時在 過 10 00V 的電壓下試驗，則會引起一些與電容率和介質損耗因數(shù)無關的效應，對此不予
論述
2 規(guī)范性引用文件
下 列 文 件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后
的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究
是否可使用這些文件的版本。凡是不注日期的引用文件，其版本適用于本標準。
IEC 6 02 47:1978 液體緣材料相對電容率、介質損耗因數(shù)和直流電阻率的測量
3 語和定義
下列 語 和定義適用于本標準。
3. 1
相對 電 容 率 relativep ermittivity
C丁
電 容 器 的電之間及電周圍的空間充以緣材料時，其電容 Cx與同樣電構形的真空電
容C 之比:
? ”” ·············?！ぁ?(1)
式 中 :
E,— 相 對電容率;
CX — 充有緣材料時電容器的電電容;
C — 真 空中電容器的電電容。
在標 準 大 氣壓下，二氧化碳的于燥空氣的相對電容率?！傅扔?.00 0.7 3。因此，用這種電構
形在空氣中的電容C。來代替C?測量相對電容率。r時，也有的。在 一 個 測量系統(tǒng)中，緣材料的電容率是在該系統(tǒng)中緣材料的相對電容率。r與真空電氣常數(shù)Eo
的乘積
在 S 1制 中，電容率用法/米(F/m )表示。而且。在SI單位中，電氣常數(shù)。、為
‘。=8. 854 X 10 12 F/m c 1 s6a丫10 日F廠m ’“ ““‘。?！? ? (2)
在本標準中，用皮法和厘米來計算電容，真空電氣常數(shù)為:E0= 0. 088 54 pF/cm

定義

介質損耗角dielectric loss angle
由緣材料作為介質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。

介質損耗因數(shù)，，dielectric dissipation factor

tan8損耗角a的正切。

〔介質〕損耗指數(shù)
E,該材料的損耗因數(shù)
tan8與相對電容率:r的乘積

復相對電容率complex relative permittivi

式 中 :
E, 一復相對電容率;
鮮— 損耗指數(shù);
r一相對電容率;
tan8一介質損耗因數(shù)。
注 :有損耗的電容器在任何給定的頻率下能用電容C和電阻R,的串聯(lián)電路表示，或用電容C,和電阻R,(或電導G, )的 并 聯(lián) 電 路表示

CP— 并聯(lián)電容;
R,— 并聯(lián)電阻。
雖然以并聯(lián)電路表示一個具有介質損耗的緣材料通常是合適的，但在單一頻率下有時也需要以電容C,
和電阻R,的串聯(lián)電路來表示。
串聯(lián)元件與并聯(lián)元件之間，成立下列關系:

式(9), (10), (I)中C?R?C,,R,,tan6同式(7),(8)0
無論串聯(lián)表示法還是并聯(lián)表示法，其介質損耗因數(shù)tans是相等的.
假如測量電路依據(jù)串聯(lián)元件來產(chǎn)生結果，且tan'8 太大而在式(9)中不能被忽略，則在計算電容率前須先
計算并聯(lián)電容
本標準中的計算和側量是根據(jù)電流(田=2兀/)正弦波形作出的
4 電氣緣材料的性能和用途
4. 1 電介質的用途
電介 質 一 般被用在兩個不同的方面:
用作 電氣 回路元件的支撐，并且使元件對地緣及元件之間相互緣;
用 作 電 容器介質。
4.2 影響介電性能的因素
下 面分 別 討論頻率、溫度、濕度和電氣強度對介電性能的影響。
4.2. 1 頻率
因為 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材料，然而一般的電介質材料須在所使用的頻率下測量其介質損耗因數(shù)和
電容率。
電 容率 和介質損耗因數(shù)的變化是由于介質化和電導而產(chǎn)生，醉重要的變化是性分子引起的偶
子化和材料的不均勻性導致的界面化所引起的。
4.2.2 溫度
損 耗 指 數(shù)在一個頻率下可以出現(xiàn)一個醉大值，這個頻率值與電介質材料的溫度有關。介質損耗因
數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負的，這取決于在測量溫度下的介質損耗指數(shù)醉大值位置。
4.2. 3 濕度
化 的 程度隨水分的吸收量或電介質材料表面水膜的形成而增加，其結果使電容率、介質損耗因數(shù)
和直流電導率。因此試驗前和試驗時對環(huán)境濕度進行控制是不可少的
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)
4.2.4 電場強度
存 在 界 面化時，自由離子的數(shù)目隨電場強度而增加，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，只要電介質中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質損耗因數(shù)與電場強度無關
5 試樣和電
5.1 固體緣材料
5.1.1 試樣的幾何形狀
測定 材 料 的電容率和介質損耗因數(shù)，采用板狀試樣，也可采用管狀試樣

在測 定 電容率需要較高時，誤差來自試樣尺寸的誤差，尤其是試樣厚度的誤差，因此厚
度應大，以滿足測量所需要的。厚度的選取決定于試樣的制備方法和各點間厚度的變化。
對1%的來講，1.5 mm的厚度就了，但是對于更高，采用較厚的試樣，例如
6 mm-12 mm 測量厚度須使測量點有規(guī)則地分布在整個試樣表面上，且厚度均勻度在士1%內(nèi)。
如果材料的密度是已知的，則可用稱量法測定厚度選取試樣的面積時應能提供滿足要求的試樣
電容。測量10 pF的電容時，使用有良好屏蔽保護的儀器。由于現(xiàn)有儀器的限分辨能力約1 pF,因此
試樣應薄些，直徑為10 cm或更大些
需要 測 低 損耗因數(shù)值時，很重要的一點是導線串聯(lián)電阻引人的損耗要盡可能地小，即被測電容和該
電阻的乘積要盡可能小同樣，被測電容對總電容的比值要盡可能地大表示導線電阻要盡可
能低及試樣電容要小。第二點表示接有試樣橋臂的總電容要盡可能小，且試樣電容要大。因此試樣電
容取值為20 pF，在測量回路中，與試樣并聯(lián)的電容不應大于約5 pF,
5. 1.2 電系統(tǒng)
5. 1.2. 1 加到試樣上的電
電 可 選 用5.1.3中任意一種。如果不用保護環(huán)。而且試樣上下的兩個電對齊時，其中一個
電應比另一個電大些。已經(jīng)加有電的試樣應放置在兩個金屬電之間，這兩個金屬電要比試
樣上的電稍小些。對于平板形和圓柱形這兩種不同電結構的電容計算公式以及邊緣電容近似計算
的經(jīng)驗公式由表飛給出。
對于 介 質 損耗因數(shù)的測量，這種類型的電在高頻下不能滿足要求，除非試樣的表面和金屬板都非
常平整。圖〕所示的電系統(tǒng)也要求試樣厚度均勻
5.1.2.2 試樣上不加電
表 面 電導 率很低的試樣可以不加電而將試樣插人電系統(tǒng)中測量，在這個電系統(tǒng)中，試樣的一
側或兩側有一個充滿空氣或液體的間隙。
平 板 電 或圓柱形電結構的電容計算公式由表3給出。
下 面 兩 種型式的電裝置合適
5. 1.2.2. 1 空氣填充測微計電
當試 樣 插 人和不插人時，電容調節(jié)到同一個值，不需進行測量系統(tǒng)的電氣校正就能測定電容
率。電系統(tǒng)中可包括保護電
5. 1.2.2.2 流體排出法
在 電容 率 近似等于試樣的電容率，而介質損耗因數(shù)可以忽略的一種液體內(nèi)進行測量，這種測量與試樣厚度測量的關系不大。當相繼采用兩種流體時，試樣厚度和電系統(tǒng)的尺寸可以從計算公式中
消去
試樣 為 與 試驗池電直徑相同的圓片，或對測微計電來說，試樣可以比電小到使邊緣效應
忽略不計在測微計電中，為了忽略邊緣效應，試樣直徑約比測微計電直徑小兩倍的試樣厚度。