介电常数测试仪有什么用途？

介电常数测试仪有什么用途？

 介电常数测试仪用来测量绝缘材料的损耗角的，（GDAT-A）也可以说是测量电气绝缘材料的电容率，高频Q表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。该仪器广泛地用于科研机关、学校、工厂等单位。

技术参数：

1．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（100kHz～10MHz）： 频率范围（10MHz～160MHz）：

     固有误差：≤5％±满度值的2% 固有误差：≤6％±满度值的2%

     工作误差：≤7％±满度值的2% 工作误差：≤8％±满度值的2%

2．电感测量范围：4.5nH~7.9mH

3．电容测量：1~205

     主电容调节范围：18～220pF

     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后页使用说明

4.  信号源频率覆盖范围

     频率范围CH1:0.1～0.999999MHz, CH2: 1～9.99999MHz,

     CH3:10～99.9999MHz, CH1 :100～160MHz,

5．Q合格指示预置功能:      预置范围：5～1000。

6．B-测试仪正常工作条件

a.  环境温度：0℃～+40℃；

b．相对湿度：<80％；

c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

7．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。

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

温度

损耗指数在一个频率下可以出现一个 大值，这个频率值与电介质材料的温度有关。介质损耗因数和电容率的温度系数可以是正的或负的，这取决于在测量温度下的介质损耗指数 大值位置。

电场强度

存在界面极化时，自由离子的数目随电场强度增大而增加，其损耗指数 大值的大小和位置也随此而变。

 在较高的频率下，只要电介质中不出现局部放电，电容率和介质损耗因数与电场强度无关.

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。

漏导损耗

实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质，在外电场的作用下，总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流，这种微小电流称为漏导电流，漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实阿的电介质总存在一些缺陷，或多或少存在一些带电粒子或空位，因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。

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 。

电介质在恒定电场作用下，介质损耗的功率为

　　W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd

定义单位体积的介质损耗为介质损耗率为

ω=σE2

在交变电场作用下，电位移D与电场强度E均变为复数矢量，此时介电常数也变成复数，其虚部就表示了电介质中能量损耗的大小。

D，E，J之间的相位关系图

D，E，J之间的相位关系图

如图所示，从电路观点来看，电介质中的电流密度为

J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ+iJe

式中Jτ与E同相位。称为有功电流密度，导致能量损耗；Je，相比较E超前90°，称为无功电流密度。

定义

tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ

式中，δ称为损耗角，tanδ称为损耗角正切值。

损耗角正切表示为获得给定的存储电荷要消耗的能量的大小，是电介质作为绝缘材料使用时的重要评价参数。为了减少介质损耗，希望材料具有较小的介电常数和更小的损耗角正切。损耗因素的倒数Q=（tanδ）-1在高频绝缘应用条件下称为电介质的品质因素，希望它的值要高。

主要特点：

空洞共振腔适用于CCL/印刷线路板，薄膜等非破坏性低介电损耗材料量测。

印电路板主要由玻纤与环氧树脂组成的, 玻纤介电常数为5~6, 树脂大约是3, 由于树脂含量, 硬化程度, 溶剂残留等因素会造成介电特性的偏差, 传统测量方法样品制作不易, 尤其是薄膜样品( 小于 10 mil) 量测值偏低。

介电常数介质损耗仪计算公式

Cx=R4× Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4     R4[Ω]  C4[F]

当R4=10K/π

tgδ=C4      

当R4=1K/π

tgδ=0.1C4   

我们采取相对固定R4电阻，分别调节R3和C4使桥跟平衡，从而测得试品的电容值Cx和介质损耗tg。本电桥为了直读出损耗值，取电阻R4的阻值为角频率（f=50Hz）若干倍。

公式说明

.频率对介质损耗正公式：

本电桥额定的工作频率f=50Hz，在实际工作频率偏离额定频率时可用修正式进行修正：

tg=f^’·tgδ / f

式中：f    为额定工作频率（f=50Hz）

f’   为实际工作频率

tgδ  电桥测得损耗值

tgδ  为被测试品介质损耗角正切的实际值

LKI-1电感组

注意: 可定制100MHz电感. 

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。

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％。

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。