電容率測(cè)試儀原理

高壓電橋采用典型的西林電橋線路。C4橋臂在基本量程時(shí)，與R4橋臂并聯(lián)，測(cè)量數(shù)值為正損耗因數(shù)。結(jié)構(gòu)采用了雙層屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數(shù)對(duì)電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成。自動(dòng)跟蹤器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓，通過放大后，在內(nèi)屏蔽（S）產(chǎn)生一個(gè)與B電位相等的電壓。當(dāng)電橋在平衡時(shí)，A,B,S三點(diǎn)電位必然相等，從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時(shí)，輔橋也自動(dòng)跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對(duì)主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時(shí)也有效的抑制了電壓波動(dòng)對(duì)平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動(dòng)式檢流計(jì)的缺點(diǎn)。

The typical Xilin bridge line is adopted for the high voltage bridge. When C4 bridge arm is in basic range, it is parallel with R4 bridge arm, and the measured value is positive loss factor. The structure adopts double-layer shielding. Through the auxiliary balance of the auxiliary bridge, the influence of parasitic parameters on the balance of the bridge is eliminated. The auxiliary bridge consists of an automatic potential tracker and an inner shield (s). The automatic tracker consists of electronic components. It takes an input voltage at bridge top B, and generates a voltage equal to B potential through internal shielding (s) after amplification. When the bridge is in balance, the potential of a, B and s must be equal, so as to achieve the purpose of automatic tracking. In the balance process of the bridge, the auxiliary bridge adopts automatic potential tracking. In the balance process of the main bridge, the auxiliary bridge is also in the balance state all the time. As long as users operate the main bridge balance, they can get reliable data. At the same time, the effect of voltage fluctuation on the balance is effectively suppressed. In the zero pointing part, the pointer type ammeter is used to indicate, which is visual and clear, and overcomes the shortcomings of the previous vibration type galvanometer.

高壓電橋是本公司推出的新一代高壓電橋，主要用于測(cè)量工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損耗(tgδ)及介電常數(shù)（ε）。符合GB1409、GB5654及GB/T1693, ASTM *150-1998(2004) 固體電絕緣材料的交流損耗特性及介電常數(shù)的試驗(yàn)方法其采用了西林電橋的經(jīng)典線路，內(nèi)附0-2500的數(shù)顯高壓電源及100PF標(biāo)準(zhǔn)電容器，并可按用戶要求擴(kuò)裝外接標(biāo)準(zhǔn)電容線路。

電容率測(cè)試儀特點(diǎn)；

橋體內(nèi)附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線及少。

電橋采用接觸電阻小，機(jī)械壽命長(zhǎng)的十進(jìn)開關(guān)，保證測(cè)量的穩(wěn)定性

儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場(chǎng)的干擾。

儀器內(nèi)部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術(shù)性能穩(wěn)定可靠。

內(nèi)附高壓電源精度3%

內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

電橋測(cè)量靈敏度

電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)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。

工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對(duì)V點(diǎn)的電壓zui高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：

10×1kΩ                             1max≤15mA

10×100Ω                            1max≤120mA

10×10Ω                             l max≤150mA

用戶在使用前應(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量，按以下公式來計(jì)算出大概的工作電流。

I=ω V C

輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

指零裝置的技術(shù)特性：

在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格

二次諧波 減不小于25dB

三次諧波 減不小于50dB

介電常數(shù)測(cè)量方法綜述介電常數(shù)的測(cè)量按材質(zhì)分類可以分為對(duì)固體、液體、氣體以及粉末(顆粒)的測(cè)量[7]。固體電介質(zhì)在測(cè)量時(shí)應(yīng)用，通?？梢苑譃閷?duì)固定形狀大小的固體和對(duì)形狀不確定的固體的測(cè)量。相對(duì)于固體，液體          和氣體的測(cè)試方法較少。對(duì)于液體，可以采用波導(dǎo)反射法測(cè)量其介電常數(shù)，誤差在5%左右[8]。此外國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中給出了在90℃、工頻條件下測(cè)量液體損耗角         正切及介電常數(shù)的方法[9]。對(duì)于氣體，具體測(cè)試方法少且精度都不十分高。文獻(xiàn)[10]中給出一種測(cè)量方法，以測(cè)量共振頻率為基礎(chǔ)，在LC 串聯(lián)諧振電路中產(chǎn)生震蕩，利用數(shù)字頻率計(jì)測(cè)量諧振頻率，不斷改變壓強(qiáng)和記錄當(dāng)前壓強(qiáng)下諧振頻率，后用作圖或者一元線性回歸法處理數(shù)據(jù)，得到電容變化率進(jìn)而計(jì)算出相對(duì)介電常數(shù)。[GB/T 1693-2007]硫化橡膠介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角工頻、高頻適用于硫化橡膠

正切值的測(cè)定方法

 [GB/T 5597-1999]固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)

 2~18 試方法 GHz 2~20 0.0001~0.005

 [GB 7265.1-87]固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)試方2~18 GHz 2~20  0.0001~0.005 微擾法

 [GB 7265.2-87]固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)的測(cè)試方法——“開式腔”法      3~30 GHz 5~100 0.0002~0.006 開式腔法

 [GB 11297.11-89]熱釋電材料介電常數(shù)的測(cè)試方法1 kHz ± 5% 適用于熱釋 電材料

 [GB 11310-89]壓電陶瓷材料性能測(cè)試方法相對(duì)自由介電常數(shù)溫度特性的測(cè) 試 1 kHz 適用于壓電陶瓷材料

[GB/T 12636-90]微波介質(zhì)基片復(fù)介電常數(shù)帶狀線測(cè)1~20 GHz 2~25 0.0005~0.01 試方法

[QJ 1990.3-90]電絕緣粘合劑電性能測(cè)試方法工頻、工頻、高頻適用于電絕緣粘合劑

高頻下介質(zhì)損耗角正切及相對(duì)介電常數(shù)的測(cè)量(1 MHz 以下)

[SJ 20512-1995]微波大損耗固體材料復(fù)介電常數(shù)和

2~40 GHz 2~100 <1.2 適用于微波大損耗固體材料

復(fù)磁導(dǎo)率測(cè)試方法

[SJ/T 1147-93]電容器用有機(jī)薄膜介質(zhì)損耗角正切值工頻、1 kHz、1 適用于電容器用有機(jī)薄膜

和介電常數(shù)試驗(yàn)方法MHz

[SJ/T 10142-91]電介質(zhì)材料微波復(fù)介電常數(shù)測(cè)試方4~12 GHz 4~80 0.1~1 適用于電介質(zhì)材料、同軸線終端開路

法同軸線終端開路法法

[SJ/T 10143-91]固體電介質(zhì)微波復(fù)介電常數(shù)測(cè)試方

法——重入腔法 100~1000 MHz <20 0.0002~0.02 適用于電介質(zhì)材料、重入腔法

[SJ/T 11043-96]電子玻璃高頻介質(zhì)損耗和介電常數(shù)

50~50 MHz 適用于電子玻璃的測(cè)試方法

低頻、射頻、適用于巖樣、本方法所指低頻為1

[SY/T 6528-2002]巖樣介電常數(shù)測(cè)量方法KHz~15 MHz、射頻為20 MHz~0.27 超高頻

GHz、超高頻為0.2 GHz~3 GHz

1．Q值測(cè)量

a．Q值測(cè)量范圍：2～1023；

b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔；

c．標(biāo)稱誤差

頻率范圍 25kHz～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(cè)量范圍 14.5nH～8.14H

直接測(cè)量范圍 1-460P  主電容調(diào)節(jié)范圍 40～500pF  準(zhǔn)確度 150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%

 注：大于直接測(cè)量范圍的電容測(cè)量見使用方法。 

信號(hào)源頻率覆蓋范圍

頻率范圍 10kHz～70MHz

CH1 10～99.9999kHz CH2  100～999.999kHz  CH3 1～9.99999MHz CH4 10～70MHz ?頻率指示誤差3×10-5±1個(gè)字

使用方法

高頻Q表是多用途的阻抗測(cè)量?jī)x器，為了提高測(cè)量精度，除了使Q表測(cè)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(cè)試方法和殘余參數(shù)修正方法。

1．測(cè)試注意事項(xiàng)

a．本儀器應(yīng)水平安放；

b．如果你需要較精確地測(cè)量，請(qǐng)接通電源后，預(yù)熱30分鐘；

c．調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開關(guān)時(shí)，當(dāng)接近諧振點(diǎn)時(shí)請(qǐng)緩調(diào)；

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

e．被測(cè)件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時(shí)可用低損耗的絕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(yīng)影響造成測(cè)量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。

2．高頻線圈的Q值測(cè)量（基本測(cè)量法）

試品的測(cè)試

①在不知道被測(cè)試品的大概容量及損耗時(shí)，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點(diǎn)后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細(xì)平衡點(diǎn)。

②在測(cè)量時(shí)，靈敏度開關(guān)是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

③在測(cè)量時(shí)，R3開關(guān)時(shí)按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

④在測(cè)量時(shí)，C4開關(guān)時(shí)按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

⑤整個(gè)測(cè)量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗(yàn)。第二升起試驗(yàn)電壓，并調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān)，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒有平衡。第三調(diào)節(jié)R3開關(guān)，順序從左至右。這時(shí)通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況。如表頭已回另，可再加大靈敏度。應(yīng)總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時(shí)，電橋的平衡狀況。第四在某一點(diǎn)上用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時(shí)可調(diào)節(jié)C4開關(guān)，順序時(shí)從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到小位。第五用戶在調(diào)節(jié)C4到某一點(diǎn)時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時(shí)又要去調(diào)節(jié)R3開關(guān)，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的后位，然后又會(huì)出現(xiàn)第四點(diǎn)時(shí)的問題，又必須要調(diào)節(jié)C4開關(guān)．．．就這樣來回往復(fù)地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關(guān)，直至靈敏度開關(guān)大時(shí)，并指針回另（或指另儀指示到?。?。表明電橋已達(dá)到平衡。

⑥測(cè)量完畢后或在暫停測(cè)量時(shí)，應(yīng)將另儀的靈敏度開關(guān)降至“0”，再將測(cè)量電壓降至另并切斷電源開關(guān)，根據(jù)計(jì)算公式，算出被測(cè)試品的容量及介損值。