電容率測試儀原理

高壓電橋采用典型的西林電橋線路。C4橋臂在基本量程時，與R4橋臂并聯(lián)，測量數(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)對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成。自動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)生一個與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時，A,B,S三點電位必然相等，從而達到自動跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時，輔橋也自動跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動式檢流計的缺點。

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標準電容器，并可按用戶要求擴裝外接標準電容線路。

電容率測試儀特點；

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，機械壽命長的十進開關(guān)，保證測量的穩(wěn)定性

儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。

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)附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

電橋測量靈敏度

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，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。

在下面的計算公式中，用戶可根據(jù)實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個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出來。

工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓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

用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計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)測量方法綜述介電常數(shù)的測量按材質(zhì)分類可以分為對固體、液體、氣體以及粉末(顆粒)的測量[7]。固體電介質(zhì)在測量時應用，通常可以分為對固定形狀大小的固體和對形狀不確定的固體的測量。相對于固體，液體          和氣體的測試方法較少。對于液體，可以采用波導反射法測量其介電常數(shù)，誤差在5%左右[8]。此外國家標準中給出了在90℃、工頻條件下測量液體損耗角         正切及介電常數(shù)的方法[9]。對于氣體，具體測試方法少且精度都不十分高。文獻[10]中給出一種測量方法，以測量共振頻率為基礎(chǔ)，在LC 串聯(lián)諧振電路中產(chǎn)生震蕩，利用數(shù)字頻率計測量諧振頻率，不斷改變壓強和記錄當前壓強下諧振頻率，后用作圖或者一元線性回歸法處理數(shù)據(jù)，得到電容變化率進而計算出相對介電常數(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

正切值的測定方法

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

 2~18 試方法 GHz 2~20 0.0001~0.005

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

 [GB 7265.2-87]固體電介質(zhì)微波復介電常數(shù)的測試方法——“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試方法相對自由介電常數(shù)溫度特性的測 試 1 kHz 適用于壓電陶瓷材料

[GB/T 12636-90]微波介質(zhì)基片復介電常數(shù)帶狀線測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)損耗角正切及相對介電常數(shù)的測量(1 MHz 以下)

[SJ 20512-1995]微波大損耗固體材料復介電常數(shù)和

2~40 GHz 2~100 <1.2 適用于微波大損耗固體材料

復磁導率測試方法

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

和介電常數(shù)試驗方法MHz

[SJ/T 10142-91]電介質(zhì)材料微波復介電常數(shù)測試方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)微波復介電常數(shù)測試方

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值測量

a．Q值測量范圍：2～1023；

b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔；

c．標稱誤差

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%

電感測量范圍 14.5nH～8.14H

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

 注：大于直接測量范圍的電容測量見使用方法。 

信號源頻率覆蓋范圍

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個字

使用方法

高頻Q表是多用途的阻抗測量儀器，為了提高測量精度，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．如果你需要較精確地測量，請接通電源后，預熱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，當接近諧振點時請緩調(diào)；

d．被測件和測試電路接線柱間的接線應盡量短，足夠粗，并應接觸良好、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，必要時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）

試品的測試

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

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

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

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

⑤整個測量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗。第二升起試驗電壓，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。應總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時，電橋的平衡狀況。第四在某一點上用戶會發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時可調(diào)節(jié)C4開關(guān)，順序時從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到小位。第五用戶在調(diào)節(jié)C4到某一點時又會發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時又要去調(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，然后又會出現(xiàn)第四點時的問題，又必須要調(diào)節(jié)C4開關(guān)．．．就這樣來回往復地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關(guān)，直至靈敏度開關(guān)大時，并指針回另（或指另儀指示到小）。表明電橋已達到平衡。

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