材料介電常數介質損耗測試儀

  介電常數介質損耗測試儀附表一,介質損耗測試系統主要性能參數一覽表

BH916測試裝置                                         GDAT高頻Q表

平板電容極片 Φ50mm/Φ38mm                            可選頻率范圍20KHz-60MHz/200KHz-160MHz

間距可調范圍≥15mm                                    頻率指示誤差3×10-5±1個字

夾具插頭間距25mm±0.01mm                              主電容調節范圍30-500/18-220pF

測微桿分辨率0.001mm                                  主調電容誤差<1%或1pF

夾具損耗角正切值≦4×10-4 （1MHz)                     Q測試范圍2～1023

介電常數介質損耗測試儀特點

1、《BH916介質損耗裝置》(測試夾具)是測試系統的核心檢測部件，它由一個LCD數字顯示的微測量裝置和一對經精密加工的、間距可調的平板電容器極片組成。

平板電容器極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，測得絕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絕緣材料介電常數。

BH916介質損耗測試裝置是本公司研制的更新換代產品，精密的加工設計、精確的LCD數字讀出、一鍵式清零功能，克服了機械刻度讀數誤差和圓筒形電容裝置不可避免的測量誤差。

2、基于串聯諧振原理的《GDAT高頻Q表》是測試系統的二次儀表，其數碼化主調電容器的創新設計代表了行業的zui高成就，隨之帶來了頻率、電容雙掃描GDAT的全新搜索功能。

該表具有*人機界面，采用LCD液晶屏顯示各測量因子：Q值、電感L、主調電容器C、測試頻率F、諧振趨勢指針等。

高頻信源采用直接數字合成,測試頻率10KHz-60MH或200KHz-160MHz，頻率精度高達1×10-6。

國標GB/T 1409-2006規定了用Q表法來測定電工材料高頻介質損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)。

把被測材料作為平板電容的介質，與輔助電感等構成串聯諧振因子引入Q表的測試回路，以獲取zui高的測試靈敏度。

因而Q表法的測試結果更真實地反映了介質在高頻工作狀態下的特征。

GDAT高頻Q表的全數字化界面和微機控制使讀數清晰穩定、操作簡便。

操作者能在任意點頻率或電容值的條件下檢測Q值甚至tanδ，無須關注量程和換算，*摒棄了傳統Q表依賴面板上印制的輔助表格操作的落后狀況，它無疑是電工材料高頻介質損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)測量的理想工具。

3、數據采集和tanδ自動測量控件（裝入GDAT)，實現了數據采集、數據分析和計算的微處理化，tanδ 測量結果的獲得無須繁瑣的人工處理，因而提高了數據的精確度和測量的同一性，是人工讀值和人工計算*的。

4、一個高品質因數（Q)的電感器是測量系統*的輔助工具，關乎測試的靈敏度和精度，在系統中它與平板電容（BH916）構成了基于串聯諧振的測試回路。

本系統推薦的電感器為LKI-1電感組共由9個高性能電感器組成，以適配不同的檢測頻率。

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．調節主調電容或主調電容數碼開關時，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，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）

  A．直接法

  a．將被測線圈接在“L_x”接線柱上；

  b．選擇適當的工作頻段和工作頻率；

  c．先調調諧電容器到諧振點，即Q表讀數達zui大，此讀數即為被測電感的有效Q值(Q_e)，若需得到被測電感的真實Q值（Q_T），則應先測出線圈分布電容C₀，然后照下式修正

C₁是調諧電容器諧振時讀數，如諧振時C₁的讀數很大，C₀只占很小比例，則有效Q值(Q_e)和真實Q值(Q_T)差別可以忽略。

當Q值量程選擇自動切換時，在調諧時，如遇量程自動轉換，應停頓一下，待Q值穩定后，根據讀數值變大或變小，確定繼續調電容的方向。

B．變容法

a．照直讀法“a-d”進行，記下諧振時電容讀數C₁和Q₁；

b．調節主調電容數碼開關，使Q值二次指示均為Q₁的0.707時，記下此時兩次電容讀數的差數ΔC，

倘要得到精確結果，則線圈的分布電容應加在C₁之內，并應使主調電容作多次偏調，然后取其平均讀數。

測Q值較高的線圈時，Q值下降到0.707 Q₁時，電容偏調很小，讀數誤差較大，這時可將主電容作較大偏調(10％以內)，記下偏調數ΔC和偏調后的Q值讀數Q₂，這時Q值表達式為：

C. 變頻法

a．按直讀法“a-d”進行，記下諧振時讀數C₁和Q₁以及頻率讀數f₀；

b．改變信號源的頻率使Q值二次指示為Q₁的0.707(一次容性失諧，一次感性失諧)，記下此時二次頻率讀數差值Δf，這時回路的真實Q_T為：

考慮到線圈的分布電容時，線圈的有效Q值為

    變頻法測量Q值一般表達式為(未考慮分布電容)：

注：Δf是頻率偏調數，Q₁為諧振時Q表讀數，Q₂是偏調后Q表讀數。

3．高頻線圈電感值的測量

a．將被測線圈接在“L_x”接線柱上，接觸要良好；

b．根據線圈大約電感值，按所需選一個合適的頻率以保證能諧振；

c．如要得到真實電感數（L_T），必須先測得電感分布電容量C₀，如分布電容較小的話，在調到諧振點后，記下主調電容C₁，然后再將主調電容量調在“C₁+C₀”值上，這時度盤的電感讀數乘以對應的倍數，就是所求真實電感讀數，也可按以下公式計算求得：

f被測電感小于1μH時，按上法測得電感值還應減去儀器中測試回路本身剩余電感“L₀”（A  L0約26nH,，C  L0約7nH）。

4．高頻線圈分布電容C₀的測量

A．倍頻率法

如線圈的分布電容較大，可用此法作近似測試。

將被測線圈按在“L_x””接線柱上，調調諧電容器到zui大電容數值，調訊號源頻率到諧振，令諧振時頻率和指示調諧電容分別是f₁和C₁。然后將訊號源頻率調到f₂ (f₂=n f₁)，再調電容器度盤到諧振點，此時電容讀數為C₂，根據下式即可求出分布電容量（測量時微調電容到零）

如取n=2，則為：C₀=（C₁－4C₂）/ 3。

若取不同C₁進行多次測量后取一個平均值，則測試結果將較為準確。

   B．自然頻率法（此法可獲得較準確的結果）

   a．將被測線圈接在“L_x”接線柱上；

   b．將微調電容器度盤調至零，調諧電容器度盤調到zui大電容值C₁；

   c．調訊號源頻率，使回路諧振，該頻率為f₁；

   d．取下被測線圈，換上一個能在調諧電容器調節范圍內和十倍于f₁頻率諧振的電感；

   e．訊號源調到10 f₁位置，調節調諧電容器到諧振點；

   f．將被測線圈接在“C_x”兩端，調節調諧電容器達諧振，此時視電容讀數是增加還是減小。若增加，則應將振蕩器頻率調高些，若減小，則頻率調低些；

   g．再取下被測線圈，調節主調電容達到諧振；

   h．重復步驟“f”、“g”直到某一頻率，被測線圈接上“C_x”兩端和不接上均不改變諧振點，這一頻率即為被測線圈的自然諧振頻率f₂，它的C₀數值為：

C₀=C₁ (f₁／f₂)²

  注：測量中所需輔助線圈可由LKI-l電感組提供便利。

  5．電容器容量的測量

  A. 在測量范圍內的小于主調電容量的電容器的測量

a．選一個適當的諧振電感接到“L_x”的兩端；

b．將調諧電容器調到zui大值附近，令這個電容是C₁，如未知電容是小數值的，C₁應調到較小電容值附近，以便達到盡可能高的分辨率；

c．調訊號源的頻率，使測試回路諧振，令諧振器Q的讀數為Q₁；

d．將被測電容接在“C_x”兩端，調節調諧電容器，使測試電路再諧振，令新的調諧電容值為C₂和指示Q值為Q₂。

被測電容的有效電容為：C_x= C₁－C₂

電容器損耗角正切為：

電容器的有效并聯電阻為：

C₀為回路諧振電感的自身電容。

B．大于調諧電容量的電容器用可替代法測量

a. 取一只適當容量的標準電容量，其容量為C₃，將它接在“C_x”接線柱上；

b．按5A／a-c各測試步驟；

c．取下標準電容器，將被測電容接到“C_x”接線柱，調節調諧電容器到諧振，此時主調電容量讀數為C₂，則C_x可由下式得到：

C_x=C₃+ C₁－C₂

6．Q合格范圍預置功能使用（AS2853A暫時只能設置下限值）

Q合格范圍預置功能特別適用于工廠需大批量測試某同一規格元件的Q值，當該元件Q值超過某一給定值或在一定范圍內即為合格，這時液晶顯示屏顯示“OK”，儀器同時鳴叫提醒，這樣可減輕工人視力疲勞，同時大大加快了測試速度。 

維修

1．新購儀器的檢查

新購的儀器能先用LKI-1電感組，將各個電感在各個不同頻率測試Q值，把測試的情況，例使用的電感號、測試頻率Q讀數、電容讀數等多次測得數及測試環境條件逐一詳細記錄，并把記錄保存起來，以供以后維修時作參考。

LKI-1電感組是測試時作輔助電感用的，不能把這些電感當作高精度的標準電感看待。隨著測試環境條件不同，測得電感器Q值和分布電容可能略有不同。

2．使用和保養

高頻Q表是比較精密的阻抗測量儀器，在合理使用和注意保養情況下，才能保證長期穩定和較高的測試精度。

a．熟悉本說明書，正確地使用儀器；

b．使儀器經常保持清潔、干燥；

c．本儀器保用期為18個月，如發現機械故障或失去準確度，可以原封送回本廠，免費修理。 

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