橡膠介電常數損耗測試儀

橡膠介電常數損耗測試儀電極參數：

  平板電容極片：Φ50mm/Φ38mm可選

間距可調范圍：≥15mm  

頻率范圍     ：   20KHz-60MHz/

頻率指示誤差：3×10^-5±1個(gè)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  

橡膠介電常數損耗測試儀Q表參數：

GDAT高頻Q表

頻率范圍  20KHz-60MHz

頻率指示誤差  3×10^-5±1個(gè)字

主電容調節范圍：30-500/18-220pF

主調電容誤差：<1%或1pF

Q范圍 2-1023

介電常數測試儀由BH916測試裝置（夾具）、GDAT型高頻Q表、數據采集和tanδ自動(dòng)測量控件（裝入GDAT)、及LKI-1型電感器組成，它依據國標GB/T 1409-2006、美標ASTM D150以及電工委員會(huì )IEC60250的規定設計制作。系統提供了絕緣材料的高頻介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)自動(dòng)測量的解決方案。

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(zhì)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。

數據采集和tanδ自動(dòng)測量控件（裝入GDAT)，實(shí)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(wú)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。

介電常數的定義
介電常數描述的是材料與電場(chǎng)之間的相互作用。介電常數 (K*)等于復數相對介電常數(ε*r)，或復數介電常數(ε*)與真空介電常數(ε0)的比值。復數相對介電常數的實(shí)部(ε'r) 表示外部電場(chǎng)有多少電能儲存到材料中；對于絕大多數固體和液體來(lái)說(shuō)，ε'r>1。復數相對介電常數的虛部(ε"r) 稱(chēng)為損耗系數，表示材料中儲存的電能有多少消耗或損失到外電場(chǎng)中。ε"r始終>0，且通常遠遠小于ε'r。損耗系數同時(shí)包括介電材料損耗和電導率的效應。
如果用簡(jiǎn)單的矢量圖表示復數介電常數，那么實(shí)部和虛部的相位將會(huì )相差90°。其矢量和與實(shí)軸(ε'r)形成夾角δ。通常使用這個(gè)角度的正切值tanδ或損耗角正切來(lái)表示材料的相對“損耗”。
 

使用平行板法測量介電常數
當使用阻抗測量?jì)x器測量介電常數時(shí)，通常采用平行板法。
 

平行板法在ASTM D150標準中又稱(chēng)為三端子法，其原理是通過(guò)在兩個(gè)電極之間插入一個(gè)材料或液體薄片組成一個(gè)電容器，然后測量其電容，根據測量結果計算介電常數。在實(shí)際測試裝置中，兩個(gè)電極配備在夾持介電材料的測試夾具上。阻抗測量?jì)x器將測量電容(C)和耗散(D)的矢量分量，然后由軟件程序計算出介電常數和損耗角正切。
當簡(jiǎn)單地測量?jì)蓚€(gè)電極之間的介電材料時(shí)，在電極邊緣會(huì )產(chǎn)生雜散電容或邊緣電容，從而使得測得的介電材料電容值比實(shí)際值大。邊緣電容會(huì )導致電流流經(jīng)介電材料和邊緣電容器，從而產(chǎn)生測量誤差。
使用保護電極，可以消除邊緣電容所導致的測量誤差。保護電極會(huì )吸收邊緣的電場(chǎng)，所以在電極之間測得的電容只是由流經(jīng)介電材料的電流形成，這樣便可以獲得準確的測量結果。當結合使用主電極和保護電極時(shí)，主電極稱(chēng)為被保護電極。
 

接觸電極法
這種方法通過(guò)測量與被測材料（MUT）直接接觸的電極的電容來(lái)推導出介電常數。
 

介電常數和損耗角正切通過(guò)以下公式 計算:
 

其中Cp: MUT的等效平行電容 [F]
D: 耗散系數 (測量值)
tm: MUT 的平均厚度 [m]
A: 被保護電極的表面積 [m2]
d: 被保護電極的直徑 [m]
ε0: 自由空間的介電常數 =8.854 x 10-12 [F/m]
接觸電極法不需要制備任何材料，而且測量操作非常簡(jiǎn)單，因此得到zui廣泛的使用。不過(guò)在用這種方法進(jìn)行測量時(shí)，如果沒(méi)有考慮到空氣間隙及其影響，那么可能會(huì )產(chǎn)生嚴重的測量誤差。
當電極直接接觸 MUT 時(shí)，MUT 與電極之間會(huì )形成一個(gè)空氣間隙。無(wú)論 MUT 兩面組成得多么平坦和平行，都不可避免會(huì )產(chǎn)生空氣間隙。這個(gè)空氣間隙會(huì )導致測量結果出現誤差，因為測量的電容實(shí)際上是介電材料與空氣間隙串聯(lián)結構的電容。
 

通過(guò)用薄膜電極接觸介電材料的表面，可以減小空氣間隙的影響。雖然需要進(jìn)行額外的材料制備 (制作薄膜電極)，但可以實(shí)現zui準確的測量。
※非接觸電極法
非接觸電極法從概念上來(lái)說(shuō)融合了接觸電極法的優(yōu)勢，并避免了其缺點(diǎn)。它不需要薄膜電極，但仍可解決空氣間隙效應。根據在有 MUT 和沒(méi)有 MUT 時(shí)獲得的兩個(gè)電容測量結果推導出介電常數。
 

理論上，電極間隙 (tg)應比 MUT的厚度 (tm) 略微小一點(diǎn)。換句話(huà)說(shuō)，空氣間隙(tg-tm) 應遠遠小于 MUT 的厚度(tm)。要想正確執行測量，必須滿(mǎn)足這些要求。zui少要進(jìn)行兩次電容測量，以便使用測量結果計算介電常數。
 

平行板測量法的比較
方法：     接觸電極    (不使用薄膜電極)             非接觸電極              接觸電極  (使用薄膜電極)
精度              低                                   中                         高
適用的MUT    具有平滑表面的固體材料      具有平滑表面的固體材料        薄膜電極必須應用到表面
操作           1次測量                            2次測量                     1次測量