高頻介電常數(shù)測試儀70MHZ管狀試樣

對管狀試樣而言，合適的電極系統(tǒng)將取決于它的電容率、管壁厚度、直徑和所要求的測量精度。一般情況下，電極系統(tǒng)應(yīng)為一個內(nèi)電極和一個稍為窄一些的外電極和外電極兩端的保護電極組成，外電極和保護電極之間的間隙應(yīng)比管壁厚度小。對小直徑和中等直徑的管狀試樣，外表面可加三條箔帶或沉積金屬帶，中間一條用作為外電極（測量電極），兩端各有一條用作保護電極。內(nèi)電極可用汞，沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸。

高電容率的管狀試樣，其內(nèi)電極和外電極可以伸展到管狀試樣的全部長度上，可以不用保護電極。

大直徑的管狀或圓筒形試樣，其電極系統(tǒng)可以是圓形或矩形的搭接，并且只對管的部分圓周進行試驗。這種試樣可按板狀試樣對待，金屬箔、沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸內(nèi)電極與金屬箔或沉積金屬膜的外電極和保護電極一起使用。如采用金屬箔做內(nèi)電極，為了保證電極和試樣之間的良好接觸，需在管內(nèi)采用一個彈性的可膨脹的夾具。

對于非常準確的測量，在厚度的測量能達到足夠的精度時，可采用試樣上不加電極的系統(tǒng)。對于相對電容率εr不超過10的管狀試樣，方便的電極是用金屬箔、汞或沉積金屬膜。相對電容率在10以上的管狀試樣，應(yīng)采用沉積金屬膜電極；瓷管上可采用燒熔金屬電極。電極可像帶材一樣包覆在管狀試樣的全部圓周或部分圓周上。

儀器的技術(shù)指標

1．Q值測量范圍：2～1023

2．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔；

3．電感測量范圍：自身殘余電感和測試引線電感的自動扣除功能4.5nH-100mH 分別有0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH九個電感組成。

4．電容直接測量范圍：1～460pF                                                

5．主電容調(diào)節(jié)范圍： 30～500pF                                            

6．電容準確度 150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%                                                                   7．信號源頻率覆蓋范圍100KHz-70MHz （雙頻對向搜索  確保頻率不被外界干擾）另有GDAT-C 頻率范圍200KHZ-100MHz

8、型號頻率指示誤差：1*10-6 ±1                                      

Q值合格指示預(yù)置功能范圍：5～1000

Q值自動鎖定，無需人工搜索

9．Q表正常工作條件

a. 環(huán)境溫度：0℃～+40℃

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

10．其他

a．消耗功率：約25W；   

b．凈重：約7kg；   

高頻介電常數(shù)測試儀70MHZ試驗池的設(shè)計

對于低介質(zhì)損耗因數(shù)的待測液體，電極系統(tǒng)重要的特點是：容易清洗、再裝配（必要時）和灌注液體時不移動電極的相對位置。此外還應(yīng)注意：液體需要量少，電極材料不影響液體，液體也不影響電極材料，溫度易于控制，端點和接線能適當?shù)仄帘?；支撐電極的絕緣支架應(yīng)不浸沉在液體中，還有，試驗池不應(yīng)含有太短的爬電距離和尖銳的邊緣，否則能影響測量精度。

滿足上述要求的試驗池見圖2?圖4。電極是不銹鋼的，用硼硅酸鹽玻璃或石英玻璃作絕緣，圖2和圖3所示的試驗池也可用作電阻率的測定，1EC 60247:1978對此已詳細敘述。

由于有些液體如氯化物，其介質(zhì)損耗因數(shù)與電極材料有明顯的關(guān)系，不銹鋼電極不總是合適的。有時，用鋁和杜拉鋁制成的電極能得到比較穩(wěn)定的結(jié)果。

試驗池的準備

應(yīng)用一種或幾種合適的溶劑來清洗試驗池，或用不含有不穩(wěn)定化合物的溶劑多次清洗?？梢酝ㄟ^化學(xué)試驗方法檢查其純度，或通過一個已知的低電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的液體試樣測量的結(jié)果來確定。3試驗池試驗幾種類型的絕緣液體時，若單獨使用溶劑不能去除污物，可用一種柔和的擦凈劑和水來清潔試驗池的表面。若使用一系列溶劑清洗時則后要用大沸點低于100°C的分析級的石油醚來再次清洗，或者用任一種對一個已知低電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的液體測量能給出正確值的溶劑來清洗，并且這種溶劑在化學(xué)性質(zhì)上與被試液體應(yīng)是相似的。推薦使用下述方法進行清洗。

試驗池應(yīng)全部拆開，*地清洗各部件，用瑢劑回流的方法或放在未使用溶劑中攪動反復(fù)洗滌方法均可去除各部件上的溶劑并放在清潔的烘箱中，在110℃左右的溫度下烘干30min。

待試驗池的各部件冷卻到室溫，再重新裝配起來。池內(nèi)應(yīng)注人一些待試的液體，停幾分鐘后，倒出此液體再重新倒人待試液體，此時絕緣支架不應(yīng)被液體弄濕。

在上述各步驟中，各部件可用干凈的鉤針或鉗子巧妙地處理，以使試驗池有效的內(nèi)表面不與手接觸。

注1:在同種質(zhì)量油的常規(guī)試驗中，上面所說的淸洗步驟可以代之為在每一次試驗后用沒有殘留紙屑的干紙簡單地擦擦試驗池。

注2:采用溶劑時，有些溶劑特別是苯、四氧化碳、甲苯、二甲苯是有毒的，所以要注意防火及毒性對人體的影響，此外，氧化物溶劑受光作用會分解。

測置方法的選擇

測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法可分成兩種：零點指示法和諧振法。

6.1零點指示法適用于頻率不超過50MHz時的測量。測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)可用替代法；也就是在接入試樣和不接試樣兩種狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路的一個臂使電橋平衡。通常回路采用西林電橋、變壓器電橋（也就是互感耦合比例臂電橋）和并聯(lián)T型網(wǎng)絡(luò)。變壓器電橋的優(yōu)點：采用保護電極不需任何外加附件或過多操作，就可采用保護電極；它沒有其他網(wǎng)絡(luò)的缺點。

6.2諧振法適用于10kHz?幾百MHz的頻率范圍內(nèi)的測量。該方法為替代法測量，常用的是變電抗法。但該方法不適合采用保護電極。

注：典型的電橋和電路示例見附錄。附錄中所舉的例子自然是不全面的，敘述電橋和測量方法報導(dǎo)見有關(guān)文獻和該種儀器的原理說明書。

介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ

介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ按照所用的測量裝置給定的公式，根據(jù)測出的數(shù)值來計算。

精度要求

在第5章和附錄A中所規(guī)定的精度是：電容率精度為±1%，介質(zhì)損耗因數(shù)的精度為±（5%±0.0005）。這些精度至少取決于三個因素：即電容和介質(zhì)損耗因數(shù)的實測精度；所用電極裝置引起的這些量的校正精度；極間法向真空電容的計算精度（見表1）。

在較低頻率下，電容的測量精度能達±（0.1%土0.02pF），介質(zhì)損耗因數(shù)的測量精度能達±（2%±0.00005）。在較高頻率下，其誤差增大，電容的測量精度為±（0.5%±0，1PF），介質(zhì)損耗因數(shù)的測量精度為±（2%±0.0002）。

對于帶有保護電極的試樣，其測量精度只考慮極間法向真空電容時有計算誤差。但由被保護電極和保護電極之間的間隙太寬而引起的誤差通常大到百分之零點幾，而校正只能計算到其本身值的百分乏幾。如果試樣厚度的測量能到±0.005mm，則對平均厚度為1.6mm的試樣，其厚度測量誤差能達到百分之零點幾。圓形試樣的直徑能測定到±0.1%的精度，但它是以平方的形式引人誤差的，綜合這些因素，極間法向真空電容的測量誤差為±0.5%。

對表面加有電極的試樣的電容，若采用測微計電極測量時，只要試樣直徑比測微計電極足夠小，則只需要進行極間法向電容的修正。采用其他的一些方法來測量兩電極試樣時，邊緣電容和對地電容的計算將帶來一些誤差，因為它們的誤差都可達到試樣電容的2%?40%。根據(jù)目前有關(guān)這些電容資料，計算邊緣電容的誤差為10%，計算對地電容的誤差為因此帶來總的誤差是百分之幾十到百分之幾。當電極不接地時，對地電容誤差可大大減小。

采用測微計電極時，數(shù)量級是0.03的介質(zhì)損耗因數(shù)可測到真值的±0.0003，數(shù)量級0.0002的介質(zhì)損耗因數(shù)可測到真值的±0.00005介質(zhì)損耗因數(shù)的范圍通常是0.0001?0.1，但也可擴展到0.1以上。頻率在10MHz和20MHz之間時，有可能檢測出0.00002的介質(zhì)損耗因數(shù)。1?5的相對電容率可測到其真值的±2%，該精度不僅受到計算極間法向真空電容測量精度的限制，也受到測微計電極系統(tǒng)誤差的限制。