薄膜材料介電常數(shù)測量儀電極材料:金屬箔片——厚度為0.0075~0.025mm且涂覆較小量精制凡士林,硅脂,硅油或其它合適低損耗粘合劑的鉛或錫箔片通常用于作為電極材料。鋁箔片也已經(jīng)被使用,但是不建議使用,因?yàn)槠渚哂袆傂砸约坝捎谘趸谋砻鎸?dǎo)致高接阻的可能性。鉛箔片也可能因?yàn)槠鋭傂远a(chǎn)生問題。在足夠平滑壓力下應(yīng)用這些電極,以排除所有的皺紋,同時(shí)過量的粘合劑可以在箔片邊緣上工作。一個(gè)非常有效的方法是使用一個(gè)窄輥,同時(shí)沿著表面向外滾壓,直到在箔片上沒有可見的標(biāo)記。通過小心處理,粘合劑膜可以減小至0.0025mm。該膜層與樣本串聯(lián)相連,這將總是導(dǎo)致測量的電容率太低,同時(shí)耗散因子有可能太高。對于厚度小于0.125mm的樣本,這些誤差通常變得非常大。對于這類薄樣本,只有當(dāng)膜層耗散因子幾乎與樣本耗散因子相同時(shí),該耗散因子誤差才是可以忽略的。當(dāng)電極將延伸到邊緣,則制造的電極應(yīng)大于樣本,然后切成帶小型細(xì)磨刀片的邊緣。受保護(hù)電極和保護(hù)電極可采用一個(gè)電極制造而成,該電極包含整個(gè)表面,通過配有一個(gè)窄切割邊緣的圓規(guī)方式來裁剪一條窄帶(可以為0.5mm)來制備電極。

薄膜材料介電常數(shù)測量儀蒸發(fā)金屬——作為一種電極材料使用的蒸發(fā)金屬可能具有不適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率,尤其其極其薄,同時(shí)必須采用電鍍銅或薄板金屬作為底漆。其附著性是適當(dāng)?shù)?同時(shí)其自身具有足夠的濕分氣孔。在蒸發(fā)金屬時(shí),使用一種真空系統(tǒng)的必要性是不利的。

液態(tài)金屬——使用汞電極時(shí),在水銀池上浮動樣本,同時(shí)使用帶尖銳邊緣的限制環(huán)來攔住受保護(hù)和保護(hù)電極中的汞,如圖9所示。當(dāng)必須測試相當(dāng)數(shù)量的樣本時(shí),一種更方便的裝置是試驗(yàn)方法D1082中圖4所示的試驗(yàn)工裝。由于汞蒸氣具有毒性,尤其是在高溫下,可能存在一些健康危險(xiǎn),因此在使用期間應(yīng)采取合適的預(yù)防措施。在測量薄膜形式的低損耗材料時(shí),例如云母片剝離,汞污染可能引入相當(dāng)大的誤差,這通常將有必要使用干凈的汞進(jìn)行每一次試驗(yàn)。伍德合金或其它低熔點(diǎn)合金可采用類似方式來使用,以在某種程度上降低健康危險(xiǎn)。

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 0.1μ H、0.5μ H、

2.5μ H、10μ H、50μ H、100μ H、1mH、5mH、10mH 九個(gè)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(zhǔn)確度 150pF 以下±1.5pF;150pF 以上±1%

7.信號源頻率覆蓋范圍 10KHz-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-160M

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

2-1測量范圍及誤差。

本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應(yīng)滿足下列表中的技術(shù)指示要求。

在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時(shí)。

測量項(xiàng)目 測量范圍 測量誤差。

電容量Cx 40pF—20000pF ±0.5% Cx±2pF。

介損損耗tgδ  0-1   ±1.5% tgδx±0.0001。

在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時(shí)。

測量項(xiàng)目 測量范圍 測量誤差。

電容量Cx 4pF—2000pF ±0.5% Cx±3pF。

介損損耗tgδ  0-0.1 ±1.5% tgδx±0.0001。

2-2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(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。

ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx);

式中: U 為測量電壓 伏特 (V);

ω為角頻率2πf=314(50Hz);

Cn標(biāo)準(zhǔn)電容器容量 法拉(F);

Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A);

Rg平衡指零儀內(nèi)阻約1500 歐姆(Ω);

R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω);

Cx被測試品電容值 法拉(pF);

導(dǎo)電涂料——某些類型的高導(dǎo)電銀涂料,不管是空氣干燥還是低溫烘烤型類型,都可以從商業(yè)渠道獲得以作為電極材料使用。它們要有足夠的氣孔來允許濕分的擴(kuò)散,從而允許試驗(yàn)樣本在電極涂覆之后進(jìn)行調(diào)節(jié)。這對于研究濕度影響特別有用。涂料具有應(yīng)用之后不準(zhǔn)備立即使用的缺點(diǎn)。它通常要求整夜空氣干燥或低溫烘烤,以去除任何溶劑痕跡,因?yàn)槿軇┖圹E可能增大電容率和耗散因子。當(dāng)刷涂涂料時(shí),通常不容易獲得明確定義的的電極區(qū)域,但是通過噴涂涂料以及采用外夾裝或壓力敏感面罩,可以克服這種局限性。銀涂料電極電導(dǎo)率通常足夠低,從而在較高頻率時(shí)產(chǎn)生問題。涂料溶劑不會較久性影響樣本是非常重要的。

燒銀——燒銀電極只適用于玻璃和其它可以承受大約350℃的燃燒溫度而不會發(fā)生變化的陶瓷。它的高電導(dǎo)率使得電極材料適用于低損耗材料,例如熔融石英,甚至在較高頻率下,其某一粗糙表面的能力使得其適合用于作為高電容率材料,例如鈦酸鹽。

噴涂金屬——采用一個(gè)噴槍涂覆的低熔點(diǎn)金屬提供了一層海綿狀膜層,該膜層可用于作為電極材料,由于其粒狀結(jié)構(gòu),因此大體上具有與導(dǎo)電涂料相同的電學(xué)電導(dǎo)率和相同的濕分孔隙率。合適的面罩必須使用以獲得尖銳的邊緣。它容易滿足某一粗糙的表面,例如布,但是在薄膜上不能滲透極其小的孔,同時(shí)不會產(chǎn)生短路。其在某些表面上的附著性是非常差的,特別是暴露在高濕度或水浸泡之后。導(dǎo)電涂料的優(yōu)點(diǎn)是沒有溶劑的影響,以及在涂覆之后可立刻準(zhǔn)備就緒使用。

蒸發(fā)金屬——作為一種電極材料使用的蒸發(fā)金屬可能具有不適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率,尤其其極其薄,同時(shí)必須采用電鍍銅或薄板金屬作為底漆。其附著性是適當(dāng)?shù)?同時(shí)其自身具有足夠的濕分氣孔。在蒸發(fā)金屬時(shí),使用一種真空系統(tǒng)的必要性是不利的。

液態(tài)金屬——使用汞電極時(shí),在水銀池上浮動樣本,同時(shí)使用帶尖銳邊緣的限制環(huán)來攔住受保護(hù)和保護(hù)電極中的汞,如圖9所示。當(dāng)必須測試相當(dāng)數(shù)量的樣本時(shí),一種更方便的裝置是試驗(yàn)方法D1082中圖4所示的試驗(yàn)工裝。由于汞蒸氣具有毒性,尤其是在高溫下,可能存在一些健康危險(xiǎn),因此在使用期間應(yīng)采取合適的預(yù)防措施。在測量薄膜形式的低損耗材料時(shí),例如云母片剝離,汞污染可能引入相當(dāng)大的誤差,這通常將有必要使用干凈的汞進(jìn)行每一次試驗(yàn)。伍德合金或其它低熔點(diǎn)合金可采用類似方式來使用,以在某種程度上降低健康危險(xiǎn)。

警告——長期認(rèn)為汞金屬蒸汽是工業(yè)中的一種危險(xiǎn)。暴露極限由政府機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置,同時(shí)通常以美國政府工業(yè)衛(wèi)生學(xué)者會議8提出的建議為基礎(chǔ)。破碎的溫度計(jì),氣壓計(jì)和其它使用汞的儀器所溢出的汞濃度可能輕易地超過這些暴露極限。汞作為一種高表面張力和非常重的液體,其將分散成小液滴,同時(shí)滲透進(jìn)入地板中的裂紋和裂縫。這種暴露面積的增加顯著增大了在空氣中的汞蒸氣濃度。任何時(shí)候發(fā)生溢出時(shí),建議使用商用泄漏應(yīng)急工具包。汞蒸氣濃度容易采用商用嗅探器進(jìn)行監(jiān)測。在汞暴露于大氣的區(qū)域,在作業(yè)周圍定期進(jìn)行現(xiàn)場檢查。溢出之后進(jìn)行地檢查。

液體置換方法——當(dāng)浸泡介質(zhì)為一種液體,同時(shí)沒有使用保護(hù)時(shí),應(yīng)優(yōu)選平行板系統(tǒng)結(jié)構(gòu),以使得絕緣高電位板可以在兩個(gè)平行低電位或接地板之間平行和等距離進(jìn)行固定,其中接地板用試驗(yàn)池的相對內(nèi)壁設(shè)計(jì)成容納液體。該結(jié)構(gòu)使得電極系統(tǒng)基本為自我屏蔽,但是通常要求雙份試驗(yàn)樣本。液體的準(zhǔn)確溫度測量必須作出規(guī)定(9,10)。試驗(yàn)池應(yīng)為鍍黃銅和金結(jié)構(gòu)。高電位電極應(yīng)可以移動來進(jìn)行清洗。面必須接近為光學(xué)平面,同時(shí)盡可能平行。在≤1MHz頻率下測量用合適液體池見試驗(yàn)方法D1531的圖4所示。該試驗(yàn)池的尺寸變化是有必要的,以提供用于不同厚度或尺寸的薄板樣本測試,但是這種變化應(yīng)不能讓充滿標(biāo)準(zhǔn)液體的試驗(yàn)池電容降低到小于100pF.。在1~約50MHz頻率下進(jìn)行測量時(shí),試驗(yàn)池尺寸必須大大地減小,同時(shí)導(dǎo)線必須盡可能短且直。當(dāng)在50MHz頻率下進(jìn)行測量時(shí),帶液體的試驗(yàn)池電容應(yīng)不超過30或40pF。受保護(hù)平行板電極優(yōu)點(diǎn)是單個(gè)樣本可以進(jìn)行準(zhǔn)確地測量。另外液體電容率的先前知識不作要求,因此其可以直接測量得出(11)。如果試驗(yàn)池結(jié)構(gòu)帶一個(gè)測微計(jì)電極,厚度差異很大的樣本可以進(jìn)行準(zhǔn)確地測量,因?yàn)殡姌O可以調(diào)節(jié)至某一只比樣本厚度稍微大一點(diǎn)的間距。如果液體電容率接近樣本電容率,樣本厚度測定誤差影響可以降至較小。在測量極其薄的膜層時(shí),使用一種接近匹配液體和一種微米試驗(yàn)池,則將允許獲得很高的準(zhǔn)確度。