S914介质损耗及介电常数测试装置

 一. 概述

S914介质损耗测试装置与WGJSTD-B（以下简称介电常数仪）配用，能对绝缘材料进行高频介质损耗角正切值和介电常数的测试。

二. 工作特性

1.       平板电容器

极片尺寸：φ25.4mm

极片间距可调范围和分辨率：≥10mm，±0.01mm

2.       园筒电容器

电容量线性：0.33pF / mm±0.05 pF

长度可调范围和分辨率：≥0～20mm，±0.01mm

3.  夹具插头间距：25mm±1mm

4.  夹角损耗角正切值：≤4×10^－4（1MHz时）

三. 工作原理

本测试装置是由二只测微电容器组成，平板电容器一般用来夹持被测样品，园筒电容器是一只分辨率高达0.0033pF的线性可变电容器，配用介电常数仪作为指示仪器，绝缘材料的损耗角正切值是通过被测样品放进平板电容器和不放进样品的Q值变化，由园筒电容器的刻度读值变化值而换算得到的。同时，由平板电容器的刻度读值变化而换算得到介电常数。

四. 使用方法

1.       被测样品的准备

被测样品要求为园形，直径25.4～27mm，这是减小因样品边缘泄漏和边缘电场引起的误差的有效办法。样品厚度可在1～5mm之间，如太薄或太厚则测试精度就会下降，样品要尽可能平直。

下面推荐一种能提高测试性的方法：准备二片厚0.05mm的园形锡膜，直径和平板电容器极片*，锡膜两面均匀地涂上一层薄薄的凡士林，它起粘着作用，又能排除接触面之间残余空气，把

锡膜再粘在平板电容器两个极片上，粘好后，极片呈镜面状为佳，

然后放上被测样品。

2. 测试顺序

先要详细了解配用介电常数仪的使用方法，操作时，要避免人体感应的影响。

a.        把配用的介电常数仪主调谐电容置于zui小电容量，微调电容置于－3pF。

b.       把本测试装置插到Q 表测试回路的“电容”两个端子上。

c.       配上和测试频率相适应的高Q值电感线圈（和WGJSTD-B 介电常数仪配套使用的LKI-1电感组能满足要求）。

d.       调节平板电容器测微杆，使二极片相接为止，读取刻度值记为D_O。

e.       再松开二极片，把被测样品插入二极片之间，调节平板电容器，到二极片夹住样品止（注意调节时要用测微杆，以免夹得过紧或过松），这时能读取新的刻度值，记为D₁，这时样品厚度D₂= D₁－D₀。

f.        把园筒电容器置于5mm处。

g.       改变配合介电常数仪频率，使之谐振，读得Q值。

h.       先顺时针方向，后逆时针方向，调节园筒电容器，读取当介电常数仪指示Q值为原值的一半时测微杆上二个刻度值，取这二个值之差，记为M₁。

i.                   再调节园筒电容器，使介电常数仪再次谐振。

j.                   取 出 平 板 电 容 器 中 的 样 品 ，这 时介电常数仪 又 失 谐，调 节 平 板电容器，使再谐振，读取测微杆上的读值D₃，其变化值为D₄= D₃－D₀。

k.       和h款操作一样，得到新的二个值之差，记为M₂。

3.  计算测试结果

被测样品的介电常数：

Σ＝D₂ / D₄

被测样品的损耗角正切值：

     tgδ＝K（M₁－M₂ ）/ 15.5

式中：K为园筒电容器线性变化率，一般为0.33 / mm，每个测试夹具在盒盖内标有具体数值。

一般按以上公式计算的结果，其精度和重复性是能满足的，但对介电常数大的被测样品（即样品从平板样品放入和取出，平板电容器刻度值变化较大），边缘效应电容对测试会有较显著的影响，这时可按下列公式计算：

Σ＝（C₂ + C_F2－C_F）/ C₁

tgδ＝K（M₁－M₂ ）/ 3.46（C₂ + C_F2－C_F）/ C₁

式中：C₁＝D₁刻度时平板电容器空气介质电容量〔见附图（1）〕；

C₂＝D₃刻度时平板电容器空气介质电容量〔见附图（1）〕；

C_F1＝D₁刻度时的边缘效应电容量〔见附图（2）〕；

C_F2＝D₃刻度时的边缘效应电容量〔见附图（2）〕。

4.  其他应用使用方法

使用本测试装置和介电常数仪配用，对绝缘材料以及其他高阻性能的薄材，列如：优质纸张、优质木材、粉压片料等，进行相对测量，其测试方法就非常简便、实用，采取被测样品和标准样品相比较方法，就能灵敏地区别二者之间的轻微差别，例如含水量、配用原料变动等等。

测试时先把标准样品放入平板电容器，调节介电常数仪频率，谐振后读得Q值，再换上被测样品，调节园筒电位器，再谐振，看Q值变化，如Q值变化很小，说明标准样品和被测样品高频损耗值*，反之说明二者性能有区别，如园筒电容器调节不能再谐振，通过调节介电常数仪频率才能谐振，且频率变化较大，说明被测样品和标准样品的配用原材料相差较大。

五. 维修方法

本测试装置是由精密机械构件组成的测微设备，所以在使用和

保存时要避免振动和碰撞，要求在不含腐蚀气体和干燥的环境中使用和保存，用户不能自行拆装，否则其工作性能就不能保证，如测

试夹具受到碰撞，或者作为定期检查，要检测以下几个指标：

1.       平板电容器二极片平行度不超过0.02mm。

2.       园筒电容器的轴和轴同心度误差不超过0.1mm。

3.       保证二个测微杆0.01mm分辨率。

4.       用精密电容测量仪（±0.01pF分辨率）测量园筒电容器，电容呈线性率，从0~20mm，每隔1mm测试一点，要求符合工作特性要求。