介电常数测试仪（固液体）

介电常数测试仪（固液体） 

2．电感测量范围

3．电容测量

注：大于直接测量范围的电容测量见使用方法。

4．信号源频率覆盖范围

5．Q合格指示预置功能：预置范围：5～1000

6．Q表正常工作条件

a. 环境温度：0℃～ 40℃；

b．相对湿度：<80％；

c．电源：220V±22V,50Hz±2.5Hz。

7．其他

a．消耗功率：约25W；

b．净重：约7kg；

c. 外型尺寸：（宽×高×深）mm：380×132×280。

三,工作原理：

1．“Q”的定义

Q表是根据串联谐振原理设计,以谐振电压的比值来定位Q值。

“Q”表示元件或系统的“品质因数”,其物理含义是在一个振荡周期内贮存的能量与损耗的能量之比。对于电抗元件(电感或电容)来说,即在测试频率上呈现的电抗与电阻之比。纵横金鼎仪器

介电常数测试仪（固液体）        

高频绝缘材料的介电常数（相对电容率）和

介质损耗因数（tanδ）的测量

• 介电常数（相对电容率）ε_r

１.ε_r的定义

电容器的电极之间及电极周围的空间全部充以绝缘材料时，其形成的电容量C_X与同一个结构形成的在真空中的电容量C_O比。

                                 ε_r  = C_X / C_O                          ( 1 )

由于在标准大气压下，不含二氧化碳的干炒空气的相对电容率ε_r 等于

   1.00053，近似与１。因此，在一般测量中，都以该结构在空气中形成的电容量C_O来替代真空中的电容量C_O。

　　２.平板电容的ε_r

                    因为在绝缘材料的测量中，一般都采用平板电容的结构。平板电容在空气中的电容量为 C_O　＝εO S / D 4     ；当平板电容二极片之间夹入绝缘材料时，平板电容二极片之间的电容量为 CＸ　＝εr S / D 2　，如 果 令 CO　＝ CＸ　　。则可获得下面公式２的绝缘材料介电常数计算式（εO ≈ 1）。

　　３.ε_r的测量  纵横金鼎仪器公司 

利用LJD-B型或LJD-C型高频Q表和S916型介电常数/介电常数数显测量装置能很方便地实现介电常数εr   的测量。具体步骤如下：

（1）选择一台测试频率能满足测试要求的Q表，按Q表的操作说明，接通Q表电源后。根据测试的要求，设定一个测试频率。将Q表的主调电容，调至中间值。然后选配一个与测试频率相适应的高Q值电感线圈，插入Q表顶部标有电感符号的接线柱上。（该电感的值应能保证主调电容在中间值与大值之间调节时，能找到一个谐振点）

（2）将S916型测量装置上的二夹具插头插入Q表顶部标有电容符号的接线柱上。按S916的操作说明，开启电源；调节测量装置的测微杆，使平板电容器二极片相接为止，然后将S916此时显示的值校准为“0”。

（3）将被测的绝缘材料夹入到平板电容器二极片之间。绝缘材料表面应平整、光滑。尺寸、形状应与电容器极片相一致。调节测量装置的测微杆，使平板电容器二极片夹住样品止。

（４）调节Q表的主调电容，使 Q表上显示的Q值达到大值。读取S916测试装置液晶显示屏上此时显示的绝缘材料厚度值，计为D 2。

（５）取出二极片之间被测的绝缘材料，这时Q表又失谐，此时顺时针调节测量装置的测微杆（保持Q表的主调电容值不变），重新使 Q表上显示的Q值达到大值，读取测试装置液晶显示屏上的数值记为D ４。

（６）计算出被测的绝缘材料的介电常数ε_r

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ε_r　= D ２ / D 4                          ( ２ )

• 介质损耗因数（tanδ）

1.介质损耗因数（tanδ）的定义

一个有损耗的电容器都可以用一个纯电容C_S和一个电阻R_ＣS的串联来表示（也可以用一个纯电容C_P和一个电阻R_P的并联来表示，它们表达的结果是一致的）。

                          串联等效电路

                                    R_ＣS                  C_S

          这样一个有损耗的电容器的介质损耗因数定义为在电阻上损耗的功率与电容C_S上的无功功率之比。如果流过的电流为I_S，则该电容器的介质损耗因数的正玄值为：

 tanδ＝＝ωC_S R_ＣS    　（３）

从上面的公式中可看出介质损耗因数与频率、电容值和损耗电阻值都是有关联的、

2.介质损耗因数与元件品质因数Q值之间的关系

同样，一个有损耗的电容器的品质因数定义为在电容C_S上的无功功率与在电阻上损耗的功率之比

Q＝                  ＝1/ωC_S R_ＣS    　 （４）

从上面的公式中可见，介质损耗因数与元件品质因数Q值之间互为倒数的关系。因此，利用Ｑ表来测量介质损耗因数是很可行的方法。

Ｑ表是采用谐振法来测量元件品质因数Q值的，因此Ｑ表都自带有一个

可变的电容器（都采用高Ｑ值的以空气为介质的电容器）；一个信号稳定的信号源。在外配一个合适的电感器后，Ｑ表都能在信号源频率所能覆盖的范围内，找到一个频率谐振点ωo　。在没有其它外加损耗器件时，Ｑ表谐振回路的Ｑ值为：

Q1 ＝　　　　　　　＝ ＝

＝ ＝ ＝

因为空气介质电容器的Q_Ｃ ＞＞　Q_L（电感Q值），所以有

                     Q1 ≈ QＬ （５）

当在空气介质电容器两端并联一个带损耗的电容器时，此时上面的公式不能再成立，如果这时Ｑ表谐振时的Ｑ值为Q２，则有

　　　Q２　＝ ＝　

Q_Ｃ  ＝

此时的电容器的介质损耗因数为：

     tanδ＝ ωC_S R_ＣS ＝ 1/ Q_Ｃ ＝                   （６）

空气介质电容器两端并联一个带损耗的电容器的等效电路图如下。

Ｒ２、ΔＣ分别为带损耗电容器的等效损耗电阻和电容值。Ｃ１－ΔＣ为

空气介质电容器的电容值。