介質損耗和介電常數測量儀  介質損耗：絕緣材料在電場作用下，由于介質電導和介質極化的滯后效應，在其內部引起的能量損耗。也叫介質損失，簡稱介損。在交變電場作用下，電介質內流過的電流相量和電壓相量之間的夾角（功率因數角Φ）的余角δ稱為介質損耗角。

損耗因子也指耗損正切，是交流電被轉化為熱能的介電損耗（耗散的能量）的量度，一般情況下都期望耗損因子低些好。

介質損耗和介電常數測量儀  主要技術特性：

介質損耗和介電常數是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復合材料等的一項重要的物理性質，通過測定介質損耗角正切tanδ及介電常數(ε)，可進一步了解影響介質損耗和介電常數的各種因素，為提高材料的性能提供依據；儀器的基本原理是采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計算機作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數字鎖定，標準頻率測試點自動設定，諧振點自動搜索，Q值量程自動轉換，數值顯示等新技術，改進了調諧回路，使得調諧測試回路的殘余電感減至最低，并保留了原Q表中自動穩幅等技術，使得新儀器在使用時更為方便，測量值更為精確。儀器能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質損耗，高頻回路有效并聯及串聯電阻，傳輸線的特性阻抗等。

概念：

電介質在外電場作用下，其內部會有發熱現象，這說明有部分電能已轉化為熱能耗散掉，電介質在電場作用下，在單位時間內因發熱而消耗的能量稱為電介質的損耗功率，或簡稱介質損耗（diclectric loss）。介質損耗是應用于交流電場中電介質的重要品質指標之一。介質損耗不但消耗了電能，而且使元件發熱影響其正常工作。如果介電損耗較大，甚至會引起介質的過熱而絕緣破壞，所以從這種意義上講，介質損耗越小越好。

安全措施

（1）高壓保護：試品短路、擊穿或高壓電流波動，能迅速切斷高壓輸出。

（2）CVT保護：設定自激電壓的過流點，一旦超出設置的電流值，儀器自動退出測量，不會損壞設備。

（3）接地檢測：儀器有接地檢測功能，未接地時不能升壓測量。

（4）防誤操作：具備防誤操作設計，能判別常見接線錯誤，安全報警。

（5）防“容升”：測量大容量試品時會出現電壓抬高的“容升”效應，儀器能自動跟蹤輸出電壓，保持試驗電壓恒定。

電感測量：

a．測量范圍：14.5nH~8.14H。

b．分    檔：分七個量程。

      0.1～1μH，    1～10μH，    10～100μH，  

      0.1～lmH，     1～10mH，     10～100mH，   100 mH～1H。

主要配置：

a.測試主機一臺；

b.電感9只；

c.夾具一 套

Q值測量：

a．Q值測量范圍：2～1023。              b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔。

c．標稱誤差

      頻率范圍：20kHz～10MHz；       固有誤差：≤5％?滿度值的2％；工作誤差：≤7％?滿度值的2％；

      頻率范圍：10MHz～60MHz；      固有誤差：≤6％?滿度值的2％；工作誤差：≤8％?滿度值的2％。

振蕩頻率：

a．振蕩頻率范圍：10kHz～50MHz；

b．頻率分段（虛擬）

10～99.9999kHz

100～999.999kHz

1～9.99999MHz

10～60MHz

c．頻率誤差：3?10-5?1個字。

高分子材料的損耗

高分子聚合物電介質按單體單元偶極矩的大小可分為極性和非極性兩類。一般地，偶極矩在0~0.5D（德拜）范圍內的是非極性高聚物；偶極矩在0.5D以上的是極性高聚物。非極性高聚物具有較低的介電常數和介質損耗，其介電常數約為2，介質損耗小于10-4；極性高聚物則具有較高的介電常數和介質損耗，并且極性愈大，這兩個值愈高。

高聚物的交聯通常能阻礙極性基團的取向，因此熱固性高聚物的介電常數和介質損耗均隨交聯度的提高而下降。酚醛樹脂就是典型的例子，雖然這種高聚物的極性很強，但只要固化比較完全，它的介質損耗就不高。相反，支化使分子鏈間作用力減弱，分子鏈活動能力增強，介電常數和介質損耗均增大。

高聚物的凝聚態結構及力學狀態對介電性景響也很大。結品能抑制鏈段上偶極矩的取向極化，因此高聚物的介質損耗隨結晶度升高而下降。當高聚物結晶度大于70%時，鏈段上的偶極的極化有時完全被抑制，介電性能可降至最低值，同樣的道理，非晶態高聚物在玻璃態下比在高彈態下具有更低的介質損耗。此外，高聚物中的增塑利、雜質等對介電性能也有很大景響。

離子晶體的損耗

離子晶體的介質損耗與其結構的緊密程度有關。

緊密結構的晶體離子都排列很有規則，鍵強度比較大，如α-Al2O3、鎂橄欖石晶體等，在外電場作用下很難發生離子松弛極化，只有電子式和離子式的位移極化，所以無極化損耗，僅有的一點損耗是由漏導引起的（包括本質電導和少量雜質引起的雜質電導）。這類晶體的介質損耗功率與頻率無關，損耗角正切隨頻率的升高而降低。因此，以這類晶體為主晶相的陶瓷往往用在高頻場合。如剛玉瓷、滑石瓷、金紅石瓷、鎂橄欖石瓷等

結構松散的離子晶體，如莫來石（3Al2O3?2SiO2）、董青石（2MgO?2Al2O3?5SiO2）等，其內部有較大的空隙或晶格畸變，含有缺陷和較多的雜質，離子的活動范圍擴大。在外電場作用下，晶體中的弱聯系離子有可能貫穿電極運動，產生電導打耗。弱聯系離子也可能在一定范圍內來回運動，形成熱離子松弛，出現極化損耗。所以這類晶體的介質損耗較大，由這類品體作主晶相的陶瓷材料不適用于高頻，只能應用于低頻場合。

為什么介電常數越大，絕緣能力越強？

因為物質的介電常數和頻率相關，通常稱為介電系數。

介電常數又叫介質常數，介電系數或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個系數。所以理論上來說，介電常數越大，絕緣性能就越好。

注：這個性質不是絕對成立的。

對于絕緣性不太好的材料(就是說不擊穿的情況下,也可以有一定的導電性)和絕緣性很好的材料比較,這個結論是成立的。

但對于兩個絕緣體就不一定了。

表征：

電介質在恒定電場作用下，介質損耗的功率為

　　W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd

定義單位體積的介質損耗為介質損耗率為

ω=σE2

在交變電場作用下，電位移D與電場強度E均變為復數矢量，此時介電常數也變成復數，其虛部就表示了電介質中能量損耗的大小。

D，E，J之間的相位關系圖

D，E，J之間的相位關系圖

如圖所示，從電路觀點來看，電介質中的電流密度為

J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ iJe

式中Jτ與E同相位。稱為有功電流密度，導致能量損耗；Je，相比較E超前90?，稱為無功電流密度。

定義

tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ

式中，δ稱為損耗角，tanδ稱為損耗角正切值。

損耗角正切表示為獲得給定的存儲電荷要消耗的能量的大小，是電介質作為絕緣材料使用時的重要評價參數。為了減少介質損耗，希望材料具有較小的介電常數和更小的損耗角正切。損耗因素的倒數Q=（tanδ）-1在高頻絕緣應用條件下稱為電介質的品質因素，希望它的值要高。

陶瓷材料的損耗

陶瓷材料的介質損耗主要來源于電導損耗、松弛質點的極化損耗和結構損耗。此外，表面氣孔吸附水分、油污及灰塵等造成的表面電導也會引起較大的損耗。

在結構緊密的陶瓷中，介質損耗主要來源于玻璃相。為了改善某些陶瓷的工藝性能，往往在配方中引人此易熔物質（如黏土），形成玻璃相，這樣就使損耗增大。如滑石瓷、尖晶石瓷隨黏土含量增大，介質損耗也增大。因面一般高頻瓷，如氧化鋁瓷、金紅石等很少含有玻璃相。大多數電陶瓷的離子松弛極化損耗較大，主要的原因是：主晶相結構松散，生成了缺固濟體、多品型轉變等。

介電常數,用于衡量絕緣體儲存電能的性能.它是兩塊金屬板之間以絕緣材料為介質時的電容量與同樣的兩塊板之間以空氣為介質或真空時的電容量之比。介電常數代表了電介質的極化程度，也就是對電荷的束縛能力，介電常數越大，對電荷的束縛能力越強。電容器兩極板之間填充的介質對電容的容量有影響，而同一種介質的影響是相同的，介質不同，介電常數不同。

電感：

線圈號   測試頻率   Q值    分布電容p       電感值  

  9         100KHz      98       9.4           25mH

  8         400KHz     138       11.4        4.87mH

  7         400KHz    202       16           0.99mH

  6           1MHz     196       13          252μH

  5           2MHz     198       8.7        49.8μH

  4         4.5MHz    231       7             10μH

  3          12MHz      193     6.9         2.49μH

  2          12MHz      229     6.4        0.508μH            

  1   25MHz，50MHz   233，211    0.9       0.125μH

 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衡的分辨程度，為保證測量準確度，

希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。

    在下面的計算公式中，用戶可根據實際使用情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質損耗因數的微小變化都能夠反應出來。

          DC/C或Dtgd=Ig/UwCn(1 Rg/R4 Cn/Cx)   

         式中：Ｕ為測量電壓                    伏特（Ｖ）

ω為角頻率2pf=314(50Hz)                            

          Ｃｎ標準電容器容量                   皮法（pＦ）

          Ｉｇ通用指另儀的電流5X10-10            安培（Ａ）

          Ｒｇ平衡指另儀內阻約1500              歐姆（W）

          Ｒ４橋臂R4電阻值3183                 歐姆（W）

          Ｃｘ被測試品電容值                   皮法（ｐF）

測試注意事項

a．本儀器應水平安放；

b．如果你需要較精確地測量，請接通電源后，預熱30分鐘；

c．調節主調電容或主調電容數碼開關時，當接近諧振點時請緩調；

d．被測件和測試電路接線柱間的接線應盡量短，足夠粗，并應接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數所帶來的測量誤差；

e．被測件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊；

f．手不得靠近試件，以免人體感應影響造成測量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應連接在低電位端的接線柱。

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