介电常数测量仪

介电常数测量仪方法概述

介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数（ε），可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据；仪器的基本原理是采用高频谐振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器的控制，测量核心采用了频率数字锁定，标准频率测试点自动设定，谐振点自动搜索，Q值量程自动转换，数值显示等新技术，改进了调谐回路，使得调谐测试回路的残余电感减，并保留了原Q表中自动稳幅等技术，使得新仪器在使用时更为方便，测量值更为精确。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。

介电常数测量仪A/C高频Q表能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。该仪器广泛地用于科研机关、学校、工厂等单位。

A/C高频Q表是北广精仪仪器设备有限公司最

新研制的产品，它以DDS数字直接合成方式产生信号源，频率达

60MHz /100MHz，信号源具有信号失真小、频率精确、信号幅度稳定的优点，更保证了测量精度的精确性。A主电容调节用传感器感应，电容读数精确,且频率值可设置。C主电容调节用

步进马达控制，电容读数更加精确,频率值和电容值均可设置。A/C电容、电感、Q值、频率、量程都用数字显示，在某一频率下，只要能找到谐振点，都能直接读出电感、电容值，大大扩展了电感的测量范围，而不再是固定的几个频率下才能测出电感值的大小。A/C*的谐振点频率自动搜索或电容自动搜索功能，能帮助你在使用时快速地找到被测量器件的谐振点，自动读出Q值和其它参数。Q值量程可手动或自动转换。

工作特性

1．Q值测量

a．Q值测量范围：2～1023；

b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；

c．标称误差

2．电感测量范围

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。

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。

A/C型Q表的工作原理框图如图二所示。它以ATM128单片机作为控制核心，实现对各种功能的控制。DDS数字直接合成信号源为Q值测量提供了一个优质的高频信号。信号源输出一路送到程控衰减器和自动稳幅放大控制单元，该单元根据CPU的指令对信号衰减后送往信号激励放大器，同时对信号检波后送出一直流控制信号到压控信号源实现自动稳幅。信号激励部分输出送到一个宽带分压器，由分压器馈给测试调谐回路一个恒定幅度的信号。当测试回路处于谐振状态时，在调谐电容CT两端的信号幅度将是分压器提供的信号幅度Q倍。在CT两端取得的调谐信号被信号放大单元适当放大后送到检波和数字取样单元，检波后送到控制中心CPU去进行数据处理。

A调谐电容带动传感器，不断地将电容变化的信息送往中心控制CPU，经处理后计算出电容值，

再根据频率值计算出谐振时的频率值。

C调谐电容有步进马达带动，根据不同电容值由CPU计算脉冲数去控制马达。电容值可预置并可电容搜索。

A/C型Q表工作频率值、频段、主调电容器值、谐振电感值、Q值、Q值比较设置状态、Q值量程、手/自动状态、频率或电容搜索指示、Q值调谐指示带都显示在液晶屏上

整个显示屏共分为四行

第一行：左边  信号源频率指示，共6位；

右边  信号源虚拟频段指示（1-4）。

第二行：左边  调谐电容指示值，4位；

右边  电感指示值，4位。

第三行：左边  Q值指示值；

右边  Q值合格比较状态 。

第四行：左边  Q值量程，手动/自动切换指示/调谐点自动搜索指示；

右边上部  Q值量程范围指示；

右边下部  Q值调谐光带指示。

四、结构特性

A/C型Q表采用了较低的台式机箱，面板采用PC丝印面板，美观大方。

各主要功能单元，除了显示部分为了显示方便和调谐测试回路，放大单元为了减小分布参数，安装在面板上外，其余都安装在机内底板上

1．测试注意事项

a．本仪器应水平安放；

b．如果你需要较精确地测量，请接通电源后，预热30分钟；

c．调节主调电容或主调电容数码开关时，当接近谐振点时请缓调；

d．被测件和测试电路接线柱间的接线应尽量短，足够粗，并应接触良好、可靠，以减少因接线的电阻和分布参数所带来的测量误差；

e．被测件不要直接搁在面板顶部，离顶部一公分以上，必要时可用低损耗的绝缘材料如聚苯乙烯等做成的衬垫物衬垫；

f．手不得靠近试件，以免人体感应影响造成测量误差，有屏蔽的试件，屏蔽罩应连接在低电位端的接线柱。

2．高频线圈的Q值测量（基本测量法）

A．直接法

a．将被测线圈接在“Lx"接线柱上；

b．选择适当的工作频段和工作频率；

c．调调谐电容器到谐振点，即Q表读数达最大，此读数即为被测电感的有效Q值(Qe)，若需得到被测电感的真实Q值（QT），则应先测出线圈分布电容C0，然后照下式修正

C1是调谐电容器谐振时读数，如谐振时C1的读数很大，C0只占很小比例，则有效Q值(Qe)和真实Q值(QT)差别可以忽略。

当Q值量程选择自动切换时，在调谐时，如遇量程自动转换，应停顿一下，待Q值稳定后，根据读数值变大或变小，确定继续调电容的方向。

B．变容法

a．照直读法“a-d"进行，记下谐振时电容读数C1和Q1；

b．调节主调电容数码开关，使Q值二次指示均为Q1的0.707时，记下此时两次电容读数的差数ΔC，

倘要得到精确结果，则线圈的分布电容应加在C1之内，并应使主调电容作多次偏调，然后取其平均读数。

测Q值较高的线圈时，Q值下降到0.707 Q1时，电容偏调很小，读数误差较大，这时可将主电容作较大偏调(10％以内)，记下偏调数ΔC和偏调后的Q值读数Q2，这时Q值表达式为：

C. 变频法

a．按直读法“a-d"进行，记下谐振时读数C1和Q1以及频率读数f0；

b．改变信号源的频率使Q值二次指示为Q1的0.707(一次容性失谐，一次感性失谐)，记下此时二次频率读数差值Δf，这时回路的真实QT为：

产品的交收检验

1．检验环境要求

a．环境温度：20℃±2℃，相对湿度<50％；

b．供电电源：220V±10V，50Hz±1Hz；

c．被检设备要预热30分钟以上。

2．检验设备要求

a. 设备应在计量后的有效使用期内；

b. 检验设备应按仪器规定预热。

3．Q值指示检验

a．检验设备：BQG-2标准线圈一套；

b．把标准Q值线圈接入A/C表电感接线柱上；

c．选择标准Q值线圈所规定的检定频率；

d．A/C Q表的Q值读数的相对误差应符合二.1.C条中的固有误差之规定。

4．调谐电容器准确度检验

a. 测试时如发现干扰，应断开内部信号源；

b．设备连接如图六所示，连接线应尽量短，尽可能减小分布电容；

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