低頻介電常數(shù)測(cè)定儀怎么用：詳解使用方法與應(yīng)用

低頻介電常數(shù)測(cè)定儀是一種用于測(cè)量材料介電常數(shù)的專業(yè)儀器，廣泛應(yīng)用于電子、材料科學(xué)及相關(guān)行業(yè)中。介電常數(shù)是材料在電場(chǎng)作用下電氣性質(zhì)的重要參數(shù)，它反映了材料對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)程度，對(duì)于設(shè)計(jì)電氣設(shè)備、優(yōu)化材料性能等領(lǐng)域具有重要意義。本文將詳細(xì)介紹低頻介電常數(shù)測(cè)定儀的使用方法，幫助用戶掌握如何高效、地進(jìn)行介電常數(shù)的測(cè)量。

一、低頻介電常數(shù)測(cè)定儀的基本原理

低頻介電常數(shù)測(cè)定儀基于電容原理，利用電場(chǎng)對(duì)材料的作用特性來(lái)計(jì)算介電常數(shù)。測(cè)量時(shí)，儀器會(huì)將一定頻率的電壓信號(hào)施加到樣品上，通過(guò)監(jiān)測(cè)材料的電流響應(yīng)，進(jìn)而計(jì)算出介電常數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，低頻段指的是頻率在1 Hz到1 MHz之間的范圍，而介電常數(shù)通常是指材料在電場(chǎng)中對(duì)電荷存儲(chǔ)能力的衡量。

二、低頻介電常數(shù)測(cè)定儀的使用步驟

1. 準(zhǔn)備工作 在使用低頻介電常數(shù)測(cè)定儀之前，首先需要確保儀器已經(jīng)正確連接，并且所有相關(guān)設(shè)置已調(diào)試完畢。檢查電源是否正常，電纜連接是否緊固。確保測(cè)量環(huán)境無(wú)強(qiáng)干擾源，并準(zhǔn)備好所需的樣品材料。

2. 選擇合適的測(cè)量模式 低頻介電常數(shù)測(cè)定儀通常提供多種測(cè)量模式，如靜態(tài)模式、動(dòng)態(tài)模式等。根據(jù)具體需求選擇合適的模式。如果樣品較大，可能需要選擇較低的測(cè)量頻率；如果樣品較小，可以選擇較高的測(cè)量頻率以提高測(cè)量精度。

3. 樣品放置 將待測(cè)樣品放置在測(cè)量夾具中，確保樣品與電極接觸良好。對(duì)于液體或軟性材料，通常需要使用特定的容器或夾具來(lái)固定樣品。

4. 設(shè)置參數(shù) 在儀器顯示屏上設(shè)置測(cè)量頻率、溫度補(bǔ)償和其他相關(guān)參數(shù)。為了確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，溫度控制和濕度監(jiān)控是必不可少的。

5. 開(kāi)始測(cè)量 在設(shè)置完所有參數(shù)后，啟動(dòng)測(cè)量程序。低頻介電常數(shù)測(cè)定儀會(huì)通過(guò)一定的頻率信號(hào)來(lái)激勵(lì)樣品，記錄樣品的電氣響應(yīng)，并計(jì)算出相應(yīng)的介電常數(shù)值。

6. 數(shù)據(jù)記錄與分析 測(cè)量完成后，儀器會(huì)顯示或輸出測(cè)量結(jié)果。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，用戶可以進(jìn)一步進(jìn)行分析，比較不同材料的介電常數(shù)差異，從而為工程設(shè)計(jì)、材料選用提供科學(xué)依據(jù)。

三、低頻介電常數(shù)測(cè)定儀的應(yīng)用領(lǐng)域

低頻介電常數(shù)測(cè)定儀的應(yīng)用涵蓋了多個(gè)領(lǐng)域，特別是在電子器件、傳感器技術(shù)以及材料科學(xué)等領(lǐng)域中扮演著關(guān)鍵角色。在電子行業(yè)中，介電常數(shù)對(duì)電容器、絕緣材料的選擇至關(guān)重要；而在研究新型材料時(shí)，低頻介電常數(shù)測(cè)量可以幫助判斷材料的電氣性能，為新材料的開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。

四、常見(jiàn)問(wèn)題與注意事項(xiàng)

1. 測(cè)量誤差問(wèn)題 在使用低頻介電常數(shù)測(cè)定儀時(shí)，常見(jiàn)的誤差來(lái)源包括溫度變化、濕度影響以及樣品放置不當(dāng)?shù)取闇p少誤差，建議在恒溫環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，并保證儀器與樣品的接觸良好。

2. 設(shè)備校準(zhǔn) 為確保測(cè)量精度，定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)是必要的。校準(zhǔn)過(guò)程中使用已知介電常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)材料作為參考，以驗(yàn)證儀器的測(cè)量精度。

結(jié)語(yǔ)

低頻介電常數(shù)測(cè)定儀是科研與工業(yè)領(lǐng)域中不可或缺的測(cè)試工具，憑借其高精度的測(cè)量能力，可以為材料性能評(píng)估和電氣設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)支持。掌握正確的操作方法，不僅能提高測(cè)試精度，還能有效降低人為誤差，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。

       介電常數(shù)又稱電容率或相對(duì)電容率，表征電介質(zhì)或絕緣材料電性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，常用ε表示。市面上的介電常數(shù)測(cè)試儀品目繁多，對(duì)應(yīng)的用途也截然不同，所以我們?cè)谶x擇測(cè)試儀的時(shí)候要找準(zhǔn)相應(yīng)的型號(hào)。

常用的有介電常數(shù)測(cè)試儀有工頻介電常數(shù)測(cè)試儀和高頻介電常數(shù)測(cè)試儀，本文ZD介紹工頻介電常數(shù)測(cè)試儀HQS37a 工頻介電常數(shù)測(cè)試儀。

HQS37a 工頻介電常數(shù)測(cè)試儀

工作原理

主要用于測(cè)量高壓工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損失角的正切值及電容量。其采用了西林電橋的經(jīng)典線路。主要可以測(cè)量電容器、互感器、變壓器等各種電工油及各種固體絕緣材料在工頻高壓下的介質(zhì)損耗（tgδ）和電容量（ Cx）以，其測(cè)量線路采用“正接法”即測(cè)量對(duì)地絕緣的試品。由于電橋內(nèi)附有一個(gè)2500KV的高壓電源及一臺(tái)高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器，并將副橋和檢流計(jì)與高壓電橋有機(jī)的結(jié)合在一起，所以本電橋特別適應(yīng)測(cè)量各類絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數(shù)（ε）。

主要特點(diǎn)

• 經(jīng)典測(cè)試線路   測(cè)量范圍更寬

1. 采用西林電橋原理，Z大測(cè)試電壓2500V

2. 橋體本身帶有5kV/100pF標(biāo)準(zhǔn)電容，測(cè)量材料介損更為方便

3. 橋體內(nèi)附電位跟蹤器及指另儀，外圍接線及少

4. 橋體采用了多樣化的介損測(cè)量線路

5. 
   

• 測(cè)量精度高、性能超穩(wěn)定

• 測(cè)量工裝更便捷

本電極適用于固體電工絕緣材料如絕緣漆、樹脂和膠、浸漬纖制品、層壓制品、云母及其制品、塑料、電纜料、薄膜復(fù)合制品、陶瓷和 玻璃等的相對(duì)介電常數(shù)（ε）與介質(zhì)損耗角正切值（tgδ）的測(cè)試。本電極主要用于頻率在工頻50Hz下測(cè)量試品的相對(duì)介電常數(shù)（ε）和介質(zhì)損耗角正切值 （tgδ）。本電極的設(shè)計(jì)主要是參照國(guó)標(biāo)GB1409-78。
本電極采用的是三電極式結(jié)構(gòu)，能有效的消除表面漏電流的影響，使測(cè)量電極下的電場(chǎng)趨于均勻電場(chǎng)。

技術(shù)參數(shù)

測(cè)量范圍及誤差

在Cn＝100pF    R4＝3183.2（Ω）（即10K/π）時(shí)

在Cn＝100pF    R4＝318.3（Ω）（即1K/π）時(shí)

Cx＝R4×Cn/R3
tgδ＝ω·Ｒ４·Ｃ４
高壓電源技術(shù)特性
電壓輸出：0～2500V/50Hz
高壓電流輸出：0～20mA
內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)電容器
電容量的名義值為100pF
tgδ小于5×10-5

電極技術(shù)指標(biāo)

適用標(biāo)準(zhǔn)

GB/T1409—2006  測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻（包括米波波長(zhǎng)在內(nèi)）下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法

GB/T1409  測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻（包括米波波長(zhǎng)在內(nèi)）下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法

介電性能的定義

一種絕緣材料的介電特性是指在給定頻率范圍內(nèi)川交流電壓測(cè)拍出的綜合材料特性。

介電常數(shù) absolute permittivity

電通密度除以電場(chǎng)強(qiáng)度。

注：?種絕緣材料的測(cè)員介電常數(shù)e等于它的相對(duì)介電常數(shù)￡，和底空介電常數(shù)丄的乘積.見(jiàn)式《1〉：

€ ? X ￡f （ 1 ）

介電常數(shù)的単位是法拉每米《F/m）.真空介電常數(shù)給的值按式（2）確定：

e0 = 8.854 X 10 12 F/m （ 2 ）

相對(duì)介電常數(shù) relative permittivity

介電常數(shù)與直空介電常數(shù)孔的比值。

注1：在恒定電場(chǎng)或頻率很低的交變電場(chǎng)中.各向同性及冰各向同性介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)等卜充滿該介質(zhì)的電容器 的電容與相同結(jié)構(gòu)電極的真空電容器的電容之比。

注2；在實(shí)際匸程中.“介電常數(shù)"這一術(shù)語(yǔ)常用來(lái)指代”相對(duì)介電常數(shù)二

注3：絶緣材料的相對(duì)介電常數(shù)j是電容演（.，與U之比。其中,G是置于電極之間和周闈完全山考慮中絕緣材 料壊充的電容試樣（電容器）的電容值；Cu則是真.空下相同構(gòu)造電扱的電容值?

?=冬 （3>

在標(biāo)準(zhǔn)大鹿壓下?不含二氧化碳的干燥空氣的相對(duì)介電常數(shù)是1.000 53 .因此在實(shí)踐中,常用電極構(gòu)造相同的空氣 電容值C.代替直空電容tfic?來(lái)測(cè)定介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)￡,的精度是足夠的.

相對(duì)復(fù)合介電常數(shù) relative complex permittivity

穩(wěn)定的正弦場(chǎng)條件下用岌數(shù)發(fā)示介電常數(shù).見(jiàn)式（4）：

沱？ =jX e "

其中j'與j"為正值。

注1：習(xí)慣上.相對(duì)復(fù)介電常數(shù)勺可用s'和e,"中的任意一個(gè)表示.或者用e,和偵澎表示。若則e—s'; 此時(shí)這兩者都被稱為相對(duì)介電常數(shù)，

注2：r/被稱為損耗指數(shù)。