介电常数测试仪的详细介绍 2024-04-26 02:17:41 0 0 ZJD-C型硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪 一、概述: ZJD-C型硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪作为zui新一代的通用、多用途、多量程的阻抗测试仪器,测试频率上限达到目前国内zui高的160MHz.ZJD-C硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪采用了多项技术。 双扫描技术 - 测试频率和调谐电容的双扫描、自动调谐搜索功能。 双测试要素输入 - 测试频率及调谐电容值皆可通过数字按键输入。 双数码化调谐 - 数码化频率调谐,数码化电容调谐。 自动化测量技术 -对测试件实施 Q 值、谐振点频率和电容的自动测量。 全参数液晶显示 – 数字显示主调电容、电感、 Q 值、信号源频率、谐振指针。 DDS 数字直接合成的信号源 -确保信源的高葆真,频率的高jing确、幅度的高稳定。 计算机自动修正技术和测试回路zui优化 —使测试回路 残余电感减至zui低,完全根除 Q 读数值在不同频率时要加以修正的困惑。 二、主要技术特性: *1.信号源: DDS数字合成信号 100KHZ-160MHZ *2.信号源频率精度3×10-5 ±1个字,6位有效数 3.Q值测量范围:1~1023 4.Q值量程分档:30、100、300、1000、自动换档或手动换档; *5.电感测量范围:1nH~140mH 自身残余电感和测试引线电感的自动扣除功能 *6.电容直接测量范围:1pF~25nF 7.主电容调节范围: 17~240pF 8.准确度 150pF以下±1pF;150pF以上±1% 9.信号源频率覆盖范围100kHz~160MHz 10.合格指示预置功能范围:5~1000 11.环境温度:0℃~ 40℃; 12.消耗功率:约25W;电源:220V±22V,50Hz±2.5Hz。 13. S916(数显)介电常数εr和介质损耗因数tanδ测试装置: 数显式微杆,平板电容器: 极片尺寸: 38mm 极片间距可调范围:≥15mm 夹具插头间距:25mm±0.01mm 夹具损耗正切值≤4×10-4 (1MHz) 测微杆分辨率:0.001mm 测试极片:材料测量直径Φ38mm厚度可调 ≥ 15mm *液体杯:测量极片直径 Φ38mm; 液体杯内径Φ48mm 、深7mm 14. 电感组LKI-1: 分别有0.05μH、0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH十个电感组成。 三、配置: 主机 一台 电感 九支 夹具 一套 液体杯 一套 随机文件一套 ZJD-C型硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪相关标准 硫化橡胶介电常数和介质损耗角 正切值的测定方法 警告:使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。 1、范围: 本标准规定了介电常数和介质损耗角正切值的两种测定方法。方法A为工频(50Hz)下的测定方法,方法B为高频电场下的测定方法。 本标准适用于硫化橡胶。 2、规范性引用文件: 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件,其zui新版本适用于本标准。 GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序(GB/T 2941-2006,ISO 23529:2004,IDT) 3、术语和定义: 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 介质损耗dielectric loss 绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。 3.2 损耗角δloss angleδ 在交变电场下,电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角(功率因数角φ)的余角(δ)。 3.3 损耗角正切tanδ loss tangentδ 介质损耗因数 dielectric loss factor 介质损耗角正切值。 3.4 介电常数εdielectric constant 绝缘材料在电场作用下产生极化,电容器极板间有电介质存在时的电容量C、与同样形状和尺寸的真空电容量C0之比。 注:不同试样、不同电极的真空电容和边缘校正的计算参见附录A。 4、测试电极: 4.1电极材料 见表1。 表 1电极材料 电极材料 规格要求 适应范围 铝箔和锡箔 铝箔和锡箔应退火,厚度为0.01mm左右,用凡士林、变压器油、硅油或其他合适油作为粘接剂 接触电极用 导电橡胶 体积电阻系数不大于300Ω·cm(交流),邵尔A硬度为40~60,表面应光滑 接触电极用 铜 表面可镀防腐蚀的金属层,但镀层应均匀一致,工作面粗糙度Ra值应不低于3.2 一般做辅助电极用,对软质胶可直接作接触电极用 导电粉末 石墨粉,银粉,铜粉等 管状试样内电极用 4.2电极尺寸 4.2.1板状试样电极 4.2.1.1 方法A:板状电极尺寸见表2,电极如图1所示。 表 2板状试样电极尺寸单位为毫米 D1 D2 D3 D4 H1 H2 25.0±0.1 29.0±0.1 40 ≥40 30 5 50.0±0.1 54.0±0.1 74 ≥74 1——测量电极; 2——保护电源; 3——试样; 4——高压电极。 图 1板状试样电极配置(工频) 4.2.1.2 方法B:采用二电极系统。电极尺寸大小与试样尺寸相等,或电极小于试样尺寸。板状试样电极直径为φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。 4.2.2管状试样电极 4.2.2.1 方法A:管状试样电极尺寸见表3,电极如图2所示。 表 3管状试样电极尺寸 L1 L2 L3 g 25 5 ≥40 2.0±0.1 50 10 ≥74 1——保护电极; 2——测量电极; 3——高压电极; 4——试样。 图 2管状试样电极配置(工频) 4.2.2.2 方法B:管状试样电极尺寸,电极如图3所示。 管状试样的电极长度为50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。 1——试样; 2——上电极; 3——下电极。 图 3管状试样电极配置(高频) 4.3电极装置 在进行高频测试时,根据测试频率与测试要求可用支架电极(如图4),当频率大于或等于1MHz且小于10MHz时,宜用测微电极(如图5);当频率大于或等于10MHz时,应用测微电极。 1——上盖螺钉; 2——上盖板; 3——升降螺杆; 4——上电极导轨; 5——螺帽; 6——导筒; 7——导槽螺钉; 8——绝缘杆; 9——高压电极; 10——试样; 11——测量电极; 12——保护电极; 13——绝缘板(聚四氟乙烯板); 14——绝缘支脚; 15——农业生产体系玻璃板。 图 4支架电极 1——微调管形电容器; 2——测试样品电容器; 3——上支撑板; 4——上电极; 5——试样; 6——下电极; 7——底板。 图 5测微电极 5、测试仪器: 5.1方法A 5.1.1测试仪器为工频高压电桥,其原理图如图6所示。 T 试验变压器; C3标准电容器; C5试样; R3可变电阻; C2、C4可变电容; R4固定电阻; G- 电桥平衡指示器; P 放电器。 图 6工频高压电桥原理图 5.1.2 测量范围 损耗角正切(tanδ):0.001~1;电容(C):40pF~2000pF。 5.1.3 电桥测量误差 测量时误差不超过10%,当试样tanδ小于0.001时测量误差不超过0.0001,电容的测量误差不超过5%,标准电容器的tanδ应小于0.0001。 5.1.4 电桥必须有良好的屏蔽接地装置。 5.2方法B 5.2.1 方法B的测试仪器有两种:一种是谐振升高法(Q表),另一种时变电钠法。 5.2.1.1 谐振升高法(Q表) 其测试原理图如图7所示。 A 电流表; R0耦合电阻; L 辅助线圈; C 标准电容; C0试样; V、V1电压表(用Q值表示)。 图 7Q表原理图 5.2.1.1.1 测量范围 频率为50Hz~50MHz,电容40pF~500pF,Q值10~600。 5.2.1.1.2 测量误差 电容误差:±(0.5%C 0.1pF),Q值±10%;有关仪器的测量误差均为±10%。 5.2.1.2 变电钠法 其测试原理如图8所示。 C——可调电容; L——谐振线圈; CT——管形微调电容; Cu——主电容; Cx——试样。 图 8高频介质损耗仪原理图 6、试样: 6.1试样尺寸 6.1.1 方法A试样尺寸见表4。 表 4试样尺寸单位为毫米 试样 尺寸 厚度 板状 圆形:φ100 正方形:边长100 软质橡胶1.0±0.1 硬质橡胶2.0±0.2 管状 管长100 6.1.2 方法B试样尺寸见表5。 表 5试样尺寸单位为毫米 试样 尺寸 厚度 板状 圆形:φ38 ,φ50 、φ100 正方形:边长100 软质橡胶1.0±0.1 硬质橡胶2.0±0.2 管状 管长50 ,管长70 6.2试样的制备 试样的制备应符合GB/T 2941的规定,也可以在符合试样厚度尺寸的胶板上用旋转刀进行裁切,制样方法的不同,其试验结果无可比性。 6.3试样数量 试样的数量不少于3个。 7、硫化与试验之间的时间间隔: 试样在硫化与试验之间的时间间隔按GB/T2941的规定执行。 8、试验条件: 8.1 试样表面应清洁、平滑,无裂纹、气泡和杂质等,试样表面应用蘸有无水乙醇的布擦洗。 8.2 试样应在标准实验室温度及湿度下至少调节24h。 8.3当试样处理有特殊要求时,可按其产品标准规定的进行。 9、试验步骤: 9.1方法A 9.1.1 试验电压为1000V~3000V,一般情况下为1000V,电源频率为50Hz。 9.1.2 按设备说明书正确的连接。 9.1.3 接通电源预热30min。 9.1.4 将试样接人电桥C、的桥臂中,加上试验电压,根据电桥使用方法进行平衡,读取R3和tanδ或值。 9.2方法B—谐振升高法(Q表法) 9.2.1 按照Q表的操作规程调整仪器,选定测量频率,测定C1和Q1的值。 9.2.2 将试样放入测试电极中,并调节电容器C,使电路谐振,达到zui大Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。 9.2.3 将试样从测试电极中取出,调节C或测试电极的距离,使电路重新谐振,记下C、或测试电极的校正电容值与Q值,并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。 9.2.4 其他高频测试仪器按其说明书进行操作,通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。 10、试验结果: 10.1方法A 10.1.1 介质损耗角正切值(tanδ)可在电桥上直接读数,按式(1)进行计算: tanδ=2πfR4C4×10-6…………………………(1) 式中: π——3.14; f——频率50Hz; R4——固定电阻阻值,单位为欧姆(Ω); C4——可变电容值,单位为微法(μF); 10.1.2 介电常数(ε)的计算见表6。 表 6介电常数的计算 tanδ 板状试样 管状试样 ≤0.1 …………(2) …………(3) >0.1 …………(4) …………(5) 式中: d 试样厚度,单位为厘米(cm); CR标准电容器电容量,单位为皮法(pF), R4固定电阻阻值,单位为欧姆(Ω); R3可变电阻阻值,单位为欧姆(Ω); S 电极有效面积单位为平方厘米(cm2); ……………………………(6) L1管状试样测量电极长度,单位为厘米(cm); D 测量电极有效直径,单位为厘米(cm); DB管外径,单位为厘米(cm); DA管内径,单位为厘米(cm); g 测量电极与环电极间距,单位为厘米(cm); ln 自然对效; π 3.14。 10.2方法B 10.2.1 电容的计算 10.2.1.1 谐振升高法 应用支架电极时按式(7)计算: Cx=C1-C2Ca…………………………………(7) 应用测微电极时按式(8)计算: Cx=C’1-C’2Ca……………………………(8) 10.2.1.2 变电纳法(配用测微电极): 按式(9)、式(10)计算: Cx=C1-C2Ca…………………………………(9) 其中:Ca= …………………………(10) 当电极直径为38mm时,则Ca=1/d 式中: Cx——试样的并联等值电容,单位为皮法(pF); C1——电极间距为试样厚度d,且无试样时谐振电容量,单位为皮法(pF); C2——有试样时谐振电容量,单位为皮法(pF); C'1——极的校正电容值,单位为皮法(pF); C'——有试样时,测微电极间距等于试样厚度时,测微电极的校正电容值,单位为皮法(pF); C——试样的几何电容量,单位为皮法(pF); S——电极面积单位为平方厘米(cm2); d——试样厚度,单位为厘米(cm)。 10.2.2 介电常数ε的计算 按式(11)计算: ………………………(11) 式中: Cx——试样的并联等值电容,单位为皮法(pF); d——试样的厚度,单位为厘米(cm); D——电极的直径,单位为厘米(cm)。 10.2.3介质损耗角正切tanδ值的计算 10.2.3.1谐振升高法(Q表法)按式(12)计算: ……………………(12) 10.2.3.2 变电纳法:各种高频损耗测试仪配用测微电极使用时按式(I3)计算: ………………………(13) 式中: C’——无电极时,谐振回路标准电容器指示值单位为皮法(pF); Q1——无试样时,电极间距为d时,谐振Q值; Q2——电极间有试样时的谐振Q值; △Ci—有试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF); △C0——无试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF); Cx——试样的并联等值电容,单位为皮法(pF)。 10.2.4 管状试样测试结果计算 10.2.4.1 试样电容量按式(14)计算: Cx=C1-C2…………………………(14) 式中: C1——无试样时,谐振电容量; C2——有试样时,谐振电容量。 10.2.4.2试样介电常数按式(15)式(16)计算: …………………………(15) 其中: …………………(16) 式中: L——电极长度,单位为厘米(cm); D1、D2——管外径和内径,单位为厘米(cm)。 10.2.4.3 损耗角正切值的计算 与Q表接线柱直接连线时按式(17)计算: ………………………(17) 当高频介质损耗角测试仪与测微电极连接时按式(l8)计算: ………………………(18) 式中: C1、Q1——无试样时,谐振电容量及Q值; C2、Q2——有试样时,谐振电容量及Q值; △Ci——有试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF); △C0——无试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF)。 注:不同试验环境对试验结果的影响因素参见附录B。 10.3 试验结果以每组试验结果的中位数表示,取两位有效数字。 11、介电常数测试仪试验报告: 介电常数测试仪试验报告应包括以下内容: a)介电常数测试仪试样编号; b) 本标准编号或本标准名称; c)介电常数测试仪试验结果 d) 实验室温度、湿度; e)介电常数测试仪试样的规格; f) 测元件及电极尺寸; g) 试样和测试条件的调节; h)介电常数测试仪测量方法和测量电路; i)介电常数测试仪试验电压及频率; j) 试验者; k) 试验日期。 收藏(0)