介電常數測量儀方法概述

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，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。

介電常數測量儀A/C高頻Q表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。該儀器廣泛地用于科研機關、學校、工廠等單位。

A/C高頻Q表是北廣精儀儀器設備有限公司最

新研制的產品，它以DDS數字直接合成方式產生信號源，頻率達

60MHz /100MHz，信號源具有信號失真小、頻率精確、信號幅度穩定的優點，更保證了測量精度的精確性。A主電容調節用傳感器感應，電容讀數精確,且頻率值可設置。C主電容調節用

步進馬達控制，電容讀數更加精確,頻率值和電容值均可設置。A/C電容、電感、Q值、頻率、量程都用數字顯示，在某一頻率下，只要能找到諧振點，都能直接讀出電感、電容值，大大擴展了電感的測量范圍，而不再是固定的幾個頻率下才能測出電感值的大小。A/C*的諧振點頻率自動搜索或電容自動搜索功能，能幫助你在使用時快速地找到被測量器件的諧振點，自動讀出Q值和其它參數。Q值量程可手動或自動轉換。

工作特性

1．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

2．電感測量范圍

注：大于直接測量范圍的電容測量見使用方法。

4．信號源頻率覆蓋范圍

5．Q合格指示預置功能：預置范圍：5～1000

6．Q表正常工作條件

a.  環境溫度：0℃～+40℃；

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

7．其他

a．消耗功率：約25W；

b．凈重：約7kg；

c. 外型尺寸：（寬×高×深）mm：380×132×280。

工作原理

1．“Q"的定義

Q表是根據串聯諧振原理設計，以諧振電壓的比值來定位Q值。

“Q"表示元件或系統的“品質因數"，其物理含義是在一個振蕩周期內貯存的能量與損耗的能量之比。對于電抗元件(電感或電容)來說，即在測試頻率上呈現的電抗與電阻之比。

A/C型Q表的工作原理框圖如圖二所示。它以ATM128單片機作為控制核心，實現對各種功能的控制。DDS數字直接合成信號源為Q值測量提供了一個優質的高頻信號。信號源輸出一路送到程控衰減器和自動穩幅放大控制單元，該單元根據CPU的指令對信號衰減后送往信號激勵放大器，同時對信號檢波后送出一直流控制信號到壓控信號源實現自動穩幅。信號激勵部分輸出送到一個寬帶分壓器，由分壓器饋給測試調諧回路一個恒定幅度的信號。當測試回路處于諧振狀態時，在調諧電容CT兩端的信號幅度將是分壓器提供的信號幅度Q倍。在CT兩端取得的調諧信號被信號放大單元適當放大后送到檢波和數字取樣單元，檢波后送到控制中心CPU去進行數據處理。

A調諧電容帶動傳感器，不斷地將電容變化的信息送往中心控制CPU，經處理后計算出電容值，

再根據頻率值計算出諧振時的頻率值。

C調諧電容有步進馬達帶動，根據不同電容值由CPU計算脈沖數去控制馬達。電容值可預置并可電容搜索。

A/C型Q表工作頻率值、頻段、主調電容器值、諧振電感值、Q值、Q值比較設置狀態、Q值量程、手/自動狀態、頻率或電容搜索指示、Q值調諧指示帶都顯示在液晶屏上

整個顯示屏共分為四行

第一行：左邊  信號源頻率指示，共6位；

右邊  信號源虛擬頻段指示（1-4）。

第二行：左邊  調諧電容指示值，4位；

右邊  電感指示值，4位。

第三行：左邊  Q值指示值；

右邊  Q值合格比較狀態 。

第四行：左邊  Q值量程，手動/自動切換指示/調諧點自動搜索指示；

右邊上部  Q值量程范圍指示；

右邊下部  Q值調諧光帶指示。

四、結構特性

A/C型Q表采用了較低的臺式機箱，面板采用PC絲印面板，美觀大方。

各主要功能單元，除了顯示部分為了顯示方便和調諧測試回路，放大單元為了減小分布參數，安裝在面板上外，其余都安裝在機內底板上

1．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。

2．高頻線圈的Q值測量（基本測量法）

A．直接法

a．將被測線圈接在“Lx"接線柱上；

b．選擇適當的工作頻段和工作頻率；

c．調調諧電容器到諧振點，即Q表讀數達最大，此讀數即為被測電感的有效Q值(Qe)，若需得到被測電感的真實Q值（QT），則應先測出線圈分布電容C0，然后照下式修正

C1是調諧電容器諧振時讀數，如諧振時C1的讀數很大，C0只占很小比例，則有效Q值(Qe)和真實Q值(QT)差別可以忽略。

當Q值量程選擇自動切換時，在調諧時，如遇量程自動轉換，應停頓一下，待Q值穩定后，根據讀數值變大或變小，確定繼續調電容的方向。

B．變容法

a．照直讀法“a-d"進行，記下諧振時電容讀數C1和Q1；

b．調節主調電容數碼開關，使Q值二次指示均為Q1的0.707時，記下此時兩次電容讀數的差數ΔC，

倘要得到精確結果，則線圈的分布電容應加在C1之內，并應使主調電容作多次偏調，然后取其平均讀數。

測Q值較高的線圈時，Q值下降到0.707 Q1時，電容偏調很小，讀數誤差較大，這時可將主電容作較大偏調(10％以內)，記下偏調數ΔC和偏調后的Q值讀數Q2，這時Q值表達式為：

C. 變頻法

a．按直讀法“a-d"進行，記下諧振時讀數C1和Q1以及頻率讀數f0；

b．改變信號源的頻率使Q值二次指示為Q1的0.707(一次容性失諧，一次感性失諧)，記下此時二次頻率讀數差值Δf，這時回路的真實QT為：

產品的交收檢驗

1．檢驗環境要求

a．環境溫度：20℃±2℃，相對濕度<50％；

b．供電電源：220V±10V，50Hz±1Hz；

c．被檢設備要預熱30分鐘以上。

2．檢驗設備要求

a. 設備應在計量后的有效使用期內；

b. 檢驗設備應按儀器規定預熱。

3．Q值指示檢驗

a．檢驗設備：BQG-2標準線圈一套；

b．把標準Q值線圈接入A/C表電感接線柱上；

c．選擇標準Q值線圈所規定的檢定頻率；

d．A/C Q表的Q值讀數的相對誤差應符合二.1.C條中的固有誤差之規定。

4．調諧電容器準確度檢驗

a. 測試時如發現干擾，應斷開內部信號源；

b．設備連接如圖六所示，連接線應盡量短，盡可能減小分布電容；

?