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介電常數(shù)介質(zhì)損耗試驗機核心參數(shù)要求、測試原理、操作軟件、儀器結(jié)構(gòu)

閱讀:170發(fā)布時間:2025-5-22

        介電常數(shù)介質(zhì)損耗試驗機是用于測定材料介電性能的關(guān)鍵儀器,主要用于評估絕緣材料、高分子聚合物、陶瓷、薄膜等介質(zhì)材料的介電常數(shù)(ε)和介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)。這些參數(shù)直接反映材料在交變電場下的極化能力與能量損耗特性,對電子元件設(shè)計(如電容器、射頻器件)、電力設(shè)備絕緣選型及高頻電路基板研發(fā)至關(guān)重要。該設(shè)備符合 IEC 60250、ASTM D150 等國際標準,廣泛應(yīng)用于電子制造、電力工程和材料科學研究領(lǐng)域。

核心參數(shù)要求

頻率范圍 

測試頻率覆蓋 20Hz~10MHz,支持手動或自動掃描模式,以適應(yīng)不同應(yīng)用場景需求。

測量精度 

介電常數(shù)精度:±0.5%(典型值)

介質(zhì)損耗角正切(tanδ)分辨率:( < 0.0001 )

測試電壓 

交流電壓范圍 0.1V~1000V,具備自適應(yīng)防擊穿保護機制。

電極系統(tǒng) 

標配平行板電極,支持可調(diào)間距(0.1~10?mm)與多樣化電極材質(zhì)(如鍍金、氧化鋁陶瓷)。

溫控能力 

可選配溫度控制模塊,溫區(qū)范圍?40~300,控溫精度 ±0.5。

阻抗范圍 

測試阻抗范圍1Ω~100GΩ,需內(nèi)置LCR(電感-電容-電阻)復合測量功能。

測試原理

介電常數(shù)測量
基于平行板電容器原理,通過對材料填充電極后的電容值 (Cx) 與真空電容值 (C0) 的比值計算介電常數(shù)ε= Cx / C0 )。實驗需消除邊緣效應(yīng)與殘余阻抗的影響。

介質(zhì)損耗角正切(tanδ)測量
采用電橋法或矢量阻抗法,測量材料在交變電場下電流與電壓的相位差角δ。介質(zhì)損耗 tanδ定義為損耗功率與儲存功率之比,即 tanδ = IR/IC,其中 IR為電阻分量電流,IC 為電容分量電流。

頻率掃描技術(shù)
在寬頻域內(nèi)施加正弦波信號,通過分析材料阻抗的實部與虛部特性曲線,獲取介電頻譜數(shù)據(jù)。

操作軟件

系統(tǒng)配套軟件需具備以下核心功能模塊:

參數(shù)配置 

支持自定義頻率步進、電壓幅值及信號波形(正弦波、方波)。

校準向?qū)?/span> 

提供開路、短路及負載校準流程,自動修正寄生電容與引線電感誤差。

數(shù)據(jù)可視化 

實時顯示介電常數(shù)-頻率曲線、tanδ-頻率曲線及阻抗復平面圖(奈奎斯特圖)。

分析工具 

內(nèi)置Cole-Cole模型擬合、損耗峰定位功能,支持介電弛豫時間計算。

數(shù)據(jù)導出 

生成符合ISO標準的PDF報告,支持CSV、MATLAB等格式輸出。

儀器結(jié)構(gòu)

信號發(fā)生與采集單元 

高穩(wěn)定性信號發(fā)生器:輸出低失真正弦波信號。

鎖相放大器(LIA)或阻抗分析儀:精準提取微小電流信號幅值與相位。

電極與樣品架 

平行板電極組:采用同軸屏蔽結(jié)構(gòu),減少電磁干擾。

可調(diào)支架:配備微米級精密導軌,實現(xiàn)電極間距的精確調(diào)節(jié)。

溫控模塊(選配)

雙層隔熱測試腔:集成加熱片與半導體制冷元件,實現(xiàn)快速升降溫。

屏蔽防護系統(tǒng) 

全金屬法拉第籠:抑制外界電磁噪聲,提升信噪比。

人機交互界面 

觸控屏主機:一鍵切換測試模式,實時顯示電容、電感、電阻復合參數(shù)。




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