電子材料與元件的電學(xué)性能參數(shù)的測量是一項(xiàng)基本而重要的工作。這些電學(xué)參數(shù)包括不同頻率、不同溫度下的電阻、電容、阻抗、介電常數(shù)、損耗角正切值等特性測量。全面而準(zhǔn)確地掌握這些特性，對(duì)分析、改進(jìn)電子材料與元件的性能十分重要。ZJD-C材料介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀（數(shù)字電橋）是隨著數(shù)字測量技術(shù)發(fā)展而出現(xiàn)的新型智能化材料和元件參數(shù)測量儀器，具有使用簡便、效率高、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)，在電子材料與元件特性參數(shù)測量和研究中獲得了極其廣泛的應(yīng)用。
介電常數(shù)介質(zhì)損耗測量儀以微處理器為核心、通過采集給定激勵(lì)下被測樣品和標(biāo)準(zhǔn)元件的電壓、電流信號(hào)并按照—定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行被測樣品的參數(shù)計(jì)算。ZJD-C材料介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀測量原理以阻抗參數(shù)的數(shù)字化測量為基礎(chǔ)，典型測量方法為矢量電流—電壓法。測量電路原理如圖 1 所示，其中Rs 為標(biāo)準(zhǔn)電阻值，Zx 為待測樣品的阻抗。
阻抗參數(shù)的測量可首先轉(zhuǎn)化為電壓測量及電壓分量的計(jì)算，最終可得到復(fù)阻抗的電阻參數(shù)和電抗參數(shù)，并可間接計(jì)算其他參數(shù)，如損耗參數(shù)、不同等效模式下的阻抗參數(shù)等。圖2為ZJD-C材料介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀一般原理框圖。流過待測元件的電流轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電壓信號(hào)，與待測元件的電壓經(jīng)緩沖放大后送給相敏模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(PSADC)。PSADC 主要由相敏檢波器(PSD)和積分型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)構(gòu)成，PSADC 根據(jù)相位參考基準(zhǔn)信號(hào)與輸入的電壓信號(hào)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于被測電壓與電流信號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并提供給微處理器CPU。CPU 接收控制按鍵的操作信號(hào)并按要求執(zhí)行特定的程序處理PSADC 提供的數(shù)據(jù)，最終經(jīng)計(jì)算得到被測阻抗參數(shù)數(shù)值并顯示。
3.寬頻介電常數(shù)測試儀結(jié)合圖表進(jìn)行分析：
我們知道電容容量與頻率是曲線關(guān)系，在諧振點(diǎn)之前，電容容量隨頻率的增加而減小，在諧振點(diǎn)之后，電容容量隨頻率的增加而增加。
結(jié)合表格和圖一我們發(fā)現(xiàn)該電容原件在 600KHz前電容是隨頻率f的增大而減小的，而在600KHz之后電容隨頻率f的增大而增大，即600KHz左右為諧振點(diǎn)。上面說的曲線關(guān)系，是電容與頻率的關(guān)系，而電容與頻率的關(guān)系可以間接反映出電容容量與f的關(guān)系，即Z(=ESR+jwL-j/wC)與頻率的關(guān)系。在低頻范圍內(nèi)，電容呈現(xiàn)容抗特性；中頻范圍內(nèi)，主要是ESR特性；高頻范圍內(nèi)，感抗占主導(dǎo)作用。
一般的大容量的電容對(duì)高頻的響應(yīng)很差對(duì)低頻的響應(yīng)卻好，而容量小的電容對(duì)低頻的響應(yīng)很差而對(duì)高頻的響應(yīng)卻非常好。因此可以根據(jù)不同的頻率需要選擇合適的電容。
由圖二介電損耗D隨頻率f的變化關(guān)系圖可以看出，一開始開始損耗隨著頻率的增加是緩慢增加的，當(dāng)頻率增加大1500KHz時(shí)，損耗D陡然增大。而在實(shí)際中，我們可以由電容在不同測試頻率下的損耗因子的變化來決定電路的模式選擇。若頻率升高而損耗增加，則應(yīng)選用串聯(lián)等效電路；若頻率升高而損耗減小，則應(yīng)選用并聯(lián)等效電路。該測試的電容有圖二看出，其損耗隨f增加而增加，所以該電容適用于串聯(lián)等效電路。
4.多功能介電常數(shù)損耗測定儀對(duì)測試樣品的測量
相關(guān)數(shù)據(jù)說明:零位Lo=19.66mm; 復(fù)位L=24.66mm; 極板間距d=LLo=5mm;
測試樣品 直徑d=3cm; 樣品厚度t=4mm；
測量極板間為空氣的電容：C1；
測量放入樣品時(shí)的電容：C2； 頻率：f；
根據(jù)相關(guān)公式（結(jié)合圖示進(jìn)行說明）
不同頻率下測得的C1和C2，算出的介質(zhì)的介電常數(shù)數(shù)值如下：
| 頻率f (KHz) | 1 | 10 | 100 |
| 空載 C1 （PF） | 6.3620 | 6.2419 | 6.3888 |
| 加介質(zhì)C2 （PF） | 9.1139 | 8.6257 | 8.3380 |
| ε （PF/m） | 62.9406 | 49.1249 | 37.0989 |
通過相關(guān)資料的查閱，我們知道：材料的介電常數(shù)形成主要是由某些極化引起的，所謂極化是某些偶極子定向排列產(chǎn)生，由于頻率的變化，偶極子隨外場反轉(zhuǎn)，當(dāng)頻率很高，由于材料內(nèi)部一定的阻力，使偶極子反轉(zhuǎn)跟不上電場的速度，就會(huì)形成一種馳豫，馳豫也是介質(zhì)材料產(chǎn)生損耗的原因之一，高頻情況下，有些偶極子停止反轉(zhuǎn)，所以對(duì)介電常數(shù)的貢獻(xiàn)為零。材料中一般都存在好幾種極化方式，各種極化馳豫發(fā)生的頻段不一樣，所以總的來說，隨著頻率的升高，介電常數(shù)一般減小。
因此由于介電損耗的存在，當(dāng)f 增大時(shí)，損耗增大，從而發(fā)現(xiàn)我們得到樣品的介電常數(shù)隨頻率增大而減小。
全自動(dòng)介電常數(shù)損耗測定儀操作注意事項(xiàng)：
