介質(zhì)損耗試驗(yàn)機(jī)介電性能:
介電性能是指在電場作用下,表現(xiàn)出對(duì)靜電能的儲(chǔ)蓄和損耗的性質(zhì),該詞通常用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗來表示。材料應(yīng)用高頻技術(shù)時(shí),如實(shí)木復(fù)合地板采用高頻熱壓時(shí)介電性能是非常重要的性質(zhì)。介質(zhì)在外加電場時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電荷而削弱電場,原外加電場(真空中)與最終介質(zhì)中電場比值即為介電常數(shù)(permittivity),又稱透電率。
無機(jī)介質(zhì)材料表現(xiàn)出來的介電性能的應(yīng)用中,還涉及到介電常數(shù)、介電損耗因子和介電強(qiáng)度等。
介電常數(shù)又叫介質(zhì)常數(shù)、介電系數(shù)或電容率,它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù),以字母ε表示,單位為法/米
如果有高介電常數(shù)的材料放在電場中,場的強(qiáng)度會(huì)在電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。
介電常數(shù)與耗散因數(shù)間的關(guān)系
介電常數(shù)又稱電容率或相對(duì)電容率, 是表征電介質(zhì)或絕緣材料電 性能的一個(gè)重要數(shù)據(jù),常用 ε 表示。 介質(zhì)在外加電場時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng) 電荷而削弱電場,原外加電場(真空中)與最終介質(zhì)中電場比值即為介 電常數(shù)。其表示電介質(zhì)在電場中貯存靜電能的相對(duì)能力, 例如一個(gè)電 容板中充入介電常數(shù)為 ε 的物質(zhì)后可使其電容變大 ε 倍。介電常數(shù)愈 小絕緣性愈好。如果有高介電常數(shù)的材料放在電場中, 場的強(qiáng)度會(huì)在 電介質(zhì)內(nèi)有可觀的下降。介電常數(shù)還用來表示介質(zhì)的極化程度, 宏觀 的介電常數(shù)的大小, 反應(yīng)了微觀的極化現(xiàn)象的強(qiáng)弱。氣體電介質(zhì)的極 化現(xiàn)象比較弱,各種氣體的相對(duì)介電常數(shù)都接近1 ,液體、固體的介 電常數(shù)則各不相同,而且介電常數(shù)還與溫度、電源頻率有關(guān)
有些物質(zhì)介電常數(shù)具有復(fù)數(shù)形式, 其實(shí)部即為介電常數(shù), 虛數(shù)部 分常稱為耗散因數(shù)。
通常將耗散因數(shù)與介電常數(shù)之比稱作耗散角正切, 其可表示材料 與微波的耦合能力, 耗散角正切值越大, 材料與微波的耦合能力就越 強(qiáng)。例如當(dāng)電磁波穿過電解質(zhì)時(shí),波的速度被減小,波長也變短了。
介質(zhì)損耗是指置于交流電場中的介質(zhì), 以內(nèi)部發(fā)熱的形式表現(xiàn)出 來的能量損耗。介質(zhì)損耗角是指對(duì)介質(zhì)施加交流電壓時(shí), 介質(zhì)內(nèi)部流 過的電流相量與電壓向量之間的夾角的余角。介質(zhì)損耗角正切是對(duì)電 介質(zhì)施加正弦波電壓時(shí), 外施電壓與相同頻率的電流之間相角的余角 δ 的正切值--tg δ. 其物理意義是:每個(gè)周期內(nèi)介質(zhì)損耗的能量//每個(gè)
周期內(nèi)介質(zhì)存儲(chǔ)的能量。
介電損耗角正切常用來表征介質(zhì)的介電損耗。介電損耗是指電 介質(zhì)在交變電場中, 由于消耗部分電能而使電介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象。 原因是電介質(zhì)中含有能導(dǎo)電的載流子,在外加電場作用下,產(chǎn)生導(dǎo)電電 流,消耗掉一部分電能,轉(zhuǎn)為熱能。任何電介質(zhì)在電場作用下都有能量
損耗,包括由電導(dǎo)引起的損耗和由某些極化過程引起的損耗。
用 tg δ作為綜合反應(yīng)介質(zhì)損耗特性優(yōu)劣的指標(biāo), 其是一個(gè)僅僅取 決于材料本身的損耗特征而與其他因素?zé)o關(guān)的物理量, tgδ的增大意 味著介質(zhì)絕緣性能變差, 實(shí)踐中通常通過測(cè)量 tgδ來判斷設(shè)備絕緣性 能的好壞。
由于介電損耗的作用電解質(zhì)在交變電場作用下將長生熱量, 這些 熱會(huì)使電介質(zhì)升溫并可能引起熱擊穿, 因此, 在絕緣技術(shù)中, 特別是 當(dāng)絕緣材料用于高電場強(qiáng)度或高頻的場合,應(yīng)盡量采用介質(zhì)損耗因 數(shù), 即電介質(zhì)損耗角正切 tgδ較低的材料。但是, 電介質(zhì)損耗也可用 作一種電加熱手段,即利用高頻電場(一般為0.3--300兆赫茲)對(duì)介 電常數(shù)大的材料(如木材、紙張、陶瓷等) 進(jìn)行加熱。這種加熱由于 熱量產(chǎn)生在介質(zhì)內(nèi)部, 比外部加熱速度更快、熱效率更高, 而且熱均 勻。頻率高于300兆赫時(shí),達(dá)到微波波段,即為微波加熱(家用微波 爐即據(jù)此原理)。
在絕緣設(shè)計(jì)時(shí), 必須注意材料的 tgδ值。若 tgδ過大則會(huì)引起嚴(yán) 重發(fā)熱,使絕緣材料加速老化,甚至導(dǎo)致熱擊穿。
一下例舉一些材料的 ε 值:
石英-----3.8
絕緣陶瓷-----6.0
紙------70
有機(jī)玻璃------2.63
PE-------2.3
PVC--------3.8
高分子材料的 ε 由主鏈中的鍵的性能和排列決定
分子結(jié)構(gòu)極性越強(qiáng), ε 和 tg δ越大。
非極性材料的極化程度較小, ε 和 tg δ都較小。
當(dāng)電介質(zhì)用在不同場合時(shí)對(duì)介電常數(shù)與耗散因素的大小有不同 的要求。做電容介質(zhì)時(shí) ε 大、 tg δ??;對(duì)航空航天材料而言, ε 要小 tg δ要大。
另外要注意材料的極性越強(qiáng)受濕度的影響越明顯。主要原因是高 濕的作用使水分子擴(kuò)散到高分子的分子之間, 使其極性增強(qiáng); 同時(shí)潮 濕的空氣作用于塑料表面, 幾乎在幾分鐘內(nèi)就使介質(zhì)的表面形成一層 水膜, 它具有離子性質(zhì), 能增加表面電導(dǎo), 因此使材料的介電常數(shù)和 介質(zhì)損耗角正切 tgδ都隨之增大。故在具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意電介質(zhì)的周 圍環(huán)境。
電介質(zhì)在現(xiàn)代生活中經(jīng)常被用到, 而介電常數(shù)與耗散因素是電介 質(zhì)的兩個(gè)重要參數(shù), 根據(jù)不同的要求, 應(yīng)當(dāng)選用具有不用介電常數(shù)與 耗散因數(shù)的材料, 以達(dá)到最佳的效果。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意外界因素對(duì)介 電常數(shù)與耗散因數(shù)的影響。
簡介:
特點(diǎn):
1、雙掃描技術(shù) - 測(cè)試頻率和調(diào)諧電容的雙掃描、自動(dòng)調(diào)諧搜索功能。
2、雙測(cè)試要素輸入 - 北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器測(cè)試頻率及調(diào)諧電容值皆可通過數(shù)字按鍵輸入。
3、雙數(shù)碼化調(diào)諧 - 數(shù)碼化頻率調(diào)諧,數(shù)碼化電容調(diào)諧。
4、自動(dòng)化測(cè)量技術(shù) -對(duì)測(cè)試件實(shí)施 Q 值、諧振點(diǎn)頻率和電容的自動(dòng)測(cè)量。
5、全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調(diào)電容、電感、 Q 值、信號(hào)源頻率、諧振指針。
6、DDS 數(shù)字直接合成的信號(hào)源 -確保信源的高葆真,頻率的高精確、幅度的高穩(wěn)定。
7、計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正技術(shù)和測(cè)試回路優(yōu)化—使測(cè)試回路 殘余電感減至低值, Q 讀數(shù)值在不同頻率時(shí)要加以修正的困惑。
8、新增功能:電感測(cè)試時(shí),儀器自身殘余電感和測(cè)試引線電感的自動(dòng)扣除功能。大大提高了在電感值(特別是小電感值)測(cè)量時(shí)的精度。此技術(shù)只有北京智德創(chuàng)新儀器生產(chǎn)的Q表有。
9、新增功能:大電容值直接測(cè)量顯示功能,電容值直接測(cè)量值可達(dá)25nF(配100uH電感時(shí))。大電容值測(cè)量一個(gè)按鍵搞定。此技術(shù)只有北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器生產(chǎn)的Q表有。
介質(zhì)損耗試驗(yàn)機(jī)技術(shù)指標(biāo):
項(xiàng)目/型號(hào) | ZJD-B | ZJD-A | ZJD-C |
信號(hào)源 | DDS數(shù)字合成信號(hào) | ||
頻率范圍 | 10KHZ-70MHZ | 10KHZ-110MHZ | 100KHZ-160MHZ |
信號(hào)源頻率覆蓋比 | 7000:1 | 11000:1 | 16000:1 |
采樣精度 | 11BIT | 12BIT | |
信號(hào)源頻率精度 | 3×10-5 ±1個(gè)字,6位有效數(shù) | ||
Q值測(cè)量范圍 | 1~1000自動(dòng)/手動(dòng)量程 | ||
Q值量程分檔 | 30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔 | ||
Q分辨率 | 4位有效數(shù),分辨率0.1 | ||
Q測(cè)量工作誤差 | <5% | ||
電感測(cè)量范圍 | 1nH~8.4H,;分辨率0.1 | 1nH~140mH;分辨率0.1 | |
電感測(cè)量誤差 | <3% | ||
電容直接測(cè)量范圍 | 1pF~2.5uF | 1pF~25uF | |
調(diào)諧電容誤差分辨率 | ±1pF或<1% | ||
主電容調(diào)節(jié)范圍 | 30~540pF | 17~240pF | |
諧振點(diǎn)搜索 | 自動(dòng)掃描 |