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北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司
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北京智德創(chuàng)新儀器設(shè)備有限公司
產(chǎn)品型號(hào)
品 牌智德創(chuàng)新
廠商性質(zhì)生產(chǎn)商
所 在 地北京市
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更新時(shí)間：2024-01-12 14:21:31瀏覽次數(shù)：142次
聯(lián)系我時(shí)，請(qǐng)告知來自 智慧城市網(wǎng)硫化橡膠介電性能測(cè)試儀了解多種測(cè)量介電常數(shù)的方法及其特點(diǎn)和適用范圍，掌握替代法，比較法和諧振法測(cè)固體電介質(zhì)介電常數(shù)的原理和方法，用自己設(shè)計(jì)與制作的介電常數(shù)測(cè)試儀，測(cè)量壓電陶瓷的介電常數(shù)。
硫化橡膠介電性能測(cè)試儀實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>了解多種測(cè)量介電常數(shù)的方法及其特點(diǎn)和適用范圍，掌握替代法，比較法和諧振法測(cè)固體電介質(zhì)介電常數(shù)的原理和方法，用自己設(shè)計(jì)與制作的介電常數(shù)測(cè)試儀，測(cè)量壓電陶瓷的介電常數(shù)。
硫化橡膠介電性能測(cè)試儀實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理：
1、儀器常數(shù)：
壓電陶瓷尺寸：
電容箱示值準(zhǔn)確度:
2、替代法測(cè)壓電陶瓷電容，計(jì)算其介電常數(shù)：
實(shí)驗(yàn)電路如圖一，測(cè)得數(shù)據(jù)如表一所示：
| R0（kΩ） | IX(mA) | IS(mA) | CS(μF) |
| 1 | 0.4966 | 0.4966 | 0.0253 |
| 2 | 0.4740 | 0.4732 | 0.0251 |
| 3 | 0.4449 | 0.4445 | 0.0249 |
| 4 | 0.4129 | 0.4128 | 0.0248 |
表一：替代法測(cè)電容所得數(shù)據(jù)
由表一可得
，所以有
計(jì)算結(jié)果的不確定度
Cx的標(biāo)準(zhǔn)
A類不確定度
P=0.95
B類不確定度
P=0.95
合成不確定度
P=0.95
由公式
推導(dǎo)不確定度傳遞公式：
因此，
;
3、比較法測(cè)壓電陶瓷電容，計(jì)算其介電常數(shù)：
實(shí)驗(yàn)時(shí)信號(hào)源頻率f=1000Hz,VP-P=10V，電路如圖二所示。測(cè)得數(shù)據(jù)如表二：
| CS(μF) | VS(V) | VX(V) |
| 0.01 | 2.249 | 0.899 |
| 0.02 | 1.759 | 1.391 |
| 0.03 | 1.446 | 1.704 |
| 0.04 | 1.225 | 1.925 |
表二：比較法測(cè)電容所得數(shù)據(jù)
由
可得
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| CX(μF) | 0.0250 | 0.0253 | 0.0254 | 0.254 |
所以
計(jì)算結(jié)果的不確定度
CX的標(biāo)準(zhǔn)
A類不確定度
P=0.95
B類不確定度
P=0.95
合成不確定度
P=0.95
根據(jù)公式
由2中推導(dǎo)結(jié)果可得：
;
因此，
;
4、諧振法測(cè)壓電陶瓷電容，計(jì)算其介電常數(shù)：
電路如圖四所示，電阻R=4kΩ，信號(hào)源VP-P=10V，改變電感L的值測(cè)量諧振頻率，結(jié)果如表三所示：
| L(H) | 1 | 0.8 | 0.6 | 0.4 |
| f0(Hz) | 996.47 | 1130.1 | 1292.6 | 1588.9 |
表三：諧振法測(cè)電容所得數(shù)據(jù)
由
可得
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| CX(μF) | 0.0255 | 0.0248 | 0.0253 | 0.0251 |
所以
計(jì)算結(jié)果的不確定度
CX的標(biāo)準(zhǔn)
A類不確定度
P=0.95
B類不確定度
P=0.95
合成不確定度
P=0.95
根據(jù)公式
由2中推導(dǎo)結(jié)果可得：
;
因此，
;
5、電橋法測(cè)壓電陶瓷電容，計(jì)算其介電常數(shù)：
實(shí)驗(yàn)電路如圖五所示，信號(hào)源頻率f=1000Hz， VP-P=10.0V，實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)如表四所示：
| CS(μF) | Imin(mA) | VAX(V) | VaX(V) |
| 0.01 | 0.0046 | 3.155 | 0.896 |
| 0.02 | 0.0081 | 3.155 | 1.390 |
| 0.025 | 0.0092 | 3.155 | 1.564 |
| 0.03 | 0.0103 | 3.155 | 1.702 |
表四：電橋法測(cè)電容所得數(shù)據(jù)
所以有：
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| CX(μF) | 0.0252 | 0.0254 | 0.0254 | 0.0254 |
所以
計(jì)算結(jié)果的不確定度
CX的標(biāo)準(zhǔn)
A類不確定度
P=0.95
B類不確定度
P=0.95
合成不確定度
P=0.95
根據(jù)公式
由2中推導(dǎo)結(jié)果可得：
因此，
6、諧振替代法測(cè)壓電陶瓷電容，計(jì)算其介電常數(shù)：
實(shí)驗(yàn)電路如圖三所示，測(cè)得數(shù)據(jù)如表五：
| R(kΩ) | L(H) | f(Hz) | VCX(V) | VCS(V) | CS(μF) |
| 2 | 1 | 986.46 | 2.473 | 2.836 | 0.0257 |
| 1 | 1 | 976.75 | 1.976 | 2.570 | 0.0264 |
| 2 | 0.8 | 1114.4 | 2.538 | 2.846 | 0.0255 |
| 1 | 0.8 | 1096.3 | 2.062 | 2.617 | 0.0263 |
所以
實(shí)驗(yàn)小結(jié)及分析：
1、從實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，各種方法測(cè)量所得的結(jié)果比較接近，實(shí)驗(yàn)基本成功；實(shí)驗(yàn)中可能引起誤差的主要因素有如下述：儀器方面，標(biāo)準(zhǔn)電容的漏電現(xiàn)象是難以避免的；操作方面，連電路時(shí)難免牽動(dòng)壓電陶瓷，造成有效面積的偏離；諧振法和諧振替代法測(cè)量時(shí)對(duì)是否處于諧振狀態(tài)的判讀有一定主觀性；
2、實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)該注意電學(xué)儀器（特別是萬用表）的正確使用。
3、比較各個(gè)測(cè)量電容的方法和誤差來源：
替代法：原理、實(shí)驗(yàn)儀器與操作均比較簡單，但當(dāng)原電路和替代電路阻抗差距比較大的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生比較大的誤差，同時(shí)不能保證電容箱的有效位數(shù)被充分使用；
比較法：相對(duì)于替代法，當(dāng)測(cè)量小電容時(shí)，比較法可以比較充分地利用有效數(shù)位，在假定Rs=Rx的情況下，可修正替代法中的部分誤差，但當(dāng)Rs=Rx不成立時(shí)，同樣會(huì)帶來較大誤差；諧振法：諧振法操作簡便，原理簡單，但是當(dāng)待測(cè)電容較小時(shí)，由于電路本身電容分布的原因，系統(tǒng)誤差會(huì)比較大，同時(shí)對(duì)于信號(hào)源頻率的穩(wěn)定性和人判斷是否諧振要求很高（因此這也會(huì)帶來比較大的誤差）；
電橋法：電橋法只需調(diào)整匝數(shù)比和Cs即可測(cè)得電容，但電橋法操作相對(duì)復(fù)雜，電橋電流不容易調(diào)至0造成誤差。電橋法適合測(cè)量有損耗的電容器或固有電感可忽略的電容；
諧振替代法：諧振替代法可廣泛應(yīng)用于各種電容測(cè)量，測(cè)量精度基本取決于標(biāo)準(zhǔn)電容箱的精度，其主要制約因素（誤差來源）仍然是對(duì)于諧振的判斷。
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