LJD-C型介電常數及介質(zhì)損耗測試儀

一、 概述

1.1產(chǎn)品特點(diǎn)

　　介電常數介質(zhì)損耗測試儀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(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線(xiàn)的特性阻抗等。該儀器廣泛地用于科研機關(guān)、學(xué)校、工廠(chǎng)等單位。

    介電常數介質(zhì)損耗測試儀是北京中航鼎力儀器設備有限公司新研制的產(chǎn)品，它以DDS數字直接合成方式產(chǎn)生信號源，頻率達160MHz，信號源具有信號失真小、頻率精確、信號幅度穩定的優(yōu)點(diǎn)，更保證了測量精度的精確性。測試儀主電容調節用傳感器感應，電容讀數精確,且頻率值可設置。。介電常數及介質(zhì)損耗測試儀的電容、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(diǎn)，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(gè)頻率下才能測出電感值的大小。介電常數介質(zhì)損耗測試儀*的諧振點(diǎn)頻率自動(dòng)搜索功能，能幫助你在使用時(shí)快速地找到被測量器件的諧振點(diǎn)，自動(dòng)讀出Q值和其它參數。Q值量程可手動(dòng)或自動(dòng)轉換。

二、 結構特征與工作原理

1、系統組成

　　介電常數介質(zhì)損耗測試儀由S916測試裝置（夾具）、LJD-C型高頻Q表、數據采集和tanδ自動(dòng)測量控件（裝入LJD-C)、及LKI-1型電感器組成，它依據國標GB/T 1409-2006、美標ASTM D150以及電工委員會(huì )IEC60250的規定設計制作。系統提供了絕緣材料的高頻介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)自動(dòng)測量的jia解決方案。

1. 基于串聯(lián)諧振原理的《LJD-C高頻Q表》是測試系統的二次儀表，其數碼化主調電容器的創(chuàng )新設計代表了行業(yè)的高成就，隨之帶來(lái)了頻率、電容雙掃描(LJD-C)的全新搜索功能。該表具有先進(jìn)的人機界面，采用LCD液晶屏顯示各測量因子：Q值、電感L、主調電容器C、測試頻率F、諧振趨勢指針等。高頻信源采用直接數字合成,測試頻率100KHz-160MH，頻率精度高達1×10-6。國標GB/T 1409-2006規定了用Q表法來(lái)測定電工材料高頻介質(zhì)損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)，把被測材料作為平板電容的介質(zhì)，與輔助電感等構成串聯(lián)諧振因子引入Q表的測試回路，以獲取高的測試靈敏度。因而Q表法的測試結果更真實(shí)地反映了介質(zhì)在高頻工作狀態(tài)下的特征。

2、《AS916介質(zhì)損耗裝置》(測試夾具)是測試系統的核心檢測部件，它由一個(gè)LCD數字顯示的微測量裝置和一對經(jīng)精密加工的、間距可調的平板電容器極片組成。平板電容器極片用于夾持被測材料樣品，微測量裝置則顯示被測材料樣品的厚度。通過(guò)被測材料樣品放進(jìn)平板電容器和不放進(jìn)樣品時(shí)的Q值變化的量化，測得絕緣材料的損耗角正切值。從平板電容器平板間距的讀值變化則可換算得到絕緣材料介電常數。AS916介質(zhì)損耗測試裝置是本公司新研制的更新?lián)Q代產(chǎn)品，精密的加工設計、精確的LCD數字讀出、一鍵式清零功能，克服了機械刻度讀數誤差和圓筒形電

容裝置不可避免的測量誤差。

3、一個(gè)高品質(zhì)因數（Q)的電感器是測量系統*的輔助工具，關(guān)乎測試的靈敏度和精度，在系統中它與平板電容（AS916）構成了基于串聯(lián)諧振的測試回路。本系統推薦的電感器為L(cháng)KI-1電感組，共由9個(gè)高性能電感器組成，以適配不同的檢測頻率。

4、數據采集和tanδ自動(dòng)測量控件（裝入AS2853A)，實(shí)現了數據采集、數據分析和計算的微處理化，tanδ 測量結果的獲得無(wú)須繁瑣的人工處理，因而提高了數據的精確度和測量的同一性，是人工讀值和人工計算的。

三、主要技術(shù)特性及配置

主要配置

一．LJD-C（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(dòng)換檔或手動(dòng)換檔。

   c．標稱(chēng)誤差

頻率范圍         100kHz～10MHz；

固有誤差        ≤5％±滿(mǎn)度值的2％；

工作誤差        ≤7％±滿(mǎn)度值的2％；

頻率范圍          10MHz～160MHz；

固有誤差         ≤6％±滿(mǎn)度值的2％；

工作誤差        ≤8％±滿(mǎn)度值的2％。

（2）電感測量范圍：4.5nH～140mH

（3）電容測量：18~240pF

項    目

 直接測量范圍                     1～460pF

 主電容調節范圍                 30～500pF

準 確 度              150pF以下±1pF；

150pF以上±1％

（4）信號源頻率覆蓋范圍

項     目

頻率范圍                  100kHz～160MHz

頻率分段（虛擬）          0.1～0.999999MHz

1～9.99999MHz

10～99.9999MHz

100～160MHz

頻率指示誤差              3×10-5±1個(gè)字

（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(huán)境溫度：0℃～+40℃；  

b．相對濕度：<80％；  

c．電源：220V±22V， 50Hz±2.5Hz。

二.AS916測試夾具

平板電容極片Φ50mm/Φ38mm可選頻率范圍

100KHz-160MHz

間距可調范圍≥15mm頻率指示誤差

3×10-5±1個(gè)字

夾具插頭間距25mm±0.01mm主電容調節范圍

18-240pF

測微桿分辨率0.001mm主調電容誤差

<1%或1pF

夾具損耗角正切值≦4×10-4 （1MHz)Q測試范圍2～1023

四、標準電感

 LJD系列介電常數介質(zhì)損耗測試儀

介電常數及介質(zhì)損耗主機采用了較低的臺式機箱，面板采用PC絲印面板，美觀(guān)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，詳細請見(jiàn)以下圖1/2兩款主機：

A．介電常數及介質(zhì)損耗主機前面板各功能鍵說(shuō)明

主機1：（LJD-B）

主機2：（LJD-C）

介電常數及介質(zhì)損耗主機前面板和外形示意圖(1.2)

1．工作頻段選擇/數字1按鍵，每按一次，切換至低一個(gè)頻段工作；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵1。

2. 主機1：工作頻段選擇/1按鍵，每按一次，切換至高一個(gè)頻段工作；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵1。

主機2：介電常數直讀功能/2按鍵，按一次顯示為D2，再按一次切換至D4，后按一次顯示介電常數值；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵2。

3．Q值量程遞減（手動(dòng)方式時(shí)有效）/數字3按鍵；先按12鍵后，再按此鍵，功能為數字鍵3。

4．Q值量程遞增（手動(dòng)方式時(shí)有效）/數字4按鍵；先按12鍵后，再按此鍵，功能為數字鍵4。

5．諧振點(diǎn)頻率搜索/數字5按鍵，按此鍵顯示屏第四行左部出現SWEEP時(shí)，表示儀器正工作在頻率自動(dòng)搜索被測量器件的諧振點(diǎn)，如需退出搜索，再按此鍵；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵5。

6．數字6按鍵，直接按是電容自動(dòng)搜索，先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵6。

7．Q值合格范圍比較值設定/數字7按鍵，按此鍵后，顯示屏第三行右部出現COMP字符，當Q合格時(shí)，顯示OK，並同時(shí)鳴響蜂鳴器，Q不合格時(shí)，顯示NO。設置Q值合格范圍詳細說(shuō)明見(jiàn)后頁(yè)。先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵7。

8．Q值量程自動(dòng)/手動(dòng)控制方式選擇/數字8按鍵，按此鍵后，顯示屏第四行左部出現對應的指示：AUTO（自動(dòng)），MAN（手動(dòng)）；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵8。

9．Ct大電容直接測量/數字9（先按12鍵后有效）按鍵。

10．Lt殘余電感扣除/數字0(先按12鍵后有效) 按鍵。

11．介質(zhì)損耗系數測量/小數點(diǎn)(先按12鍵后有效) 按鍵。

12．頻率/電容設置按鍵：

主機1：第一次按下（頻率指示數在閃爍）為頻率數輸入，單位為MHz。例：要輸入79.5MHz，按一次此鍵，頻率指示數在閃爍，然后輸入79.5，再按一下此鍵完成設置。(沒(méi)有電容設置功能)

主機2：第一次按下（頻率指示數在閃爍）為頻率數輸入，單位為MHz。例：要輸入79.5MHz，按一次此鍵，頻率指示數在閃爍，然后輸入79.5，再按一下此鍵完成設置。第二次按下（電容指示數在閃爍）為電容數輸入，數輸入要滿(mǎn)4位。例：要輸入79.5P，按二次此鍵，電容指示數在閃爍，然后輸入0795，有效數后為0的，可以不輸入0，直接再按一下此鍵完成設置。

13．頻率調諧數碼開(kāi)關(guān)。

14．主調電容調諧（長(cháng)壽命調諧慢轉結構）；

15．電源開(kāi)關(guān)。

16．液晶顯示屏。

17．測試回路接線(xiàn)柱：

主機1：左邊兩個(gè)為電感接入端，右邊兩個(gè)為外接電容接入端；

主機2：上邊兩個(gè)為電感接入端，下邊兩個(gè)為外接電容接入端；

18．電感測試范圍所對應頻率范圍表。

B．后面板各功能鍵說(shuō)明

介電常數及介質(zhì)損耗主機后面板示意圖

1．～220V電源輸入三芯插座，內含保險絲0.5A／220V；

2．信號源工作頻率監測輸出端（阻抗1kΩ）。

• 主機，電感，平板電容器鏈接方式

LJD-B 主機1：

LJD-C 主機2

LJD系列介電常數介質(zhì)損耗測試儀

LJD系列介電常數及介質(zhì)損耗測試系統使用方法 

一 手動(dòng)介電常數測試方法與步驟

1. 測試前主機建議預熱30分鐘

2. 把S916測試夾具裝置上的插頭插入到主機測試回路的“電容”兩個(gè)端子上。

3. 在主機電感端子上插上和測試頻率相適應的高Q值電感線(xiàn)圈（本公司 主機配套使用的LKI-1電感組能滿(mǎn)足要求），如：1MHz 時(shí)電感取100uH，15MHz時(shí)電感取1.5uH。

4. 被測樣品要求為圓形，直徑50.4--52mm/38.4--40mm，這是減小因樣品邊緣泄漏和邊緣電場(chǎng)引起的誤差的有效辦法。樣品厚度可在1--5mm之間(當材料介電大于6的情況下建議材料≥2mm)，樣品太薄或太厚就會(huì )使測試精度下降，樣品要盡可能平整。（小于0.5mm的樣品測試，請參考附錄三，疊加測試法）

5. 調節S916測試夾具的測微桿，使S916測試夾具的平板電容極片相接為止，按ZERO 清零按鍵，初始值設置為0。

• 再松開(kāi)兩片極片，把被測樣品夾入平板電容上下極片之間，調節S916測試夾具的測微桿，直到平板電容極片夾住樣品止（注意調節時(shí)要用S916測試夾具的測微桿，以免夾得過(guò)緊或過(guò)松），這時(shí)能讀取的測試裝置液晶顯示屏上的數值，既是樣品的厚度D₂。改變主機上的主調電容容量（旋轉主調電容旋鈕改變主調電容電容量），使主機處于諧振點(diǎn)（Q值大值）上。
• 取出S916測試夾具中的樣品，這時(shí)主機又失去諧振（Q值變?。?，此時(shí)調節S916測試夾具的測微桿，使主機再回到諧振點(diǎn)（Q值大值）上，讀取測試裝置液晶顯示屏上的數值記為D_4.
• 計算被測樣品的介電常數:

     Σ＝D₂ / D₄

二 自動(dòng)介電常數測試方法與步驟(需選配自動(dòng)測試軟件模塊)

1. 自動(dòng)介電常數測試時(shí)，基本步驟同手動(dòng)一樣，只是主機支持通過(guò)數據模塊記錄S916測試夾具的數據，并自動(dòng)計算出介電常數。

2. 使用數據轉換連接線(xiàn),連接S916數據傳輸接口和介電常數測試主機背板上的四芯插座.（見(jiàn)下圖）