69国内精品一区二区三区 介电常数测量方案（ZJD-C介电常数介质损耗测试仪）

实验目的

1 、了解介电常数的相关知识和其相关应用。

2 、掌握测量介电常数的相关原理与测量方法。

3 、熟悉掌握课本知识，应用所学知识。

实验原理

介电常数是电介质的一个材料特征参数。 用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器，其电容量为：   D 为极板间距， S 为极板面积， ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为 ε ₀ 。考察一种电介质的介电常数，通常是看相对介电常数，即与真空介电常数相比的比值 ε _r 。如能测出平行板电容器在真空里的电容量 C1 及充满介质时的电容量 C2 ，则介质的相对介电常数即为 然而 C1 、 C2 的值很小，此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可忽略，这些因素将会引起很大的误差，该误差属系统误差。如果有高介电常数的材料放在电场中，场的强度会在电介质内有可观的下降。

仪器的基本原理是采用高频谐振法，并提供了通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器控制，测量核心采用了频率数字锁定，标准频率测试点自动设定，谐振点自动搜索， Q 值量程自动转换，数值显示等新技术，改进了调谐回路，使得调谐回路的残余电感减至低，并保留了原Q 表中自动稳幅等技术，使得新仪器在使用时更为方便，测量值更为准确。仪器能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的 Q 值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值 .

实验 步骤

1、 本仪器适用于 110V/220V,50Hz ±0.5Hz 交流电 ， 使用后要检查市电电压是否合适 ， 最好采用稳压电源 ， 以保证测试条件的稳定 。

2、 开机预热 15 分钟，使仪器恢复正常后才能开始测试。

3、 取出附带支架，将样品夹入两极板之间，在选择适当的辅助线圈插入电感接线柱，用引线将支架连接至仪器电容接线柱。

4、 根据需要选择振荡频率 ， 调节测试电路电容器使电路谐振 （ Q 值最大）。

5、 记录支架上的刻度 X ，并将样品从支架的两极板中取出，调节两极板间距离，使其恢复至 X 。

6、 再调节测试电路电容器使电路谐振 ， 这是电容为 C ，可直接读出 Q ，并且 Δ Q= Q-Q

7、 用游标卡尺量出试样的厚度d （分别在不同位置测得两个数据，在取平均值），直径 Φ 一般取铜板的直径（ Φ= 30mm ）。

实验结果

注意事项

1、 电压或频率的剧烈波动常使电桥不能达到良好的平衡，所以测定时，电压和频率要求稳定，电压变动不得大于 1% ，频率变动不能大于 0.5% 。

2、 电极与试样的接触情况 ， 对 tan δ 的测试结果有很大的影响 ，因此电极要求接触良好、均匀，而厚度合适。

3、 试样吸湿后 ， 测得的 tan δ 增大 ， 影响测量精度 ， 应严格避免试样吸潮 。

思考题

1、 测试环境对材料的介电常数和介质损耗正切值有何影响，为什么？

答：温度和湿度对测试结果有影响。高湿的作用使水分子扩散到高分子的分子间，使材料的极性增强，同时潮湿的空气作用于材料的表面，会使材料表面形成一个水膜层，它具有离子性质，增加表面电导，会使和 tg 增加。有的材料具有多重转变，在同一频率下，其介电性能随温度变化很大，特别是在松弛区变化剧烈，因而必须规定标准的温度，以进行标准化测量。

2、 试样厚度对介电常数的测量有何影响 ， 为什么 ？

答： ，试样厚度越大，介电常数越大。

3、 电场频率对极化 、 介电常数和介质损耗有何影响 ， 为什么 ？

答 ：低频交流变电场下，所有极化均有足够时间发生，这时介电常数最大。在高频交变电荷下跟不上外电场变化，介电常数变小。频率处于上述两种电场之间，取向虽能跟上电场的变化，但不同相落后。发生滞后现象，有介质损耗，介电常数处于中间值