膜介电常数介质损耗仪

膜介电常数介质损耗仪电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，电介质在电场作用下，在单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗功率，或简称介质损耗（diclectric loss）。介质损耗是应用于交流电场中电介质的重要品质指标之一。介质损耗不但消耗了电能，而且使元件发热影响其正常工作。如果介电损耗较大，甚至会引起介质的过热而绝缘破坏，所以从这种意义上讲，介质损耗越小越好。

形式

各种不同形式的损耗是综合起作用的。由于介质损耗的原因是多方面的，所以介质损耗的形式也是多种多样的。介电损耗主要有以下形式：

1）漏导损耗

实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质，在外电场的作用下，总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流，这种微小电流称为漏导电流，漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实阿的电介质总存在一些缺陷，或多或少存在一些带电粒子或空位，因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。

2）极化损耗

在介质发生缓慢极化时（松弛极化、空间电荷极化等），带电粒子在电场力的影响下因克服热运动而引起的能量损耗。

　　一些介质在电场极化时也会产生损耗，这种损耗一般称极化损耗。位移极化从建立极化到其稳定所需时间很短（约为10-16～10-12s），这在无线电频率（5×1012Hz 以下）范围均可认为是极短的，因此基本上不消耗能量。其他缓慢极化（例如松弛极化、空间电荷极化等）在外电场作用下，需经过较长时间（10-10s或更长）才达到稳定状态，因此会引起能量的损耗。

若外加频率较低，介质中所有的极化都能完全跟上外电场变化，则不产生极化损耗。若外加频率较高时，介质中的极化跟不上外电场变化，于是产生极化损耗。

电离损耗

电离损耗（又称游离损耗）是由气体引起的，含有气孔的固体介质在外加电场强度超过气孔气体电离所需要的电场强度时，由于气体的电离吸收能量而造成指耗，这种损耗称为电离损耗。

结构损耗

在高频电场和低温下，有一类与介质内邻结构的紧密度密切相关的介质损耗称为结构损耗。这类损耗与温度关系不大，耗功随频率升高而增大。

试验表明结构紧密的晶体成玻璃体的结构损耗都很小，但是当某此原因（如杂质的掺入、试样经淬火急冷的热处理等）使它的内部结构松散后。其结构耗就会大大升高。

宏观结构不均勾性的介质损耗

工程介质材料大多数是不均匀介质。例如陶瓷材料就是如此，它通常包含有晶相、玻璃相和气相，各相在介质中是统计分布口。由于各相的介电性不同，有可能在两相间积聚了较多的自由电荷使介质的电场分布不均匀，造成局部有较高的电场强度而引起了较高的损耗。但作为电介质整体来看，整个电介质的介质损耗必然介于损耗大的一相和损耗小的一相之间。

表征：

电介质在恒定电场作用下，介质损耗的功率为

　　W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd

定义单位体积的介质损耗为介质损耗率为

ω=σE2

在交变电场作用下，电位移D与电场强度E均变为复数矢量，此时介电常数也变成复数，其虚部就表示了电介质中能量损耗的大小。

D，E，J之间的相位关系图

D，E，J之间的相位关系图

如图所示，从电路观点来看，电介质中的电流密度为

J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ+iJe

式中Jτ与E同相位。称为有功电流密度，导致能量损耗；Je，相比较E超前90°，称为无功电流密度。

定义

tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ

式中，δ称为损耗角，tanδ称为损耗角正切值。

损耗角正切表示为获得给定的存储电荷要消耗的能量的大小，是电介质作为绝缘材料使用时的重要评价参数。为了减少介质损耗，希望材料具有较小的介电常数和更小的损耗角正切。损耗因素的倒数Q=（tanδ）-1在高频绝缘应用条件下称为电介质的品质因素，希望它的值要高。

膜介电常数介质损耗仪功能介绍

1.自动停机：试样破坏后，移动横梁自动停止移动（或自动返回初始位置、

2.自动换档：根据试验力大小自动切换到适当的量程，以确保测量数据的准确性

3.条件模块：试验条件和试样原始数据可以建立自己的标准模块的形式存储；方便用户的调用和查看，节省试验时间

4.自动变速：试验过程的位移速度或加载速度可按预先编制、设定的程序自动完成也可手动改变

5.自动程制：根据试验要求，用户可方便的建立自己的试验模板（方法、，便于二次调用，可实现试验加载速度、应力、应变的闭环试验控制

6.自动保存：试验结束，试验数据和曲线计算机自动保存，杜绝因忘记存盘而引起的数据丢失

7.测试过程：试验过程及测量、显示、分析等均由微机完成

8.批量试验：对相同参数的试样，一次设定后可顺次完成一批试验

9.试验软件：中文Windows用户界面，操作简便

10.显示方式：数据与曲线随试验过程动态显示

11.曲线遍历：试验完成后，可对曲线进行放大再分析，用鼠标查到试验曲线上各点对应的数据

12.试验报告：可根据用户要求进行编辑打印

13.限位保护：具有程控和机械两级限位保护

14.过载保护：当负荷超过额定值3～5%时，自动停机

15.报告显示：自动和人工两种模式求取各种试验结果，自动形成报表，使数据分析过程变的简单，便于用户

16.添加试验方法：用户可跟据试验要求，添加试验方法

软件说明

a.软件系统：中英文Windows2000/XP/Win7平台下软件包

b.自动储存：试验条件、试验结果、计算参数、标距位置自动储存。

c.自动返回：试验结束后，试验机横梁会自动返回到试验初始位置。

d.连续试验：一批试验参数设定完成后，可连续进行测试。

e.多种曲线：同一图形上可显示多种不同的曲线：荷重--位移、荷重-时间、位移--时间、应力—应变、荷重—两点延伸等到多种曲线。

f.曲线对比：同组试样的曲线可在同一张图上叠加对比。

g.报告编辑：可按用户要求输出不同的报告形式。

h.动态显示：测试过程中，负荷、伸长、位移及选中的试验曲线随着测试的进行，实时动态显示在主控屏幕上。

i.自动变标：试验中负荷、伸长等曲线坐标，如果选择不当，可根据实测值的大小，自动变换座标。保证在任何情况下 曲线以大的形式显示在屏幕上。

j.峰值保持：在测试的整个过程中，测试项目的大值始终随着试验的进行，在屏幕窗口上显示。

k.执行标准：满足GB、ISO、JIS、ASTM、DIN等多种试验方法和标准。

试验机仪表：本仪表采用国际比较先进的放大器，A/D、微处理器、高性能高清晰的液晶显示屏构成，整个系统采用类似手机PDA键盘，光标导航，全中文显示，浮点数数据处理，结构简单操作方便，自动计算存储，适合于企业，质检单位材料力学仪表。

工作环境条件1 在室温100C～350C范围内，相对湿度不大于80%；2 在稳固的基础或工作台上正确安装，水平度为0.2/1000；3 在无震动、无腐蚀性介质和无较强电磁场干扰的环境中；4 电源电压的波动范围不应超出额定电压的±10%。

结构特征及工作原理

本机由机械、电气二大部分组成。

1机械部分结构及工作原理：

本机采用电动加载方式，底部是整机结构承载支架，内部包含有电机驱动器、加载电机、减速机构、动力传动机构等部件；上部是试样夹持及力值、位移测量机构，包含有试样拉伸夹具、测力传感器、位移传感器等主要部件。

2 电气部分：

    电气部分由显示测量控制部分组成。显示测量控制部分实现各种控制、显示、数据采集、处理等功能。软件部分的操作请仔细阅读《软件说明书》。

3 本机的几项主要功能：

3.1 全开放性参数设置

3.2 设置参数保存

3.3 浮动零点设置，可随时调整零点

3.4 峰值保持及存储，常值跟随；

3.5 在有效速度范围内，速度值任意设置；

3.6 横梁移动过程中的速度快捷切换功能

3.7 灵活的数据查询显示功能；

3.8 过载停机保护功能；

3.9 试验结束自动判断功能；

3.10 极限位置保护等；

本机采用机电一体化设计 ，主要由测力传感器、变送器、微处理器、负荷驱动机构、计算机及彩色喷墨打印机构成。它具有宽广准确的加载速度和测力范围，对载荷、位移的测量和控制有较高的精度和灵敏度，还可以进行等速加载、等速位移的自动控制试验。落地式机型 ，造型涂装均充分考量了现代工业设计，人体工程学之相关原则。

主要特点:采用进口光电编码器进行位移测量，控制器采用嵌入式单片微机结构，内置功能强大的测控软件，集测量、控制、计算、存储功能于一体。具有自动计算应力、延伸率（需加配引伸计）、抗拉强度、弹性模量的功能，自动统计结果；自动记录大点、断裂点、点的力值或伸长量；采用计算机进行试验过程及试验曲线的动态显示，并进行数据处理，试验结束后可通过图形处理模块对曲线放大进行数据再分析编辑，并可打印报表。

品质保证：3年保修，终身维护！

注意事项1、该仪器初始的包装材料需小心保存，安装需由本公司的专业技术人员进行操作。2、若仪器由于任何原因必须返修，必须将其装入原纸箱中以防运输途中损坏。3、在开机前，操作者要首先熟悉操作方法。

使用本机之前，请认真阅读使用说明书，充分理解之后，再开机使用。请爱护本机，正确使用，以便使该机永远保持较高的精度和良好的运行状态。中国检测行业与验证服务的者和智领者，帮助众多检测质检单位和学校教研单位提供一站式的全面质量解决方案。满足标准：GBT 1409-2006测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法准确度ALC ON 10% x设定电流 + 20μAALC OFF 6% x设定电压 + 20μADC偏置电压源电压 / 电流范围：0V—±5V / 0mA—±50mA分辨率：0.5mV / 5μA电压准确度：1% x设定电压 + 5mVISO ON：用于电感、变压器加偏置测试AC源内阻ISO ON：100ΩISO OFF：30Ω、50Ω、

电源电压：220V±20%，50Hz±2Hz功耗80VA体积(W×H×D)： 280 mm × 88 mm × 370 mm(无护套)，369 mm × 108 mm × 408 mm(带护套)。重量：约5kg将在以后的测试过程中进行开路校正计算。如果频率1，频率2。设置为OFF, 开路校正计算采用插入法所计算出的当前频率的开路校正数据。如果频率1，频率2 设置为ON, 同时当前测试频率等于频率1，频率2， 则频率1，频率2 的开路校正数据将被用于开路校正的计算。
平衡测试功能变压器参数测试功能测试速度:13ms/次电压或电流的自动电平调整（ALC）功能V、I 测试信号电平监视功能内部自带直流偏置源可外接大电流直流偏置源10点列表扫描测试功能30Ω、50Ω、100Ω可选内阻内建比较器，10档分选和计数功能内部文件存储和外部U盘文件保存测量数据可直接保存到U盘RS232C、 USB 、LAN、HANDLER、GPIB、DCI接口
选件，DCI与GPIB 只能2者选1通用技术参数工作温度, 湿度：0℃－40℃, ≤ 90%RH
列表扫描10点列表扫描可对频率、AC电压/电流、内/外DC偏置电压/电流进行扫描测试每扫描点可单独分选内部非易失性存储器：100组LCRZ仪器设定文件，201次测试结果外部USB存储器GIF图像LCRZ仪器设定文件测试数据USB存储器直接存储
接口I/O接口：HANDLER，从仪器后面板输出串行通讯接口：USB、RS232C并行通讯接口：GPIB接口（选件）网络接口：LAN存储器接口：USB HOST（前面板）偏置电流源控制接口DCI
技术参数显示器:480×RGB×272，4.3寸TFT LCD显示器。测试信号频率：20Hz—1MHz分辨率：10mHz，4位频率输入准确度：0.01%AC电平测试信号电压范围：10mV—2Vrms电压分辨率:100μV，3位输入准确度ALC ON 10% x设定电压 + 2mVALC OFF 6% x设定电压 + 2mV测试信号电流范围：100μA—20mA电流分辨率：1μA，3位输入
性能特点4.3寸TFT液晶显示中英文可选操作界面高1MHz的测试频率，10mHz分辨率
GDAT-S 的短路校正功能能消除与被测元件相串联的寄生阻抗（R, X）造成的误差。
移动光标至短路设定域，屏幕软键区显示下列软键。
短路校正功能操作步骤短路校正包括采用插入计算法的全频短路校正和对所设定的2 个频率点进行的单频短路校正。执行下列操作步骤利用插入计算法对全频率进行短路校正。
按软键 关 ，关闭开路校正功能。以后的测量过程中将不再进行开路校正的计算。短路校正
使用DCI接口可控制外部直流偏流源，偏置电流可达120A。

  概述

介质损耗和介电常数是各种电瓷、装置瓷、电容器等陶瓷，还有复合材料等的一项重要的物理性质，通过测定介质损耗角正切tanδ及介电常数（ε），可进一步了解影响介质损耗和介电常数的各种因素，为提高材料的性能提供依据；该仪器用于科研机关、学校、工厂等单位对无机非金属新材料性能的应用研究。

测试原理

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的控制，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，使得调谐测试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，测量值更为精确。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，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。

 本测试装置是由二只测微电容器组成，平板电容器一般用来夹持被测样品，园筒电容器是一只分辨率高达0.0033pF的线性可变电容器，配用仪器作为指示仪器，绝缘材料的损耗角正切值是通过被测样品放进平板电容器和不放进样品的Q值变化，由园筒电容器的刻度读值变化值而换算得到的。同时，由平板电容器的刻度读值变化而换算得到介电常数。

 仪器的技术指标

1．Q值测量范围：2～1023

2．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；

3．电感测量范围：自身残余电感和测试引线电感的自动扣除功能4.5nH-100mH 分别有0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH九个电感组成。

4．电容直接测量范围：1～460pF                                                

5．主电容调节范围： 30～500pF                                            

6．电容准确度 150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%                                                                   7．信号源频率覆盖范围10KHz-70MHz （双频对向搜索  确保频率不被外界干扰）另有GDAT-C 频率范围10KHz-70MHz及200KHZ-160M

频率指示误差：1*10-6 ±1                                      

Q值合格指示预置功能范围：5～1000

Q值自动锁定，无需人工搜索

Q表正常工作条件

a. 环境温度：0℃～+40℃

b．相对湿度：<80％；

c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

 其他

a．消耗功率：约25W；   

b．净重：约7kg；   

c. 外型尺寸：（l×b×h）mm：380×132×280。

 产品配置：

a.测试主机一台；

b.电感一套；

c.夹具一 套 

性能特点

◎ 全自动一键操作可自动扫描平稳的量程阶段

◎微电脑处理器反应迅速可在短时间内计算出佳频段

◎ 夹具数字显示

◎ 4.3寸TFT液晶显示

◎ 中英文可选操作界面

◎ 高2MHz的测试频率，10mHz分辨率

◎ 平衡测试功能

◎ 变压器参数测试功能

◎ 高测试速度:13ms/次

◎ 电压或电流的自动电平调整（ALC）功能

◎ V、I 测试信号电平监视功能

◎ 内部自带直流偏置源

◎ 可外接大电流直流偏置源

◎ 10点列表扫描测试功能

◎ 30Ω、50Ω、100Ω可选内阻

◎ 内建比较器，10档分选和计数功能

◎ 内部文件存储和外部U盘文件保存

◎ 测量数据可直接保存到U盘

◎ RS232C、 USB 、LAN、HANDLER、GPIB、DCI接口

◎ 高频阻抗分析仪电容值Cp分辨率0.00001pF和6位D值显示，保证了ε和D值精度和重复性。

◎ 介电常数测量范围可达1～105

主要技术指标： 

ε和D性能：

固体绝缘材料测试频率20Hz～2MHz的ε和D变化的测试。

 ε和D测量范围：ε：1～105，D：0.1～0.00005，

ε和D测量精度（10kHz）：ε：±2% ， D：±5%±0.0001。

测试参数 :C, L, R,Z,Y,X,B, G, D, Q, θ,DCR

测试频率 :20 Hz～2MHz,10mHz步进

测试信号电:f≤1MHz 10mV～5V,±（10%+10mV）

平 :f>1MHz 10mV～1V,±（20%+10mV)

输出阻抗:10Ω, 30Ω, 50Ω, 100Ω

基本准确度 ;0.1%

显示范围 :

L 0.0001 uH ～ 9.9999kH

C :0.0001 pF ～ 9.9999F

R,X,Z,DCR :0.0001 Ω ～ 99.999 MΩ

Y, B, G 0.0001 nS ～ 99.999 S

D :0.0001 ～ 9.9999

Q :0.0001 ～ 99999

θ :-179.99°～ 179.99°

测量速度 ;快速: 200次/s（f﹥30kHz） ,100次/s（f﹥1kHz）

中速: 25次/s, 慢速: 5次/s

校准功能 :开路 / 短路点频、扫频清零，负载校准

等效方式 :串联方式, 并联方式

量程方式:自动, 保持

显示方式 :直读, Δ, Δ%

触发方式 :内部, 手动, 外部, 总线

内部直流偏 :电压模式-5V ～ +5V, ±(10%+10mV), 1mV步进

置源 :电流模式（内阻为50Ω）-100mA ～ +100mA, ±(10%+0.2mA),20uA步进

比较器功能:10档分选及计数功能

显示器;320×240点阵图形LCD显示

存储器 :可保存20组仪器设定值

USB DEVICE( USBTMC and USBCDC support) USB HOST(FAT16 and FAT32 support)

接口 :LAN(LXI class C support) RS232C HANDLERGPIB（选件）

工作频率范围：20Hz～2MHz 数字合成，

精度：±0.02%

电容测量范围：0.00001pF～9.99999F 六位数显

电容测量基本误差：±0.05%

损耗因素D值范围：0.00001～9.99999 六位数显

介电常数测试装置（含保护电极）： 精密介电常数测试装置提供测试电极，能对直径φ10～56mm，厚度<10mm的试样精确测量。

它针对不同试样可设置为接触电极法，薄膜电极法和非接触法三种，以适应软材料，表面不平整和薄膜试样测试。

微分头分辨率：10μm

高耐压：±42Vp（AC+DC）

电缆长度设置：1m

高使用频率：30MHz

高频介质样品（选购件）： 在现行高频介质材料检定系统中，检定部门为高频介质损耗测量仪提供的测量标准是高频标准介质样品。该样品由人工蓝宝石，石英玻璃， 氧化铝陶瓷，聚四氟乙烯，环氧板等材料做成Φ50mm，厚1～2mm测试样品。用户可按需订购，以保证测试装置的重复性和准确性。