電容相對(duì)介電常數(shù)及損耗因數(shù)的測(cè)量(編輯修改稿)
2025-05-28 06:17 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 數(shù)字式自動(dòng)平衡電橋 LR， CR鎖相器； ADA模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換器； 不接試品，選擇 RN， CN；接試品，自動(dòng)調(diào)節(jié) UC， UR d:試樣厚度 A:電極面積 CN:標(biāo)準(zhǔn)電容 Ux:施加于試樣上的電壓 Uc:記錄的信號(hào) RN:標(biāo)準(zhǔn)電阻 UR:記錄的信號(hào) γ0:電流電導(dǎo)率 ε’’：損耗指數(shù) 0NrCxCd UAU? ?? 0 0 0 1t a n RNxUdA R U? ? ? ? ? ???? ? ? ?電容 (相對(duì)介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測(cè)量 第 19頁(yè) 雙 T電橋 兩個(gè) T形網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)組成 輸入端接電源 E 輸出端接平衡指示器 G 測(cè)量過(guò)程 閉合開(kāi)關(guān)，接入試品， C2i， C3i 打開(kāi)開(kāi)關(guān)，不接試品， C2o， C3o 精度： 公共接地 O， a端對(duì)地雜散阻抗與電源并聯(lián)， b端對(duì)地雜散阻抗與指示器并聯(lián)，不會(huì)引入測(cè)量誤差?？稍?50kHz~50MHz范圍內(nèi)保持較高的準(zhǔn)確度 223 3 3131= ta nP i oPPR C CC C C CC R C C????? ? ? ? ??電容 (相對(duì)介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測(cè)量 第 20頁(yè) 電橋法的局限性： 隨頻率提高，測(cè)量回路中的雜散電容及電感對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響增大 電橋回路和元件的雜散電容及電感較大，一般適用于測(cè)量頻率在MHz以下 諧振法優(yōu)點(diǎn)： 測(cè)量頻率在 MHz以上 諧振法測(cè)試回路簡(jiǎn)單，用的元件少，雜散電容及電感較小 用替代法測(cè)量，可把部分固定的誤差減除 在很高測(cè)量頻率 (GHz)下，可使測(cè)量誤差減到允許范圍 23 諧振法測(cè)量 Cx及 tanδ 電容 (相對(duì)介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測(cè)量 第 21頁(yè) 諧振法測(cè)量電容 由電感 L和調(diào)諧電容 C組成，損耗用等效電導(dǎo) Go表示 諧振回路品質(zhì)因數(shù) Qo和損耗因數(shù) tanδ是倒數(shù)關(guān)系 電壓表 V用以測(cè)量 C兩端的電壓 測(cè)量電容 CP：根據(jù)諧振條件求得 1）閉合 S，接入試品，調(diào) C使電路諧振 Ci 2）打開(kāi) S，不接試品，調(diào) C出現(xiàn)諧振， Co 3）試品電容為： 兩次測(cè)量值均有誤差，但只要誤差是相同的，在計(jì)算偏差時(shí)可以消除，是替代法的優(yōu)點(diǎn) 0 001ta nCQG????1()ipL CC? ?? ?1oL C? ??P o iC C C C? ? ? ?電容 (相對(duì)介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測(cè)量 第 22頁(yè) 變 Q法測(cè)量 tanδ 諧振回路的品質(zhì)因數(shù) Q值和 tanδ成倒數(shù)關(guān)系 Q值可用諧振時(shí)調(diào)諧電容器 C兩端的電壓 Ur 與電源電壓 U0之比表示 Q值可以用 Q表測(cè)量 諧振回路接與不接試品，回路 Q值不同，接試品時(shí) Q小 1)不接試品時(shí) 2)接試品時(shí) 3)試品損耗因數(shù)為 0001 ta nrGQC? ???01 ta n ()Pii P iGGQ C C? ? ??? ?001 1 1ta n ( ) ( )P r rx P i i P i PG G C CC Q C C Q Q C? ??? ? ? ? ?電容 (相對(duì)介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測(cè)量 第 23頁(yè) Q表 電源： 頻率和幅值都可變的高頻正弦電壓發(fā)生器，頻率：幾十 kHz~幾百 MHz；電壓：幾 V。要求負(fù)載能力很強(qiáng)，輸出阻抗很小，頻率和幅值在負(fù)載變化時(shí)都很穩(wěn)定 諧振回路： 電感 L和諧振電容 C組成。 C： 30~500pF；電感 L：外插的獨(dú)立元件，測(cè)量頻率較高時(shí)，選較小的電感量。要求回路的損耗小，即 Qo值大。 電壓表： 用以測(cè)量電源及調(diào)諧電容 C兩端的電壓，后者要求輸入阻抗很高，很靈敏，通常是電力毫伏表 電容 (相對(duì)介電常數(shù) )及損耗因數(shù)的測(cè)量 第 24頁(yè) 變電納法測(cè)量 tanδ 諧振曲線(xiàn)的寬度△ C與諧振回路的損耗有一定的關(guān)系，損耗越大，△ C就越大 利用接和不接試品兩種情況下，回路諧振曲線(xiàn)寬度△ C的變化來(lái)測(cè)量試品的 tanδ 接入試品測(cè)試 1)調(diào) C使回路諧振，諧振電壓 Uri，計(jì)算 2)調(diào)大 C，使 UC下降為 Usi，記 C為 Cbi 3)調(diào)小 C，使 UC上升為 Uri后再降到 Usi，記 C為 Cai 不接試品測(cè)試 1)調(diào) C使電路諧振，諧振電壓 Uro ，計(jì)算 2)調(diào)大 C，使 UC下降為 Uso，記 C為 Cbo 3)調(diào)小 C，使 UC上升為 Uro后再降到 Uso，記 C為 Cai /2si riUU?/2so roUU? 2 ii b i a i i o x CC C C G G G ? ?? ? ? ? ? ?() 2ioo b o a o x i o CCC C C G G G ? ? ? ?? ? ? ? ? ?ta n 2x i oxxxG C CC
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