產(chǎn)品概述:
ZJD-87介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)定儀是一款專為實(shí)驗(yàn)室研制的高精度高壓電橋,突破了傳統(tǒng)的電橋測(cè)量方式,采用變頻電源技術(shù),利用單片機(jī)和現(xiàn)代化電子技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)頻率變換、模/數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)運(yùn)算;達(dá)到抗干擾能力強(qiáng)、測(cè)試速度快、精度高、全自動(dòng)數(shù)字化、操作簡(jiǎn)便;電源采用大功率開(kāi)關(guān)電源,輸出45Hz和55Hz純正弦波,自動(dòng)加壓,可提供最高10千伏的電壓。所有接插件均為屏蔽接插口,有效的提高了儀器的測(cè)量精度,是專為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試研制的新型介電常數(shù)介損測(cè)試儀測(cè)試儀,廣泛的應(yīng)用到絕緣材料的介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的測(cè)試。可以在加壓,加溫,真空條件下,在工頻電壓下對(duì)各類固體絕緣材料(如聚苯乙烯,聚丙烯,電容紙等)的試品作介質(zhì)損耗因數(shù),相對(duì)介電常數(shù)測(cè)量。在外接電流互感器(量程擴(kuò)展器)1000/1=1000倍的情況下,可以測(cè)試大電流高壓電器的介損值。
適用單位:
陶瓷介電常數(shù)|介質(zhì)損耗角正切值測(cè)試儀可以用于科研機(jī)關(guān),學(xué)校,例如一些科研院所,大專院?;蛴?jì)量測(cè)試部門的實(shí)驗(yàn)室需要用介電常數(shù)儀對(duì)絕緣材料的介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)進(jìn)行測(cè)試;北京智德創(chuàng)新檢測(cè)儀器同時(shí)也適用于工廠或單位,例如一些工廠對(duì)無(wú)機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用進(jìn)行研究,另外在電力、電工、化工等領(lǐng)域,如:電廠、電業(yè)局實(shí)驗(yàn)所、變壓器廠、電容器廠、絕緣材料廠、煉油廠等單位對(duì)固體及液體絕緣材料的介質(zhì)損耗和相對(duì)介電常數(shù)ε的質(zhì)量檢測(cè)等等。
陶瓷介電常數(shù)|介質(zhì)損耗角正切值測(cè)試儀符合標(biāo)準(zhǔn):
GB/T1409-2006測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法;
GB/T1693-2007硫化橡膠介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值的測(cè)定方法;
ASTM D150-11實(shí)心電絕緣材料的交流損耗特性和電容率(介電常數(shù))的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法;
GBT5594.4-2015電子元器件結(jié)構(gòu)陶瓷材料性能測(cè)試方法;
技術(shù)指標(biāo):
項(xiàng)目/型號(hào) | ZJD-B | ZJD-A | ZJD-C |
信號(hào)源 | DDS數(shù)字合成信號(hào) | ||
頻率范圍 | 10KHZ-70MHZ | 10KHZ-110MHZ | 100KHZ-160MHZ |
信號(hào)源頻率覆蓋比 | 7000:1 | 11000:1 | 16000:1 |
采樣精度 | 11BIT | 12BIT | |
信號(hào)源頻率精度 | 3×10-5 ±1個(gè)字,6位有效數(shù) | ||
Q值測(cè)量范圍 | 1~1000自動(dòng)/手動(dòng)量程 | ||
Q值量程分檔 | 30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔 | ||
Q分辨率 | 4位有效數(shù),分辨率0.1 | ||
Q測(cè)量工作誤差 | <5% | ||
電感測(cè)量范圍 | 1nH~8.4H,;分辨率0.1 | 1nH~140mH;分辨率0.1 | |
電感測(cè)量誤差 | <3% | ||
電容直接測(cè)量范圍 | 1pF~2.5uF | 1pF~25uF | |
調(diào)諧電容誤差分辨率 | ±1pF或<1% | ||
主電容調(diào)節(jié)范圍 | 30~540pF | 17~240pF | |
諧振點(diǎn)搜索 | 自動(dòng)掃描 | ||
自身殘余電感扣除功能 | 有 | ||
大電容值直接顯示功能 | 有 | ||
介質(zhì)損耗直讀功能 | 有 | ||
介質(zhì)損耗系數(shù)精度 | 萬(wàn)分之一 | ||
介質(zhì)損耗測(cè)試范圍 | 0.0001-1 | ||
介電常數(shù)直讀功能 | 有 | ||
介電常數(shù)精度 | 千分之一 | ||
介電常數(shù)測(cè)試范圍 | 0-1000 | ||
LCD顯示參數(shù) | F,L,C,Q,LT,CT,波段等 | ||
準(zhǔn)確度 | 150pF以下±1pF;150pF以上±1% | ||
Q合格預(yù)置范圍 | 5~1000聲光提示 | ||
環(huán)境溫度 | 0℃~+40℃ | ||
消耗功率 | 約25W | ||
電源 | 220V±22V,50Hz±2.5Hz | ||
極片尺寸 | 38mm/50mm(二選一) | ||
極片間距可調(diào)范圍 | ≥15mm | ||
材料測(cè)試厚度 | 0.1-10mm | ||
夾具插頭間距 | 25mm±0.01mm | ||
夾具損耗正切值 | ≤4×10-4 (1MHz) | ||
測(cè)微桿分辨率 | 0.001mm | ||
測(cè)試極片 | 材料測(cè)量直徑Φ38mm/50mm,厚度可調(diào) ≥ 15mm |
配置清單:
主機(jī)一臺(tái)
電感九只
夾具一套
液體杯一個(gè)
電源線一根
數(shù)據(jù)線一根
說(shuō)明書一份
合格證一份
保修卡一張
系統(tǒng)組成
1.ZJD-87高精密高壓電容電橋一臺(tái)
2.高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器一臺(tái)
3.高壓電源一臺(tái)
4.固體電極(液壓控制可加溫控溫、也可抽真空)一臺(tái)
5.測(cè)溫控溫儀(兩路)一臺(tái)
介質(zhì)損耗定義:
電介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量稱為電介質(zhì)損耗功率,簡(jiǎn)稱電介質(zhì)損耗?;颍弘妶?chǎng)作用下的能量損耗,由電能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪?,如熱能、光能等,統(tǒng)稱為介質(zhì)損耗。它是導(dǎo)致電介質(zhì)發(fā)生熱擊穿的根源。
損耗的形式:
電導(dǎo)損耗:在電場(chǎng)作用下,介質(zhì)中會(huì)有泄漏電流流過(guò),引起電導(dǎo)損耗。 實(shí)質(zhì)是相當(dāng)于交流、直流電流流過(guò)電阻做功,故在這兩種 條件下都有電導(dǎo)損耗。絕緣好時(shí),液、固電介質(zhì)在工作電 壓下的電導(dǎo)損耗是很小的,
極化損耗:只有緩慢極化過(guò)程才會(huì)引起能量損耗,如偶極子 的極化損耗。
游離損耗:氣體間隙中的電暈損耗和液、固絕緣體中局部放 電引起的功率損耗稱為游離損耗。
介質(zhì)損耗的表示:
當(dāng)容量為C0=e0S/d的平板電容器上 加一交變電壓U=U0eiwt。則:
1、電容器極板間為真空介質(zhì)時(shí), 電容上的電流為:
2、電容器極板間為非極性絕緣材料時(shí),電容上的電流為:
3、電容器極板間為弱導(dǎo)電性或極性,電容上的電流為:
G是由自由電荷產(chǎn)生的純電導(dǎo),G=sS/d, C=eS/d
如果電荷的運(yùn)動(dòng)是自由的, 則G實(shí)際上與外電壓額率無(wú)關(guān);如果這些電荷是被 符號(hào)相反的電荷所束縛, 如振動(dòng)偶極子的情況,G 為頻率的函數(shù)。
介質(zhì)弛豫和德拜方程:
1)介質(zhì)弛豫:在外電場(chǎng)施加或移去后,系統(tǒng)逐漸達(dá)到平衡狀 態(tài)的過(guò)程叫介質(zhì)弛豫。 介質(zhì)在交變電場(chǎng)中通常發(fā)生弛豫現(xiàn)象,極化的弛豫。在介質(zhì)上加一電場(chǎng),由于極化過(guò)程不是瞬時(shí)的,極化包括兩項(xiàng):
P(t) = P0 + P1(t)
P0代表瞬時(shí)建立的極化(位移極化), P1代表松弛極化P1(t)漸漸達(dá)到一穩(wěn)定值。這一滯后 通常是由偶極子極化和空間電荷極 化所致。 當(dāng)時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí), P1(t)→ P 1 ∞ , 而總極化P(t) → P∞ 。
2)德拜(Debye)方程:
頻率對(duì)在電介質(zhì)中不同的馳豫現(xiàn)象有關(guān)鍵性的影響。 設(shè)低頻或靜態(tài)時(shí)的相對(duì)介電常數(shù)為ε(0),稱為靜態(tài)相對(duì)介電常數(shù);當(dāng)頻率ω→∞時(shí),相對(duì)介電常數(shù)εr’ →ε∞( ε∞代表光頻 相對(duì)介電常數(shù))。則復(fù)介電常數(shù)為:
影響介質(zhì)損耗的因素:
1、頻率的影響
ω→0時(shí),此時(shí)不存在極化損 耗,主要由電導(dǎo)損耗引起。 tgδ=δ/ωε,則當(dāng)ω→0時(shí), tgδ→∞。隨著ω升高,tgδ↓。
隨ω↑,松弛極化在某一頻率開(kāi)始跟不上外電場(chǎng)的變化, 松弛極化對(duì)介電常數(shù)的貢獻(xiàn) 逐漸減小,因而εr隨ω↑而↓。 在這一頻率范圍內(nèi),由于ωτ <<1,故tgδ隨ω↑而↑。
當(dāng)ω很高時(shí),εr→ε∞,介電常數(shù)僅 由位移極化決定,εr趨于最小值。 由于ωτ >>1,此時(shí)tgδ隨ω↑而↓。 ω→∞時(shí),tgδ→0。
tgδ達(dá)最大值時(shí)ωm的值由下式求出:
tgδ的最大值主要由松弛過(guò)程決定。如果介質(zhì)電導(dǎo)顯著變大,則tgδ的最大值變得平坦, 最后在很大的電導(dǎo)下,tgδ無(wú)最大值,主要表現(xiàn)為電導(dǎo)損耗特征:tgδ與ω成反。
2、溫度的影響
當(dāng)溫度很低時(shí),τ較大,由德拜關(guān)系式可知,εr較小,tgδ也較小。此時(shí),由于ω2τ2>>1,由德拜可得:
隨溫度↑,τ↓,所以εr、tgδ↑
當(dāng)溫度較高時(shí),τ較小,此時(shí)ω2τ2<<1
隨溫度↑,τ↓,所以tgδ ↓。這時(shí)電導(dǎo)上升并不明顯,主要決定于極化過(guò)程:
當(dāng)溫度繼續(xù)升高,達(dá)到很大值時(shí), 離子熱運(yùn)動(dòng)能量很大,離子在電場(chǎng)作用下的定向遷移受到熱運(yùn)動(dòng)的阻礙,因而極化減弱,εr↓。此時(shí)電導(dǎo)損耗劇烈↑,tgδ也隨溫度 ↑而急劇上升↑。
3.濕度的影響
• 介質(zhì)吸潮后,介電常數(shù)會(huì)增加,但比電導(dǎo)的增加要慢,由于電導(dǎo)損耗增大以及松馳極化損耗增加,而使tgδ增大。
• 對(duì)于極性電介質(zhì)或多孔材料來(lái)說(shuō),這種影響特別突出,如,紙內(nèi)水分含量從4%增加到10%時(shí),其tgδ可增加100倍。
降低材料的介質(zhì)損耗的方法
(1)選擇合適的主晶相:盡量選擇結(jié)構(gòu)緊密的晶體作為主晶相。
(2)改善主晶相性能時(shí),盡量避免產(chǎn)生缺位固溶體或填隙固溶體,最好形成連續(xù)固溶體。這樣弱聯(lián)系離子少,可避免損耗顯著增大。
(3)盡量減少玻璃相。有較多玻璃相時(shí),應(yīng)采用“中和效應(yīng)"和“壓抑效應(yīng)",以降低玻璃相的損耗。 (4)防止產(chǎn)生多晶轉(zhuǎn)變,多晶轉(zhuǎn)變時(shí)晶格缺陷多,電性能下降,損耗增加。
(5)注意焙燒氣氛。含鈦陶瓷不宜在還原氣氛中焙燒。燒成過(guò)程中升溫速度要合適,防止產(chǎn)品急冷急熱。
(6)控制好最終燒結(jié)溫度,使產(chǎn)品“正燒",防止“生燒"和“過(guò)燒"以減少氣孔率。此外,在工藝過(guò)程中應(yīng)防止雜質(zhì)的混入,坯體要致密。