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介電常數介質損耗試驗機的四種實驗方法的工作原理及測量過程

更新時間:2025-05-14      點擊次數:293

介電常數介質損耗試驗機的四種實驗方法的工作原理及測量過程

電橋法

  基本原理 :通過在被測介質與標準電容之間施加一定頻率的正弦電壓,測量通過兩者的電流相位差,利用矢量運算計算出介電常數和介質損耗因數。

  測量過程 :測試時,內置的變頻電源產生特定頻率的正弦波電壓,經升壓變壓器加載至被測對象。系統同步采集標準回路與被試回路的電流信號,通過數字信號處理技術分離工頻干擾,并利用矢量運算計算兩回路的相位差及幅值比,最終得出 tanδ 和 ε 值。

諧振法

  基本原理 :通過構建 LC 振蕩電路,利用高頻信號發生器產生特定頻率的交流電壓施加于被測材料上,使材料在電場中極化并產生位移電流,通過檢測流經樣品的電流幅值及相位差,分離出電容電流和損耗電流,進而計算出介電常數和介質損耗因數。

  測量過程 :當被測材料作為電容器的介質,并與電感等元件構成 LC 振蕩電路時,改變電路的頻率或電感、電容等參數,使電路處于諧振狀態。此時,電路中的阻抗最小,電流最大,通過測量諧振頻率以及電路中的電壓、電流等參數,可計算出被測材料的介電常數和介質損耗因數。

矢量網絡分析法

  基本原理 :通過發射已知頻率的電信號,測量材料對電磁波的反射與透射特性,分析散射參數 S11(反射)和 S21(傳輸),基于電磁波相位變化與衰減量反演材料的介電常數和損耗因子,同時追蹤信號能量在介質中的耗散速率。

  測量過程 :矢量網絡分析儀輸出一定頻率的電磁信號,該信號通過被測材料后,分析儀會檢測到反射和透射的信號。通過對這些信號的幅度和相位進行分析,結合相關的電磁理論模型,計算出材料的介電常數和介質損耗因數。

高頻 Q 表法

  基本原理 :將被測材料作為平板電容的介質,與輔助電感等構成串聯諧振電路,引入 Q 表的測試回路中。通過測量諧振頻率和 Q 值等參數,利用公式計算介電常數和損耗角正切值。

  測量過程 :高頻 Q 表的高頻信源采用直接數字合成技術,產生穩定的測試頻率。當被測材料放入測試回路中,改變電感或頻率使電路處于諧振狀態,此時 Q 表顯示出相應的 Q 值、電感 L、主調電容器 C、測試頻率 F 等參數,根據這些參數以及相關的公式,可計算出材料的介電常數和介質損耗因數。



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