介电常数介质损耗因数测量仪

介电常数介质损耗因数测量仪主要特点：
空洞共振腔适用于CCL/印刷线路板，薄膜等非破坏性低介电损耗材料量测。 印电路板主要由玻纤与环氧树脂组成的, 玻纤介电常数为5~6, 树脂大约是3, 由于树脂含量, 硬化程度, 溶剂残留等因素会造成介电特性的偏差, 传统测量方法样品制作不易, 尤其是薄膜样品（ 小于 10 mil） 量测值偏低,。

主要技术特性：
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；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zei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。

介电常数介质损耗因数测量仪主要技术特性：

Q 值测量范围:        2 ～ 1023,量程分档：30、100﹑300﹑1000，自动换档或手动换档

固有误差:≤ 5 ％ ± 满度值的 2 ％（ 200kHz ～ 10MHz ）,≤6％ ± 满度值的2％（10MHz～160MHz）

工作误差:≤ 7 ％ ± 满度值的 2 ％（ 200kHz ～ 10MHz ）,≤8％ ± 满度值的2％（10MHz～160MHz）

电感测量范围:        4.5nH ～ 140mH

电容直接测量范围:    1 ～ 200pF

主电容调节范围:      18 ～ 220pF

主电容调节准确度:    100pF 以下 ± 1pF;100pF 以上 ± 1 ％

信号源频率覆盖范围:  100kHz ～ 160MHz

频率分段（ 虚拟 ）:  100 ～ 999.999kHz, 1 ～ 9.99999MHz,10 ～ 99.9999MHz,100 ～ 160MHz

频率指示误差:        3 × 10 -5 ± 1 个字

实验步骤：

1．本仪器适用于110V/220V , 50Hz+0.5Hz交流电，使用前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，使仪器恢复正常状态后才能开始测试。

3．按部件标准制备好的陶瓷试样，两面用烧渗法被上银层，并分别焊上一根Φ0.8mm，30~40mm长的金属引线。引线材料为铜，表面镀银并浸锡。

4．选择适当的辅助线圈插入电感接线柱。根据需要选择振荡器频率，调节测试电路电容器使电路谐振。假定谐振时电容为C1，品质因素为Q1。

5． 将被测样品接在“CX”接线柱上。

6．再调节测试电路电容器使电路谐振，这时电容为C2，可以直接读出Q2，并且Q2= Q1－△Q，。

7．用游标卡尺量出试样的直径Φ和厚度d（分别在不同位置测得两个数据，再取其平均值）。

8.方形式样按其边长的4倍计算Φ值

注意事项

1．圆片形试样的尺寸（Φ=38mm+1mm，d=2mm+0.5mm）要符合公差要求，两面烧渗银层、浸锡及焊接引出线要符合技术条件。

2．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%，频率变动不得大于0.5%。

3．电极与试样的接触情况，对tanδ的测试结果有很大影响，因此烧渗银层电极要求接触良好、均匀，而厚度合适。

4．试样吸湿后，测得的tanδ值增大，影响测量精度，应严格避免试样吸潮。

5．在测量过程中，注意随时检查电桥本体屏蔽的情况，当电桥真正达到平衡，“本体-屏蔽”开关置于任何一边时，检查计光带均应最小，而无大变化。

工作原理：

1．“Q”的定义

Q表是根据串联谐振原理设计,以谐振电压的比值来定位Q值。

“Q”表示元件或系统的“品质因数”,其物理含义是在一个振荡周期内贮存的能量与损耗的能量之比。对于电抗元件(电感或电容)来说,即在测试频率上呈现的电抗与电阻之比。

或… … … … … … … … … … … (1)

图 一

在图（一）所示的串联谐振电路中,所加的信号电压为Ui,频率为f,在发生谐振时

或……… ……… ……… ………(2)

回路中电流……… …… ………… ……… …… ……(3)

故电容两端的电压

… … … … … … … … … … … … …(4)

即谐振时电容上的电压与输入电压之比为Q。

Q表就是按上述原理设计的。

2．Q表整机工作原理（见图二）

Q表的工作原理框图如图二所示。它以ATM128单片机作为控制核心,实现对各种功能的控制。DDS数字直接合成信号源为Q值测量提供了一个优质的高频信号。信号源输出一路送到程控衰减器和自动稳幅放大控制单元,该单元根据CPU的指令对信号衰减后送往信号激励放大器,同时对信号检波后送出一直流控制信号到压控信号源实现自动稳幅。信号激励部分输出送到一个宽带分压器,由分压器馈给测试调谐回路一个恒定幅度的信号。当测试回路处于谐振状态时,在调谐电容CT两端的信号幅度将是分压器提供的信号幅度Q倍。在CT两端取得的调谐信号被信号元适当放大后送到检波和数字取样单元,检波后送到控制中心CPU去进行数据处理。

调谐电容带动传感器,不断地将电容变化的信息送往中心控制CPU,经处理后计算出电容值,再根据频率值计算出谐振时的频率值。 调谐电容有步进马达带动,根据不同电容值由CPU计算脉冲数去控制马达。电容值可预置并可电容搜索。Q表工作频率值,频段,主调电容器值,谐振电感值,Q值,Q值比较设置状态,Q值量程,手/自动状态,频率或电容搜索指示,Q值调谐指示带都显示在液晶屏上,如图三所示。

图三

整个显示屏共分为四行

第一行：左边 信号源频率指示,共6位；

右边 信号源虚拟频段指示（1-4）。

第二行：左边 调谐电容指示值,4位；

右边 电感指示值,4位。

第三行：左边 Q值指示值；

右边 Q值合格比较状态 。

第四行：左边 Q值量程,手动/自动切换指示/调谐点自动搜索指示；

右边上部 Q值量程范围指示；

右边下部 Q值调谐光带指示。

 结构特性：

Q表采用了较低的台式机箱,面板采用PC丝印面板,美观大方。

各主要功能单元,除了显示部分为了显示方便和调谐测试回路,放大单元为了减小分布参数,安装在面板上外,其余都安装在机内底板上,详见图四面板示意图。

A．前面板各功能键说明

图 四 Q表前面板和外形示意图

1．工作频段选择/1按键,每按一次,切换至低一个频段工作；先按12键后,再按此键,功能为数字键1。

2. 工作频段选择/2按键,每按一次,切换至高一个频段工作；先按12键后,再按此键,功能为数字键2。

3．Q值低一档量程选择（手动方式时有效）/3按键；先按12键后,再按此键,功能为数字键3。

4．Q值高一档量程选择（手动方式时有效）/4按键；先按12键后,再按此键,功能为数字键4。

5．谐振点频率搜索/5按键,按此键显示屏第四行左部出现SWEEP时,表示仪器正工作在频率自动搜索被测量器件的谐振点,如需退出搜索,再按此键；先按12键后,再按此键,功能为数字键5。

6．数字键6,先按12键后有效；

谐振点电容搜索/6按键,按此键后,电容指示不断在变化,步进马达发出轻微的声响时仪器正工作在电容自动搜索被测量器件的谐振点,如需退出搜索,再按此键；先按12键后,再按此键,功能为数字键6。

7．Q值合格范围比较值设定/7按键,按此键后,显示屏第三行右部出现COMP字符,当Q合格时,显示OK,並同时鸣响蜂鸣器,Q不合格时,显示NO。设置Q值合格范围详细说明见后页。先按12键后,再按此键,功能为数字键7。

8．Q值量程自动/手动控制方式选择/8按键,按此键后,显示屏第四行左部出现D对应的指示：AUTO（自动）,MAN（手动）；先按12键后,再按此键,功能为数字键8。

9．数字键9,先按12键后有效。

10．数字键0,先按12键后有效。

11．小数点键, 先按12键后有效。

12．复合键频率/电容按键,第一次按下（频率指示数在闪烁）为频率数输入,单位为MHz。例：要输入79.5MHz,按一次此键,频率指示数在闪烁,然后输入79.5,再按一下此键即可。第二次按下（电容指示数在闪烁）为电容数输入,数输入要满4位。例：要输入79.5P,按二次此键,电容指示数在闪烁,然后输入0795,要输入180.5P,输入1805,有效数后为0的,可以不输入0直接再按一下此键结束输入。

13．频率调谐数码开关。

14．调电容调谐（长寿命调谐慢转结构）；

主调电容调谐数码开关。

15．电源开关。

16．液晶显示屏。

17．测试回路接线柱：左边两个为电感接入端,右边两个为外接电容接入端；后边两个为电感接入端,前边两个为外接电容接入端。

18．电感测试范围所对应频率范围表。

后面板各功能键说明