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点击图片查看原图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*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*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*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。
基于串联谐振原理的《GDAT高频Q表》是测试系统的二次仪表，其数码化主调电容器的创新设计代表了行业的成就，随之带来了频率、电容双扫描GDAT的全新搜索功能。该表具有*进的人机界面，采用LCD液晶屏显示各测量因子：Q值、电感L、主调电容器C、测试频率F、谐振趋势指针等。高频信源采用直接数字合成,测试频率10KHz-60MH或200KHz-160MHz，频率精度高达1×10-6。国标GB/T 1409-2006规定了用Q表法来测定电工材料高频介质损耗角正切值(tanδ)和介电常数(ε)，把被测材料作为平板电容的介质，与辅助电感等构成串联谐振因子引入Q表的测试回路，以获取测试灵敏度。因而Q表法的测试结果更真实地反映了介质在高频工作状态下的特征。
介质损耗和介电常数测试仪 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*相和损耗*小的*相之间。
主要配置：
a.测试主机*台；
b.电感9只；
c.夹具* 套
液体*缘材料
1 试验池的设计
对 于低 介 质损耗因数的待测液体，电*系统重要的特点是:容易清洗、再装配(必要时)和灌注液
体时不移动电*的相对位置。此外还应注意:液体需要量少，电*材料不影响液体，液体也不影响电*
材料，温度易于控制，端点和接线能适当地屏蔽;支撑电*的*缘支架应不浸沉在液体中，还有，试验池
不应含有太短的爬电距离和尖锐的边缘，否则能影响测量精度
满足 上 述 要求的试验池见图2*图4 电*是不锈钢的，用硼硅酸盐玻璃或石英玻璃作*缘。图2
和图3所示的试验池也可用作电阻率的测定，IEC 60247;1978对此已详细叙述
由于 有 些 液体如氯化物，其介质损耗因数与电*材料有明显的关系，不锈钢电*不总是合适的
有时，用铝和杜拉铝制成的电*能得到比较稳定的结果。试验池的准备
应 用 * 种或几种合适的溶剂来清洗试验池，或用不含有不稳定化合物的溶剂多次清洗。可以通过
化学试验方法检查其纯度，或通过*个已知的低电容率和介质损耗因数的液体试样测量的结果来确定
当试验池试验几种类型的*缘液体时，若单独使用溶剂不能去除污物，可用*种柔和的擦净剂和水来清
洁试验池的表面若使用*系列溶剂清洗时则后要用沸点低于100℃的分析*的石油醚来再次
清洗，或者用任*种对*个已知低电容率和介质损耗因数的液体测量能给出正确值的溶剂来清洗，并且
这种溶剂在化学性质上与被试液体应是相似的。推荐使用下述方法进行清洗。
试 验 池 应全部拆开，彻底地清洗各部件，用溶剂回流的方法或放在未使用溶剂中搅动反复洗涤方法
均可去除各部件上的溶剂并放在清洁的烘箱中，在110℃左右的温度下烘十30 min
待试 验 池 的各部件冷却到室温，再重新装配起来。池内应注人*些待试的液体，停几分钟后，倒出
此液体再重新倒人待试液体，此时*缘支架不应被液体弄湿。
在 上述 各 步骤中，各部件可用干净的钩针或钳子巧妙地处理，以使试验池有效的内表面不与手接触注 1: 在 同种质量油的常规试验中，上面所说的清洗步骤可以代之为在每*次试验后用没有残留纸屑的千纸简单地
擦 擦 试 验 池 。
注 2: 采 用溶剂时，有些溶剂特别是苯、四抓化碳、甲苯、二甲苯是有毒的，所以要注意防火及毒性对人体的影响，此
外 ，抓 化 物 溶 剂 受 光 作 用会分解。
3 试验池的校正
当需 要 高 精度测定液体电介质的相对电容率时，应**用*种已知相对电容率的校正液体(如苯)
来测定“电*常数”。
“电 * 常 数”C。的确定按式(14):
来计算液体未知相对电容率EX o
式 中 :
= Co*C
_CX*Cg
C
··.··.··.····················。··。。。(16)
Cg— 校 正电容;
Co— 空 气中电*装置的电容;
C— 电 *常数;
CX — 电 *装置充有被试液体时的电容;
Ex— 液 体的相对电容率。
假如 Co IC 。和Cx值是在:。是已知的某*相同温度下测定的，则可求得精度的。x值。
采用 上 述 方法测定液体电介质的相对电容率时，可保证其测得结果有足够的精度，因为它消除了由
于寄生电容或电*间隙数值的不准确测量所引起的误差。
仪器特点：
☆接线简单（正接法两根线，反接可使用*根线），所有电缆线均有接地屏蔽，所以都能拖地使用，测量电压缓升、缓降，全自动测量，结果直读，无须换算。
☆多种测量方式 可选择正/反接线、内/外标准电容器和内/外试验电压进行测量。正接线可测量高压介损。
☆ 抗震性能 仪器可承受长途运输中强烈震动颠簸而不会损坏。
☆ 抗干扰能力强 采用自动跟踪干扰抵偿电路，将矢量运算法与移相法结合，有效地消除强电场干扰对测量的影响，适用于500kV及其以下电站的现场试验。
☆CVT测量 独特自激法测量CVT功能，不需外加任何设备，可完成不可拆头CVT的测量。*次接线（三根电缆，不用倒线），*个测量过程（大约1分钟），两个*终测量结果（C1和C2的介损及电容值）。测量过程中文显示，能实时监测自激电流值和试验电压（高压）值。能消除引线对测试的影响，测量结果准确可靠。
☆ VFD显示 采用新颖的大屏幕VFD点阵显示器，在严冬和盛夏都能清晰显示。全中文操作菜单，操作提示各种警告信息，直观明了，不需查阅说明书即可操作。
☆打印 仪器附有微型打印机，以中文方式打印输出测量结果及状态。
☆RS232 仪器具有RS232接口，与计算机连接便于数据的统计和处理及保存。
☆可选购与计算机通信应用程序。
测量方法的选择
测量 电 容 率和介质损耗因数的方法可分成两种:零点指示法和谐振法。
1 零点指示法适用于频率不超过50 MHz时的测量。测量电容率和介质损耗因数可用替代法;也就
是在接人试样和不接试样两种状态下，调节回路的*个臂使电桥平衡。通常回路采用西林电桥、变压器
电桥(也就是互感藕合比例臂电桥)和并联T型网络。变压器电桥的优点:采用保护电*不需任何外加
附件或过多操作，就可采用保护电*;它没有其他网络的缺点。
2 谐振法适用于10 kHz*几百MHz的频率范围内的测量。该方法为替代法测量，常用的是变电抗
法。但该方法不适合采用保护电*。
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*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*缘应用条件下称为电介质的品质因素，希望它的值要高。
带瓦格纳(Wagner)接地电路的西林电桥
图 A.2示出了使电桥测量臂接线端与屏蔽电位相等的方法。这种方法是通过使用外接辅助桥臂ZA、ZB(瓦格纳接地电路)，并使这两个辅助桥臂的中间点 P接到屏蔽并接地。调节辅助桥臂(实际为
ZB)以使在 ZA和 ZB上的电压分别与电桥的电容臂和测量臂两端的电压相等.显然，这个解决方法包括两个桥即主桥 AMNB和辅桥 AMPB(或 ANPB)同时平衡。通过检测器从*个桥转换到另*个桥逐
次地逼近平衡而*终达到二者平衡.用这种方法精度可以提高*个数量*，这时，实际上该精度只决定于电桥元件的精密度平衡 用这种方法精度可以提高*个数量*，这时，实际上该精度只决定
于电桥元件的精密度。
必须指出，只有当电源的两端可以对地*缘时才使用上述特殊的解决方法。如果不可能对地*缘，则必须使用更复杂的装置(双屏蔽电桥)。
电介质的用途
电介质*般被用在两个不同的方面:
用作电气回路元件的支撑，并且使元件对地*缘及元件之间相互*缘;
用作电容器介质
介质损耗因数tan8
介质 损 耗 因数tans按照所用的测量装置给定的公式，根据测出的数值来计算。
试验报告
试验 报 告中应给出下列相关内容:
*缘 材 料的型号名称及种类、供货形式、取样方法、试样的形状及尺寸和取样日期(并注明试样厚度
和试样在与电*接触的表面进行处理的情况);
试样 条 件 处理的方法和处理时间;
电* 装 置类型，若有加在试样上的电*应注明其类型;
测量 仪 器;
试 验 时 的温度和相对湿度以及试样的温度;
施 加 的 电压;
施加 的 频 率;
相对 电容 率。r(平均值);
介质 损 耗 因数tans(平均值);
试 验 日 期;
相对 电 容 率和介质损耗因数值以及由它们计算得到的值如损耗指数和损耗角，必要时，应给出与温度和频率的关系。
试样的制备
试样 应 从 固体材料上截取，为了满足要求，应按相关的标准方法的要求来制备。
GB/T 1409-2006
应精 确 地 测量厚度，使偏差在士(0.2 %士。.005m m)以内，测量点应均匀地分布在试样表面。必要时，应测其有效面积。
试样上不加电*
表 面 电导 率很低的试样可以不加电*而将试样插人电*系统中测量，在这个电*系统中，试样的*
侧或两侧有*个充满空气或液体的间隙。
平 板 电* 或圆柱形电*结构的电容计算公式由表3给出。
下 面 两 种型式的电*装置特别合适
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,。
西林电桥是测量电容率和介质损耗因数的*经典的装置。它可使用从低于工频(50 Hz-60 Hz)直至 100 kHz的频率范围，通常测定 50 pF-1 000 pF的电容(试样或被试设备通常所具有的电容)这是*个四臂回路(图A. 1)。其中两个臂主要是电容(未知电容 Cx和*个无损耗电容C,)。另外两臂(通常称之为测量臂)由无感电阻R，和 R:组成，电阻 R,在未知电容 Cx的对边上，测量臂至少被*个电容 C,分流 *般地说，电容 C:和两个电阻R,和R:中的*个是可调的。
频率
因为 只 有 少数材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很宽的频率范围内它们的。r和tans几乎是恒定的，且被用作工程电介质材料，然而*般的电介质材料必须在所使用的频率下测量其介质损耗因数和
电容率。
电 容率 和介质损耗因数的变化是由于介质*化和电导而产生，醉重要的变化是*性分子引起的偶
*子*化和材料的不均匀性导致的界面*化所引起的。
测量电气*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
本标 准 规 定了在15H z-300M Hz的频率范围内测量电容率、介质损耗因数的方法，并由此计算某
些数值，如损耗指数。本标准中所叙述的某些方法，也能用于其他频率下测量
本 标 准 适用于测量液体、易熔材料以及固体材料。测试结果与某些物理条件有关，例如频率、温度、
湿度，在特殊情况下也与电场强度有关
有 时在 超 过 10 00V 的电压下试验，则会引起*些与电容率和介质损耗因数无关的效应，对此不予论述。
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3、整机保修*年，产品终身维护。
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