LJD-C型介電常數及介質損耗測試儀

一、 概述

1.1產品特點

　　介電常數介質損耗測試儀能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質損耗，高頻回路有效并聯及串聯電阻，傳輸線的特性阻抗等。該儀器廣泛地用于科研機關、學校、工廠等單位。

    介電常數介質損耗測試儀是北京中航鼎力儀器設備有限公司新研制的產品，它以DDS數字直接合成方式產生信號源，頻率達160MHz，信號源具有信號失真小、頻率精確、信號幅度穩定的優點，更保證了測量精度的精確性。測試儀主電容調節用傳感器感應，電容讀數精確,且頻率值可設置。。介電常數及介質損耗測試儀的電容、電感、Q值、頻率、量程都用數字顯示，在某一頻率下，只要能找到諧振點，都能直接讀出電感、電容值，大大擴展了電感的測量范圍，而不再是固定的幾個頻率下才能測出電感值的大小。介電常數介質損耗測試儀*的諧振點頻率自動搜索功能，能幫助你在使用時快速地找到被測量器件的諧振點，自動讀出Q值和其它參數。Q值量程可手動或自動轉換。

二、 結構特征與工作原理

1、系統組成

　　介電常數介質損耗測試儀由S916測試裝置（夾具）、LJD-C型高頻Q表、數據采集和tanδ自動測量控件（裝入LJD-C)、及LKI-1型電感器組成，它依據國標GB/T 1409-2006、美標ASTM D150以及電工委員會IEC60250的規定設計制作。系統提供了絕緣材料的高頻介質損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)自動測量的jia解決方案。

1. 基于串聯諧振原理的《LJD-C高頻Q表》是測試系統的二次儀表，其數碼化主調電容器的創新設計代表了行業的高成就，隨之帶來了頻率、電容雙掃描(LJD-C)的全新搜索功能。該表具有先進的人機界面，采用LCD液晶屏顯示各測量因子：Q值、電感L、主調電容器C、測試頻率F、諧振趨勢指針等。高頻信源采用直接數字合成,測試頻率100KHz-160MH，頻率精度高達1×10-6。國標GB/T 1409-2006規定了用Q表法來測定電工材料高頻介質損耗角正切值(tanδ)和介電常數(ε)，把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因子引入Q表的測試回路，以獲取高的測試靈敏度。因而Q表法的測試結果更真實地反映了介質在高頻工作狀態下的特征。

2、《AS916介質損耗裝置》(測試夾具)是測試系統的核心檢測部件，它由一個LCD數字顯示的微測量裝置和一對經精密加工的、間距可調的平板電容器極片組成。平板電容器極片用于夾持被測材料樣品，微測量裝置則顯示被測材料樣品的厚度。通過被測材料樣品放進平板電容器和不放進樣品時的Q值變化的量化，測得絕緣材料的損耗角正切值。從平板電容器平板間距的讀值變化則可換算得到絕緣材料介電常數。AS916介質損耗測試裝置是本公司新研制的更新換代產品，精密的加工設計、精確的LCD數字讀出、一鍵式清零功能，克服了機械刻度讀數誤差和圓筒形電

容裝置不可避免的測量誤差。

3、一個高品質因數（Q)的電感器是測量系統*的輔助工具，關乎測試的靈敏度和精度，在系統中它與平板電容（AS916）構成了基于串聯諧振的測試回路。本系統推薦的電感器為LKI-1電感組，共由9個高性能電感器組成，以適配不同的檢測頻率。

4、數據采集和tanδ自動測量控件（裝入AS2853A)，實現了數據采集、數據分析和計算的微處理化，tanδ 測量結果的獲得無須繁瑣的人工處理，因而提高了數據的精確度和測量的同一性，是人工讀值和人工計算的。

三、主要技術特性及配置

主要配置

一．LJD-C（1）Q值測量

   a．Q值測量范圍：2～1023。

   b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔。

   c．標稱誤差

頻率范圍         100kHz～10MHz；

固有誤差        ≤5％±滿度值的2％；

工作誤差        ≤7％±滿度值的2％；

頻率范圍          10MHz～160MHz；

固有誤差         ≤6％±滿度值的2％；

工作誤差        ≤8％±滿度值的2％。

（2）電感測量范圍：4.5nH～140mH

（3）電容測量：18~240pF

項    目

 直接測量范圍                     1～460pF

 主電容調節范圍                 30～500pF

準 確 度              150pF以下±1pF；

150pF以上±1％

（4）信號源頻率覆蓋范圍

項     目

頻率范圍                  100kHz～160MHz

頻率分段（虛擬）          0.1～0.999999MHz

1～9.99999MHz

10～99.9999MHz

100～160MHz

頻率指示誤差              3×10-5±1個字

（5）Q合格指示預置功能

   預置范圍：5～1000。

（6）Q表正常工作條件

     a.  環境溫度：0℃～+40℃；  

b．相對濕度：<80％；  

c．電源：220V±22V， 50Hz±2.5Hz。

二.AS916測試夾具

平板電容極片Φ50mm/Φ38mm可選頻率范圍

100KHz-160MHz

間距可調范圍≥15mm頻率指示誤差

3×10-5±1個字

夾具插頭間距25mm±0.01mm主電容調節范圍

18-240pF

測微桿分辨率0.001mm主調電容誤差

<1%或1pF

夾具損耗角正切值≦4×10-4 （1MHz)Q測試范圍2～1023

四、標準電感

 LJD系列介電常數介質損耗測試儀

介電常數及介質損耗主機采用了較低的臺式機箱，面板采用PC絲印面板，美觀大方。

    各主要功能單元，除了顯示部分為了顯示方便和調諧測試回路，放大單元為了減小分布參數，安裝在面板上外，其余都安裝在機內底板上，詳細請見以下圖1/2兩款主機：

A．介電常數及介質損耗主機前面板各功能鍵說明

主機1：（LJD-B）

主機2：（LJD-C）

介電常數及介質損耗主機前面板和外形示意圖(1.2)

1．工作頻段選擇/數字1按鍵，每按一次，切換至低一個頻段工作；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵1。

2. 主機1：工作頻段選擇/1按鍵，每按一次，切換至高一個頻段工作；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵1。

主機2：介電常數直讀功能/2按鍵，按一次顯示為D2，再按一次切換至D4，后按一次顯示介電常數值；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵2。

3．Q值量程遞減（手動方式時有效）/數字3按鍵；先按12鍵后，再按此鍵，功能為數字鍵3。

4．Q值量程遞增（手動方式時有效）/數字4按鍵；先按12鍵后，再按此鍵，功能為數字鍵4。

5．諧振點頻率搜索/數字5按鍵，按此鍵顯示屏第四行左部出現SWEEP時，表示儀器正工作在頻率自動搜索被測量器件的諧振點，如需退出搜索，再按此鍵；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵5。

6．數字6按鍵，直接按是電容自動搜索，先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵6。

7．Q值合格范圍比較值設定/數字7按鍵，按此鍵后，顯示屏第三行右部出現COMP字符，當Q合格時，顯示OK，並同時鳴響蜂鳴器，Q不合格時，顯示NO。設置Q值合格范圍詳細說明見后頁。先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵7。

8．Q值量程自動/手動控制方式選擇/數字8按鍵，按此鍵后，顯示屏第四行左部出現對應的指示：AUTO（自動），MAN（手動）；先按12鍵后,再按此鍵，功能為數字鍵8。

9．Ct大電容直接測量/數字9（先按12鍵后有效）按鍵。

10．Lt殘余電感扣除/數字0(先按12鍵后有效) 按鍵。

11．介質損耗系數測量/小數點(先按12鍵后有效) 按鍵。

12．頻率/電容設置按鍵：

主機1：第一次按下（頻率指示數在閃爍）為頻率數輸入，單位為MHz。例：要輸入79.5MHz，按一次此鍵，頻率指示數在閃爍，然后輸入79.5，再按一下此鍵完成設置。(沒有電容設置功能)

主機2：第一次按下（頻率指示數在閃爍）為頻率數輸入，單位為MHz。例：要輸入79.5MHz，按一次此鍵，頻率指示數在閃爍，然后輸入79.5，再按一下此鍵完成設置。第二次按下（電容指示數在閃爍）為電容數輸入，數輸入要滿4位。例：要輸入79.5P，按二次此鍵，電容指示數在閃爍，然后輸入0795，有效數后為0的，可以不輸入0，直接再按一下此鍵完成設置。

13．頻率調諧數碼開關。

14．主調電容調諧（長壽命調諧慢轉結構）；

15．電源開關。

16．液晶顯示屏。

17．測試回路接線柱：

主機1：左邊兩個為電感接入端，右邊兩個為外接電容接入端；

主機2：上邊兩個為電感接入端，下邊兩個為外接電容接入端；

18．電感測試范圍所對應頻率范圍表。

B．后面板各功能鍵說明

介電常數及介質損耗主機后面板示意圖

1．～220V電源輸入三芯插座，內含保險絲0.5A／220V；

2．信號源工作頻率監測輸出端（阻抗1kΩ）。

• 主機，電感，平板電容器鏈接方式

LJD-B 主機1：

LJD-C 主機2

LJD系列介電常數介質損耗測試儀

LJD系列介電常數及介質損耗測試系統使用方法 

一 手動介電常數測試方法與步驟

1. 測試前主機建議預熱30分鐘

2. 把S916測試夾具裝置上的插頭插入到主機測試回路的“電容”兩個端子上。

3. 在主機電感端子上插上和測試頻率相適應的高Q值電感線圈（本公司 主機配套使用的LKI-1電感組能滿足要求），如：1MHz 時電感取100uH，15MHz時電感取1.5uH。

4. 被測樣品要求為圓形，直徑50.4--52mm/38.4--40mm，這是減小因樣品邊緣泄漏和邊緣電場引起的誤差的有效辦法。樣品厚度可在1--5mm之間(當材料介電大于6的情況下建議材料≥2mm)，樣品太薄或太厚就會使測試精度下降，樣品要盡可能平整。（小于0.5mm的樣品測試，請參考附錄三，疊加測試法）

5. 調節S916測試夾具的測微桿，使S916測試夾具的平板電容極片相接為止，按ZERO 清零按鍵，初始值設置為0。

• 再松開兩片極片，把被測樣品夾入平板電容上下極片之間，調節S916測試夾具的測微桿，直到平板電容極片夾住樣品止（注意調節時要用S916測試夾具的測微桿，以免夾得過緊或過松），這時能讀取的測試裝置液晶顯示屏上的數值，既是樣品的厚度D₂。改變主機上的主調電容容量（旋轉主調電容旋鈕改變主調電容電容量），使主機處于諧振點（Q值大值）上。
• 取出S916測試夾具中的樣品，這時主機又失去諧振（Q值變小），此時調節S916測試夾具的測微桿，使主機再回到諧振點（Q值大值）上，讀取測試裝置液晶顯示屏上的數值記為D_4.
• 計算被測樣品的介電常數:

     Σ＝D₂ / D₄

二 自動介電常數測試方法與步驟(需選配自動測試軟件模塊)

1. 自動介電常數測試時，基本步驟同手動一樣，只是主機支持通過數據模塊記錄S916測試夾具的數據，并自動計算出介電常數。

2. 使用數據轉換連接線,連接S916數據傳輸接口和介電常數測試主機背板上的四芯插座.（見下圖）