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高分子材料工频介电常数测试仪  西林电桥是测量电容率和介质损耗因数的最经典的装置。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)这是一个四臂回路(图A. 1)。其中两个臂主要是电容(未知电容Cx和一个无损耗电容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，测量臂至少被一个电容C,分流 一般地说，电容C:和两个电阻R,和R:中的一个是可调的。

    如果采用电阻R、和(纯)电容C的串联等值回路来表示电容Cx，则图A. 1所示的电桥平衡时导出:

       R1

Cs=Cn?——

       R2

和tanδx=ωCSRS=ωC1R1

如果电阻R2被一个电容C2分流，则tanδ =的公式变为：

Tanδx=ωC1R1---ωC2R2

由于频率范围的不同，实际上电桥构造会有明显的不同。例如一个50 pF-1 000 pF的电容在50 Hz时的阻抗为60 MΩ-3 MΩ，在100 kHz时的阻抗为3 000Ω-1 500Ω.

频率为100 kHz时，桥的四个臂容易有相同数量级的阻抗，而在50 Hz-60 Hz的频率范围内则是不可能的。因此，出现了低频和(相对)高频两种不同形式的电桥.

高分子材料工频介电常数测试仪  测试注意事项

a．本仪器应水平安放；

b．如果你需要较精确地测量，请接通电源后，预热30分钟；

c．调节主调电容或主调电容数码开关时，当接近谐振点时请缓调；

d．被测件和测试电路接线柱间的接线应尽量短，足够粗，并应接触良好、可靠，以减少因接线的电阻和分布参数所带来的测量误差；

e．被测件不要直接搁在面板顶部，离顶部一公分以上，必要时可用低损耗的绝缘材料如聚苯乙烯等做成的衬垫物衬垫；

f．手不得靠近试件，以免人体感应影响造成测量误差，有屏蔽的试件，屏蔽罩应连接在低电位端的接线柱。

漏导损耗

实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质，在外电场的作用下，总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流，这种微小电流称为漏导电流，漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实阿的电介质总存在一些缺陷，或多或少存在一些带电粒子或空位，因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。

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最大的一相和损耗最小的一相之间。

高分子材料的损耗

高分子聚合物电介质按单体单元偶极矩的大小可分为极性和非极性两类。一般地，偶极矩在0~0.5D（德拜）范围内的是非极性高聚物；偶极矩在0.5D以上的是极性高聚物。非极性高聚物具有较低的介电常数和介质损耗，其介电常数约为2，介质损耗小于10-4；极性高聚物则具有较高的介电常数和介质损耗，并且极性愈大，这两个值愈高。

高聚物的交联通常能阻碍极性基团的取向，因此热固性高聚物的介电常数和介质损耗均随交联度的提高而下降。酚醛树脂就是典型的例子，虽然这种高聚物的极性很强，但只要固化比较完全，它的介质损耗就不高。相反，支化使分子链间作用力减弱，分子链活动能力增强，介电常数和介质损耗均增大。

高聚物的凝聚态结构及力学状态对介电性景响也很大。结品能抑制链段上偶极矩的取向极化，因此高聚物的介质损耗随结晶度升高而下降。当高聚物结晶度大于70%时，链段上的偶极的极化有时完全被抑制，介电性能可降至最低值，同样的道理，非晶态高聚物在玻璃态下比在高弹态下具有更低的介质损耗。此外，高聚物中的增塑利、杂质等对介电性能也有很大景响。

信号源频率覆盖范围

低频电桥

 一般为高压电桥，这不仅是由于灵敏度的缘故，也因为在低频下正是高电压技术特别对电介质损耗关注的问题。电容臂和测量臂两者的阻抗大小在数量级上相差很多，结果，绝大部分电压都施加在电容Cx和C}上，使电压分配不平衡 上面给出的电桥平衡条件只是当低压元件对高压元件屏蔽时才成立。同时，屏蔽必须接地，以保证平衡稳定。如图A. 2所示。屏蔽与使用被保护的电容C、和C、是一致的，这个保护对于Ch来说是必不可少的。

 由于选择不同的接地方法，实际上形成了两类电桥。

介质损耗（dielectric loss）指的是绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。也叫介质损失，简称介损。

介质损耗因数（dielectric loss factor）指的是衡量介质损耗程度的参数。

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，是电介质作为绝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在高频绝缘应用条件下称为电介质的品质因素，希望它的值要高。

介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数。所以理论上来说，介电常数越大，绝缘性能就越好。

注：这个性质不是绝对成立的。

对于绝缘性不太好的材料(就是说不击穿的情况下,也可以有一定的导电性)和绝缘性很好的材料比较,这个结论是成立的。

但对于两个绝缘体就不一定了。

概念：

电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，电介质在电场作用下，在单位时间内因发热而消耗的能量称为电介质的损耗功率，或简称介质损耗（diclectric loss）。介质损耗是应用于交流电场中电介质的重要品质指标之一。介质损耗不但消耗了电能，而且使元件发热影响其正常工作。如果介电损耗较大，甚至会引起介质的过热而绝缘破坏，所以从这种意义上讲，介质损耗越小越好。

结构损耗

在高频电场和低温下，有一类与介质内邻结构的紧密度密切相关的介质损耗称为结构损耗。这类损耗与温度关系不大，耗功随频率升高而增大。

试验表明结构紧密的晶体成玻璃体的结构损耗都很小，但是当某此原因（如杂质的掺入、试样经淬火急冷的热处理等）使它的内部结构松散后。其结构耗就会大大升高。

极化损耗

在介质发生缓慢极化时（松弛极化、空间电荷极化等），带电粒子在电场力的影响下因克服热运动而引起的能量损耗。

　　一些介质在电场极化时也会产生损耗，这种损耗一般称极化损耗。位移极化从建立极化到其稳定所需时间很短（约为10-16～10-12s），这在无线电频率（5?1012Hz以下）范围均可认为是极短的，因此基本上不消耗能量。其他缓慢极化（例如松弛极化、空间电荷极化等）在外电场作用下，需经过较长时间（10-10s或更长）才达到稳定状态，因此会引起能量的损耗。

若外加频率较低，介质中所有的极化都能完全跟上外电场变化，则不产生极化损耗。若外加频率较高时，介质中的极化跟不上外电场变化，于是产生极化损耗。

漏导损耗

实际使用中的绝缘材料都不是完善的理想的电介质，在外电场的作用下，总有一些带电粒子会发生移动而引起微弱的电流，这种微小电流称为漏导电流，漏导电流流经介质时使介质发热而损耗了电能。这种因电导而引起的介质损耗称为“漏导损耗”。由于实阿的电介质总存在一些缺陷，或多或少存在一些带电粒子或空位，因此介质不论在直流电场或交变电场作用下都会发生漏导损耗。

带屏蔽的简单西林电桥

 桥的B点(在测量臂边的电源接线端子)与屏蔽相连并接地。

 屏蔽能很好地起到防护高压边影响的作用，但是增加了屏蔽与接到测量臂接线端M和N的各根导线之间电容.此电容承受跨接测量臂两端的电压 这样会引人一个通常使tans的测量精度限于0.1%数量级的误差，当电容CX和CN不平衡时尤为显著。

高频西林电桥

    这种电桥通常在中等的电压下工作，是比较灵活方便的一种电桥;通常电容CN是可变的(在高压电桥中电容CN通常是固定的)，比较容易采用替代法。

    由于不期望电容的影响随频率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格纳接地线路。

．Q值测量

  a．Q值测量范围：2～1023；

  b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；

c．标称误差

产品保修承诺：

1、免费送货到用户指定的地点，免费指导安装、培训及调试。

2、保修期内人为损坏的零部件按采购（加工）价格收费更换。

3、保修期外继续为用户提供优质技术服务，在接到用户维修邀请后3天内派工程师到达用户现场进行维修。并享有优惠购买零配件的待遇。

4、传感器过载及整机电路超压损坏不在保修范围内。

5、产品质保期：自安装正常使用日起一年；

6、软件升级：终生免费提供新版本控制软件。