高频电桥介电常数测试仪 ;  ;高频电桥
由于它不再是一个高压电桥,因此承受电压U1的臂能容易地引人可调元件;替代法在此适用还应指出,带有分开的初级绕组的电桥允许电源和检测器互换位置。其平衡与在次级绕组中对应的安匝数的补偿相符.
高频电桥介电常数测试仪 ; 边缘效应
 ;为了避免边缘效应引起电容率的测量误差,电极系统可加上保护电极。保护电极的宽度应至少为两倍的试样厚度,保护电极和主电极之间的间隙应比试样厚度小。假如不能用保护环,通常需对边缘电容进行修正,表工给出了近似计算公式这些公式是经验公式,只适用于规定的几种特定的试样形状。
 ;此外,在一个合适的频率和温度下,边缘电容可采用有保护环和无保护环的(比较))测量来获得,用所得到的边缘电容修正其他频率和温度下的电容也可满足精度要求。
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,调节回路的一个臂使电桥平衡。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:采用保护电极不需任何外加附件或过多操作,就可采用保护电极;它没有其他网络的缺点。
2谐振法适用于10 kHz一几百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极。
 ;注:典型的电桥和电路示例见附录。附录中所举的例子自然是不全面的,叙述电桥和侧量方法报导见有关文献和该种仪器的原理说明书。
试验步骤
1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。
 ;应精确地测量厚度,使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)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。
2条件处理
 ;条件处理应按相关规范规定进行。
3测量
 ;电气测量按本标准或所使用的仪器(电桥)制造商推荐的标准及相应的方法进行。
 ;在1 MHz或更高频率下,必须减小接线的电感对测量结果的影响。此时,可采用同轴接线系统(见图1所示),当用变电抗法测量时,应提供一个固定微调电容器。
 ;
试验报告
 ;试验报告中应给出下列相关内容:
 ;绝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极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;
 ;电极装置类型,若有加在试样上的电极应注明其类型;
 ;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ε(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。
仪器技术指标:
☆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
 ; ; ; ; ; ;频率范围:20kHz~10MHz;  ; ; ; ; ; ;固有误差:≤5%?满度值的2%;工作误差:≤7%?满度值的2%;
 ; ; ; ; ; ;频率范围:10MHz~60MHz;  ; ; ; ; ;固有误差:≤6%?满度值的2%;工作误差:≤8%?满度值的2%。
☆电感测量:
a.测量范围:14.5nH~8.14H。
b.分  ; ; ;档:分七个量程。
 ; ; ; ; ; ;0.1~1μH,  ; ; ;1~10μH,  ; ; ;10~100μH,  ;
 ; ; ; ; ; ;0.1~lmH,  ; ; ; ;1~10mH,  ; ; ; ;10~100mH,  ; ;100 mH~1H。
☆电容测量:
a.测量范围:1~460pF(460pF以上的电容测量见使用规则);
b.电容量调节范围
 ; ; ; ; ; ;主调电容器:30~500pF;  ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;准  ;确  ;度:150pF以下?1.5pF;150pF以上?1%;
 ; ; ; ; ; ;注:大于直接测量范围的电容测量见使用规则
☆振荡频率:
a.振荡频率范围:10kHz~50MHz;
b.频率分段(虚拟)
10~99.9999kHz
100~999.999kHz
1~9.99999MHz
10~60MHz
c.频率误差:3?10-5?1个字。
☆仪器正常工作条件
a.环境温度:0℃~ 40℃;  ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;b.相对湿度:<;80%;  ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;c.电源:220V?22V,50Hz?2.5Hz。  ; ;
☆其他
a.消耗功率:约25W;  ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;b.净重:约7kg;  ; ; ; ; ; ; ; ; ;c.外型尺寸:(l?b?h)mm:380?132?280。
☆Q合格指示预置功能
预置范围:5~1000。
安全措施
(1)高压保护:试品短路、击穿或高压电流波动,能迅速切断高压输出。
(2)CVT保护:设定自激电压的过流点,一旦超出设置的电流值,仪器自动退出测量,不会损坏设备。
(3)接地检测:仪器有接地检测功能,未接地时不能升压测量。
(4)防误操作:具备防误操作设计,能判别常见接线错误,安全报警。
(5)防“容升”:测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应,仪器能自动跟踪输出电压,保持试验电压恒定。
附加特性对比??特性? | ?电桥法? | ?谐振法? |
温度适应性 | 需严格温控(高精度要求) | 对温湿度波动相对不敏感 |
操作复杂度 | 复杂(需手动调节平衡) | 简便(自动扫频调谐) |
多参数测量能力 | 可同步测Cx、tanδ、Rx | 主要测Q值和谐振频率 |
?方法? | ?适用频率范围? | ?原因? |
电桥法 | 20Hz~MHz(中低频段) | 高频时杂散电容和残余电感导致桥路平衡困难,精度下降。 |
谐振法 | MHz~GHz(高频段) | 电路结构简单,分布参数影响小,更适合高频测量。 |
? ;
?电桥法?
? ;基于?桥路平衡原理?:将待测样品与标准电容器/电阻构成电桥电路(如西林电桥),通过调节桥臂元件使电桥平衡,计算样品的电容(Cx)和损耗角正切(tanδ)。
? ;关键参数检测:测量?电压与电流的相位差?,通过相位差直接计算tanδ。
? ;
?谐振法?
? ;基于?LC谐振特性?:将样品置于谐振回路中,通过测量?谐振频率偏移(Δf)? 或?品质因数(Q值)的变化?,间接推算ε和tanδ46。
常用替代法:如并联替代法消除分布电容误差,通过两次调谐计算Cx。
电极系统
 ;1加到试样上的电极
 ;电极可选用5.1.3中任意一种。如果不用保护环。而且试样上下的两个电极难以对齐时,其中一个电极应比另一个电极大些。已经加有电极的试样应放置在两个金属电极之间,这两个金属电极要比试样上的电极稍小些。对于平板形和圆柱形这两种不同电极结构的电容计算公式以及边缘电容近似计算的经验公式由表1给出.
 ;对于介质损耗因数的测量,这种类型的电极在高频下不能满足要求,除非试样的表面和金属板都非常平整。图1所示的电极系统也要求试样厚度均匀
2试样上不加电极
 ;表面电导率很低的试样可以不加电极而将试样插人电极系统中测量,在这个电极系统中,试样的一侧或两侧有一个充满空气或液体的间隙。
 ;平板电极或圆柱形电极结构的电容计算公式由表3给出。
 ;下面两种型式的电极装置特别合适
2.1空气填充测微计电极
 ;当试样插人和不插人时,电容都能调节到同一个值,不需进行测量系统的电气校正就能测定电容率。电极系统中可包括保护电极.
2.2流体排出法
 ;在电容率近似等于试样的电容率,而介质损耗因数可以忽略的一种液体内进行测量,这种测量与试样厚度测量的精度关系不大。当相继采用两种流体时,试样厚度和电极系统的尺寸可以从计算公式中消去
 ;试样为与试验池电极直径相同的圆片,或对测微计电极来说,试样可以比电极小到足以使边缘效应忽略不计在测微计电极中,为了忽略边缘效应,试样直径约比测微计电极直径小两倍的试样厚度。
?场景? | ?推荐电桥类型? | ?优势? |
中低阻值精确测量(Ω级) | 惠斯通电桥 | 结构简单,成本低 |
毫欧级微小电阻检测 | 凯尔文电桥 | 消除导线电阻误差 |
高频介质损耗分析 | 西林电桥 | 支持10kV高压,抗干扰强 |
00001. ;?压力传感器(MEMS技术)?
? ;?原理?:硅薄膜上集成惠斯通电桥,受压时压敏电阻变化打破电桥平衡。
? ;?应用?:汽车胎压监测、工业过程控制,实时输出压力信号。
00002. ;?可燃气体浓度检测?
? ;?原理?:催化燃烧式传感器中电桥一臂涂催化剂,可燃气体燃烧致电阻变化,电桥失衡输出信号。
? ;?应用?:煤矿、化工厂安全预警系统6。
00003. ;?绝缘材料老化诊断?
? ;?工具?:西林电桥测量介质损耗角正切(tanδ)。
?场景?:高压变压器油纸绝缘状态评估,tanδ升高提示受潮或劣化。
配置:
主机 ;一台
电感 ;一套
夹具 ;一套
电桥法应用案例"。之前的对话历史显示用户已经了解电桥法和高频介质损耗试验仪的区别,现在转向实际应用场景。
首先看搜索结果中的案例分布。提到朋友用惠斯通电桥检测音响老化电阻的实例,非常生活化;详细说明了MEMS压力传感器中的惠斯登电桥结构,属于工业应用;和聚焦教学场景,提到高考物理的电桥法测电阻题型;列举了多个领域如光学参数测量和化学反应监测;描述了可燃气体检测和电子秤的应变片应用;对比了惠斯通和凯尔文电桥的适用场景;和则专门讲西林电桥在绝缘材料tanδ测量的案例;补充了介电常数测量的干扰因素。
这些案例需要分类整理。工业检测类最丰富:压力传感器()、可燃气体检测()、绝缘老化诊断()都值得单独列出。日常生活类只有的音响维修案例比较完整,可以补充的电子秤案例。科研教学类中,的高考实验和的光学测量都符合要求。
特别注意几个专业应用:提到的布里渊电桥测光纤压力比较冷门但技术性强,的西林电桥介质损耗测量需要强调温度补偿(参考的干扰因素)。案例排序上,把用户可能最关心的工业检测放前面,教学和科研放后面更合理。
对于引用格式,每个案例要严格对应来源。比如西林电桥的两种接线方式来自,而温度影响数据要关联。避免重复引用同一网页,像既用于可燃气体检测又用于电子秤时需拆分说明。
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