一、概述

  介質(zhì)損耗和介電常數(shù)是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復(fù)合材料等的一項(xiàng)重要的物理性質(zhì)，通過測定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)（ε），可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)；GB/T1409陶瓷片介電常數(shù)介損測試儀GDAT-A用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位對無機(jī)非金屬新材料性能的應(yīng)用研究。 

二、測試原理

   GB/T1409陶瓷片介電常數(shù)介損測試儀GDAT-A采用高頻諧振法，并提供了，通用、多用途、多量程的阻抗測試。它以單片計(jì)算機(jī)作為儀器的控制，測量核心采用了頻率數(shù)字鎖定，標(biāo)準(zhǔn)頻率測試點(diǎn)自動(dòng)設(shè)定，諧振點(diǎn)自動(dòng)搜索，Q值量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換，數(shù)值顯示等新技術(shù)，改進(jìn)了調(diào)諧回路，使得調(diào)諧測試回路的殘余電感減至低，并保留了原Q表中自動(dòng)穩(wěn)幅等技術(shù)，使得新儀器在使用時(shí)更為方便，測量值更為精確。儀器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(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線的特性阻抗等。 

本測試裝置是由二只測微電容器組成，平板電容器一般用來夾持被測樣品，園筒電容器是一只分辨率高達(dá)0.0033pF的線性可變電容器，配用儀器作為指示儀器，絕緣材料的損耗角正切值是通過被測樣品放進(jìn)平板電容器和不放進(jìn)樣品的Q值變化，由園筒電容器的刻度讀值變化值而換算得到的。同時(shí)，由平板電容器的刻度讀值變化而換算得到介電常數(shù)。

三、儀器的技術(shù)指標(biāo)

Q值自動(dòng)鎖定，無需人工搜索

Q表正常工作條件

a. 環(huán)境溫度：0℃～+40℃

b．相對濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

10．其他

a．消耗功率：約25W；   

b．凈重：約7kg；   

c. 外型尺寸：（l×b×h）mm：380×132×280。

11．產(chǎn)品配置：

a.測試主機(jī)一臺(tái)；

b.電感一套；

c.夾具一 套

四、性能特點(diǎn)：

1. 平板電容器     極片尺寸：φ25.4mm\φ50mm  極片間距可調(diào)范圍和分辨率：≥10mm，±0.01mm

2. 園筒電容器     電容量線性：0.33pF / mm±0.05 pF長度可調(diào)范圍和分辨率：≥0～20mm，±0.01mm

3. 夾具插頭間距：25mm±1mm

4. 夾角損耗角正切值：≤4×10－4（1MHz時(shí)）

5、數(shù)顯電極

五. 維修保養(yǎng)

本測試裝置是由精密機(jī)械構(gòu)件組成的測微設(shè)備，所以在使用和保存時(shí)要避免振動(dòng)和碰撞，要求在不含腐蝕氣體和干燥的環(huán)境中使用和保存，不能自行拆裝，否則其工作性能就不能保證，如測試夾具受到碰撞，或者作為定期檢查，要檢測以下幾個(gè)指標(biāo)：

1. 平板電容器二極片平行度不超過0.02mm。

2. 園筒電容器的軸和軸同心度誤差不超過0.1mm。

3. 保證二個(gè)測微桿0.01mm分辨率。

4. 用精密電容測量儀（±0.01pF分辨率）測量園筒電容器，電容呈線性率，從0~20mm，每隔1mm測試一點(diǎn)，要求符合工作特性要求。

測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法

前言

本標(biāo)準(zhǔn)修改采用IEC60250:1969《測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法》(英文版)。

本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)IEC 60250;1969重新起草，在附錄B中列出了本標(biāo)準(zhǔn)章條編號與IEC 60250:1969章條編號的對照一覽表。

考慮到我國國情,在采用IEC 60250:1969時(shí),本標(biāo)準(zhǔn)做了一些修改，有關(guān)技術(shù)性差異已編人正文中并在它們所涉及的條款的頁邊空白處用垂直單線標(biāo)識(shí),

為便于使用,本標(biāo)準(zhǔn)做了下列編輯性修改:

a)刪除國際標(biāo)準(zhǔn)的日次和前言;

b)用小數(shù)點(diǎn)“.”代替作為小數(shù)點(diǎn)的逗號*，”;

c)引用的IEC 60247,由“Measurement of relative permittivity, dielectric dissipation factor andd. c.  resistivity of insulating liquids”即"液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量"代替“Recommended Test cells for Measuring the Resistivity of Insulating Liquidsand Methods of cleaning the cells"即"測量絕緣液體電阻率的試驗(yàn)池及清洗試驗(yàn)池的推薦方法”;

d)用“e,”代替"ε.'”;

e)增加了“術(shù)語”;

f)增加公式中符號說明

g)圖按GB/T1.1-2000標(biāo)注。

本標(biāo)準(zhǔn)與GB/T 1409-1988的相比,主要變化如下:

1)增加"規(guī)范性引用文件"(本標(biāo)準(zhǔn)第2章);

2)增加“電介質(zhì)用途”(本標(biāo)準(zhǔn)4.1);

3)刪去導(dǎo)電橡皮;

4)增加“石墨”(本標(biāo)準(zhǔn)5.1.3);

5)增加“液體絕緣材料”(本標(biāo)準(zhǔn)5.2)。

本標(biāo)準(zhǔn)代替GB/T 1409-1988(固體絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波長在內(nèi))下相對介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)的試驗(yàn)方法》。

測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長在內(nèi))下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法

范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在15 Hz~300 MHz的頻率范圍內(nèi)測量電容率,介質(zhì)損耗因數(shù)的方法,并由此計(jì)算某些數(shù)值，如損耗指數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)中所敘述的某些方法,也能用于其他頻率下測量。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于測量液體、易熔材料以及固體材料。測試結(jié)果與某些物理?xiàng)l件有關(guān),例如頻率、溫度、濕度,在特殊情況下也與電場強(qiáng)度有關(guān)。

有時(shí)在超過1000V的電壓下試驗(yàn),則會(huì)引起一些與電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)無關(guān)的效應(yīng),對此不予論述。

2 規(guī)范性引用文件

下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。

IEC 60247:1978液體絕緣材料相對電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測量

3術(shù)語和定義

3.1

下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

相對電容率relative permittivity

e.

電容器的電極之間及電極周圍的空間全部充以絕緣材料時(shí),其電容Cx與同樣電極構(gòu)形的真空電容C之比

-**(1)

式中:

,一-相對電容率;

C一充有絕緣材料時(shí)電容器的電極電容:

C.真空中電容器的電極電容。

在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,不含二氧化碳的干燥空氣的相對電容率e,等于1.000 53。因此,用這種電極構(gòu)形在空氣中的電容C.來代替C。測量相對電容率ε,時(shí),也有足夠的精確度。

在一個(gè)測量系統(tǒng)中,絕緣材料的電容率是在該系統(tǒng)中絕緣材料的相對電容率e,與真空電氣常數(shù)。的乘積。

在SI制中,電容率用法/米(F/m)表示。而且,在SI單位中,電氣常數(shù)e為;

￡。 8.854 x10'F/m;36*x10F/m在本標(biāo)準(zhǔn)中,用皮法和厘米來計(jì)算電容,真空電氣常數(shù)為:

3.2

介質(zhì)損耗角dielectric loss angle

由絕緣材料作為介質(zhì)的電容器上所施加的電壓與由此而產(chǎn)生的電流之間的相位差的余角。

3.3

介質(zhì)損耗因數(shù)”dielectric dissipation factor

tand

損耗角e的正切。

3.4

[介質(zhì)]損耗指數(shù)[dielectric]loss index

3.5

該材料的損耗因數(shù)tan8與相對電容率e，的乘積，

復(fù)相對電容率complex relative permittivity

5

由相對電容率和損耗指數(shù)結(jié)合而得到的:

4電氣絕緣材料的性能和用途

4.1電介質(zhì)的用途

電介質(zhì)一般被用在兩個(gè)不同的方面:

用作電氣回路元件的支撐,并且使元件對地絕緣及元件之間相互絕緣:

用作電容器介質(zhì),

4.2影響介電性能的因素

下面分別討論頻豐、溫度、濕度和電氣強(qiáng)度對介電性能的影響。

4.2.1頻率

因?yàn)橹挥猩贁?shù)材料如石英玻璃、聚苯乙烯或聚乙烯在很寬的頻率范圍內(nèi)它們的e,和tane幾乎是恒定的,且被用作工程電介質(zhì)材料,然而一般的電介質(zhì)材料必須在所使用的頻率下測量其介質(zhì)損耗因數(shù)和電容率。

電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的變化是由于介質(zhì)極化和電導(dǎo)而產(chǎn)生,最重要的變化是極性分子引起的偶極子極化和材料的不均勻性導(dǎo)致的界面極化所引起的。

4.2.2溫度

損耗指數(shù)在一個(gè)頻率下可以出現(xiàn)一個(gè)大值，這個(gè)頻率值與電介質(zhì)材料的溫度有關(guān)。介質(zhì)攢耗因數(shù)和電容率的溫度系數(shù)可以是正的或負(fù)的,這取決于在測量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù)大值位置。

4.2.3濕度

極化的程度隨水分的吸收量或電介質(zhì)材料表面水膜的形成而增加,其結(jié)果使電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電導(dǎo)率增大。因此試驗(yàn)前和試驗(yàn)時(shí)對環(huán)境濕度進(jìn)行控制是。

注:濕度的顯著影響常言發(fā)生在1MHz以下及微波棚率范圍內(nèi)。

4.2.4電場強(qiáng)度

存在界面極化時(shí),自由離子的數(shù)目隨電場強(qiáng)度增大面增加,其損耗指數(shù)大值的大小和位置也隨此而變。

在較高的頻率下,只要電介質(zhì)中不出現(xiàn)局部放電，電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)與電場強(qiáng)度無關(guān)，

5試樣和電極

5.1固體絕緣材料

5.1.1試樣的幾何形狀

測定材料的電容率和介質(zhì)損耗因數(shù),好采用板狀試樣,也可采用管狀試樣。

在測定電容率需要較高精度時(shí)，大的誤差來自試樣尺寸的誤差，尤其是試樣厚度的誤差，因此厚

度應(yīng)足夠大，以滿足測量所需要的精確度。厚度的選取決定于試樣的制備方法和各點(diǎn)間厚度的變化。

對 1%的精確度來講，1.5 mm的厚度就足夠了，但是對于更高精確度，采用較厚的試樣，例如

6 mm-12 mm 測量厚度必須使測量點(diǎn)有規(guī)則地分布在整個(gè)試樣表面上，且厚度均勻度在士1%內(nèi)。

如果材料的密度是已知的，則可用稱量法測定厚度 選取試樣的面積時(shí)應(yīng)能提供滿足精度要求的試樣

電容。測量 10 pF的電容時(shí)，使用有良好屏蔽保護(hù)的儀器。由于現(xiàn)有儀器的極限分辨能力約 1 pF,因此

試樣應(yīng)薄些，直徑為 10 cm或更大些

需要測低損耗因數(shù)值時(shí)，很重要的一點(diǎn)是導(dǎo)線串聯(lián)電阻引人的損耗要盡可能地小，即被測電容和該

電阻的乘積要盡可能小 同樣，被測電容對總電容的比值要盡可能地大 表示導(dǎo)線電阻要盡可

能低及試樣電容要小。第二點(diǎn)表示接有試樣橋臂的總電容要盡可能小，且試樣電容要大。因此試樣電

容取值為20 pF，在測量回路中，與試樣并聯(lián)的電容不應(yīng)大于約5 pF,

5. 1.2 電極系統(tǒng)

5. 1.2. 1 加到試樣上的電極

電極可選用 5.1.3中任意一種。如果不用保護(hù)環(huán)。而且試樣上下的兩個(gè)電極難以對齊時(shí)，其中一個(gè)

電極應(yīng)比另一個(gè)電極大些。已經(jīng)加有電極的試樣應(yīng)放置在兩個(gè)金屬電極之間，這兩個(gè)金屬電極要比試

樣上的電極稍小些。對于平板形和圓柱形這兩種不同電極結(jié)構(gòu)的電容計(jì)算公式以及邊緣電容近似計(jì)算

的經(jīng)驗(yàn)公式由表 飛給出。

對于介質(zhì)損耗因數(shù)的測量，這種類型的電極在高頻下不能滿足要求，除非試樣的表面和金屬板都非

常平整。圖 〕所示的電極系統(tǒng)也要求試樣厚度均勻

5.1.2.2 試樣上不加電極

表面電導(dǎo)率很低的試樣可以不加電極而將試樣插人電極系統(tǒng)中測量，在這個(gè)電極系統(tǒng)中，試樣的一

側(cè)或兩側(cè)有一個(gè)充滿空氣或液體的間隙。

平板電極或圓柱形電極結(jié)構(gòu)的電容計(jì)算公式由表 3給出。

下面兩種型式的電極裝置特別合適

5. 1.2.2. 1 空氣填充測微計(jì)電極

當(dāng)試樣插人和不插人時(shí)，電容都能調(diào)節(jié)到同一個(gè)值 ，不需進(jìn)行測量系統(tǒng)的電氣校正就能測定電容

率。電極系統(tǒng)中可包括保護(hù)電極

5. 1.2.2.2 流體排出法

在電容率近似等于試樣的電容率，而介質(zhì)損耗因數(shù)可以忽略的一種液體內(nèi)進(jìn)行測量，這種測量與試

樣厚度測量的精度關(guān)系不大。當(dāng)相繼采用兩種流體時(shí)，試樣厚度和電極系統(tǒng)的尺寸可以從計(jì)算公式中

消去

試樣為與試驗(yàn)池電極直徑相同的圓片，或?qū)y微計(jì)電極來說，試樣可以比電極小到足以使邊緣效應(yīng)

忽略不計(jì) 在測微計(jì)電極中，為了忽略邊緣效應(yīng)，試樣直徑約比測微計(jì)電極直徑小兩倍的試樣厚度。

5. 1.2.3 邊緣效應(yīng)

為了避免邊緣效應(yīng)引起電容率的測量誤差，電極系統(tǒng)可加上保護(hù)電極。保護(hù)電極的寬度應(yīng)至少為

兩倍的試樣厚度，保護(hù)電極和主電極之間的間隙應(yīng)比試樣厚度小。假如不能用保護(hù)環(huán)，通常需對邊緣電

容進(jìn)行修正，表 工給出了近似計(jì)算公式 這些公式是經(jīng)驗(yàn)公式，只適用于規(guī)定的幾種特定的試樣形狀

此外，在一個(gè)合適的頻率和溫度下，邊緣電容可采用有保護(hù)環(huán)和無保護(hù)環(huán)的(比較)測量來獲得，用

所得到的邊緣電容修正其他頻率和溫度下的電容也可滿足精度要求

5. 1.3 構(gòu)成電極的材料

5. 1.3. 1 金屬箔電極

用極少量的硅脂或其他合適的低損耗粘合劑將金屬箔貼在試樣上。金屬箔可以是純錫或鉛，也可

以是這些金屬的合金，其厚度為100 pm，也可使用厚度小于10 I' m的鋁箔。但是，鋁箔在較高溫度

下易形成一層電絕緣的氧化膜，這層氧化膜會(huì)影響測量結(jié)果，此時(shí)可使用金箔。

5. 1.3.2 燒熔金屬電極

燒熔金屬電極適用于玻璃、云母和陶瓷等材料，銀是普遍使用的，但是在高溫或高濕下，采

5f. }1k.

3.3 噴鍍金屬電極

鋅或銅電極可以噴鍍在試樣上，它們能直接在粗糙的表面上成膜。這種電極還能噴在布上，因?yàn)樗?/span>

們不穿透非常小的孔眼。

5. 1.3.4 陰極蒸發(fā)或高真空蒸發(fā)金屬電極

假如處理結(jié)果既不改變也不破壞絕緣材料的性能，而且材料承受高真空時(shí)也不過度逸出氣體，則本

方法是可以采用的。這一類電極的邊緣應(yīng)界限分明。

5.1.3.5 汞電極和其他液體金屬電極

把試樣夾在兩塊互相配合好的凹模之間，凹模中充有液體金屬，該液體金屬必須是純凈的。汞電極

不能用于高溫，即使在室溫下用時(shí)，也應(yīng)采取措施，這是因?yàn)樗恼魵馐怯卸镜?/span>

伍德合金和其他低熔點(diǎn)合金能代替汞。但是這些合金通常含有錫,錫象汞一樣，也是毒性元素。這些

合金只有在良好抽風(fēng)的房間或在抽風(fēng)柜中才能用于 100℃以上，且操作人員應(yīng)知道可能產(chǎn)生的健康危害

5.1.3.6 導(dǎo)電漆

無論是氣干或低溫烘干的高電導(dǎo)率的銀漆都可用作電極材料。因?yàn)榇朔N電極是多孔的，可透過濕

氣，能使試樣的條件處理在涂上電極后進(jìn)行，對研究濕度的影響時(shí)特別有用。此種電極的缺點(diǎn)是試樣涂

上銀漆后不能馬上進(jìn)行試驗(yàn)，通常要求 12 h以上的氣干或低溫烘干時(shí)間，以便去除所有的微量溶劑，否

則，溶劑可使電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)增加。同時(shí)應(yīng)注意漆中的溶劑對試樣應(yīng)沒有持久的影響。

要使用刷漆法做到邊緣界限分明的電極較困難，但使用壓板或壓敏材料遮框噴漆可克服此局限。

但在的頻率下，因銀漆電極的電導(dǎo)率會(huì)非常低，此時(shí)則不能使用。

5.1.3.7 石墨

一般不推薦使用石墨，但是有時(shí)候也可采用，特別是在較低的頻率下。石墨的電阻會(huì)引起損耗的顯

著增大，若采用石墨懸浮液制成電極，則石墨還會(huì)穿透試樣。

5.1.4 電極的選擇

5.1.4.1 板狀試樣

考慮下面兩點(diǎn)很重要:

a) 不加電極，測量時(shí)快而方便，并可避免由于試樣和電極間的不良接觸而引起的誤差。

b) 若試樣上是加電極的，由測量試樣厚度 h時(shí)的相對誤差 △h1h所引起的相對電容率的相對誤

差 △。r/:r可由下式得到:

Ef— 試樣浸人所用流體的相對電容率，對于在空氣中的測量則。r等于 to

對于相對電容率為 10以上的無孔材料，可采用沉積金屬電極。對于這些材料，電極應(yīng)覆蓋在試樣

的整個(gè)表面上，并且不用保護(hù)電極。對于相對電容率在 3-10之間的材料，能給出精度的電極是金

屬箔、汞或沉積金屬，選擇這些電極時(shí)要注意適合材料的性能。若厚度的測量能達(dá)到足夠精度時(shí)，試樣

上不加電極的方法方便而更可取。假如有一種合適的流體，它的相對電容率已知或者能很準(zhǔn)確地測出，

則采用流體排出法是。

5. 1.4.2 管狀試樣

對管狀試樣而言，最合適的電極系統(tǒng)將取決于它的電容率、管壁厚度、直徑和所要求的測量精度。

一般情況下，電極系統(tǒng)應(yīng)為一個(gè)內(nèi)電極和一個(gè)稍為窄一些的外電極和外電極兩端的保護(hù)電極組成，外電

極和保護(hù)電極之間的間隙應(yīng)比管壁厚度小 對小直徑和中等直徑的管狀試樣，外表面可加三條箔帶或

沉積金屬帶，中間一條用作為外電極(測量電極)，兩端各有一條用作保護(hù)電極。內(nèi)電極可用汞，沉積金

屬膜或配合較好的金屬芯軸。

高電容率的管狀試樣，其內(nèi)電極和外電極可以伸展到管狀試樣的全部長度上，可以不用保護(hù)電極

大直徑的管狀或圓筒形試樣，其電極系統(tǒng)可以是圓形或矩形的搭接，并且只對管的部分圓周進(jìn)行試

驗(yàn)。這種試樣可按板狀試樣對待，金屬箔、沉積金屬膜或配合較好的金屬芯軸內(nèi)電極與金屬箔或沉積金

屬膜的外電極和保護(hù)電極一起使用。如采用金屬箔做內(nèi)電極，為 了保證電極和試樣之間的良好接觸，需

在管內(nèi)采用一個(gè)彈性的可膨脹的夾具。

對于非常準(zhǔn)確的測量，在厚度的測量能達(dá)到足夠的精度時(shí)，可采用試樣上不加電極的系統(tǒng)。對于相

對電容率 。r不超過 10的管狀試樣，的電極是用金屬箔、汞或沉積金屬膜。相對電容率在 10以

上的管狀試樣，應(yīng)采用沉積金屬膜電極;瓷管上可采用燒熔金屬電極。電極可像帶材一樣包覆在管狀試

樣的全部圓周或部分圓周上。

5.2 液體絕緣材料

5.2. 1 試驗(yàn)池的設(shè)計(jì)

對于低介質(zhì)損耗因數(shù)的待測液體，電極系統(tǒng)最重要的特點(diǎn)是:容易清洗、再裝配(必要時(shí))和灌注液

體時(shí)不移動(dòng)電極的相對位置。此外還應(yīng)注意:液體需要量少，電極材料不影響液體，液體也不影響電極

材料，溫度易于控制 ，端點(diǎn)和接線能適當(dāng)?shù)仄帘?支撐電極的絕緣支架應(yīng)不浸沉在液體中，還有，試驗(yàn)池

不應(yīng)含有太短的爬電距離和尖銳的邊緣 ，否則能影響測量精度

滿足上述要求的試驗(yàn)池見圖2一圖4 電極是不銹鋼的，用硼硅酸鹽玻璃或石英玻璃作絕緣。圖 2

和圖 3所示的試驗(yàn)池也可用作電阻率的測定，IEC 60247;1978對此已詳細(xì)敘述

由于有些液體如氯化物，其介質(zhì)損耗因數(shù)與電極材料有明顯的關(guān)系，不銹鋼電極不總是最合適的

有時(shí)，用鋁和杜拉鋁制成的電極能得到比較穩(wěn)定的結(jié)果。

5.2.2 試驗(yàn)池的準(zhǔn)備

應(yīng)用一種或幾種合適的溶劑來清洗試驗(yàn)池，或用不含有不穩(wěn)定化合物的溶劑多次清洗。可以通過

化學(xué)試驗(yàn)方法檢查其純度，或通過一個(gè)已知的低電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的液體試樣測量的結(jié)果來確定

當(dāng)試驗(yàn)池試驗(yàn)幾種類型的絕緣液體時(shí)，若單獨(dú)使用溶劑不能去除污物，可用一種柔和的擦凈劑和水來清

潔試驗(yàn)池的表面 若使用一系列溶劑清洗時(shí)則最后要用沸點(diǎn)低于 100℃的分析級的石油醚來再次

清洗，或者用任一種對一個(gè)已知低電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的液體測量能給出正確值的溶劑來清洗，并且

這種溶劑在化學(xué)性質(zhì)上與被試液體應(yīng)是相似的。推薦使用下述方法進(jìn)行清洗。

試驗(yàn)池應(yīng)全部拆開，地清洗各部件，用溶劑回流的方法或放在未使用溶劑中攪動(dòng)反復(fù)洗滌方法

均可去除各部件上的溶劑并放在清潔的烘箱中，在 110℃左右的溫度下烘十 30 min

待試驗(yàn)池的各部件冷卻到室溫，再重新裝配起來。池內(nèi)應(yīng)注人一些待試的液體，停幾分鐘后，倒出

此液體再重新倒人待試液體，此時(shí)絕緣支架不應(yīng)被液體弄濕。

在 上述各步驟中，各部件可用干凈的鉤針或鉗子巧妙地處理，以使試驗(yàn)池有效的內(nèi)表面不與手接觸

注 1:在同種質(zhì)量油的常規(guī)試驗(yàn)中，上面所說的清洗步驟可以代之為在每一次試驗(yàn)后用沒有殘留紙屑的千紙簡單地

擦擦試驗(yàn)池。

注2:采用溶劑時(shí)，有些溶劑特別是苯、四抓化碳、甲苯、二甲苯是有毒的，所以要注意防火及毒性對人體的影響，此

外，抓化物溶劑受光作用會(huì)分解。

5.2.3 試驗(yàn)池的校正

當(dāng)需要高精度測定液體電介質(zhì)的相對電容率時(shí)，應(yīng)首先用一種已知相對電容率的校正液體(如苯)

來測定“電極常數(shù)” 。

“電極常數(shù)”C。的確定按式(14):

來計(jì)算液體未知相對電容率EX o

式中:

= Co一 C

_CX一Cg

C

··.··.··.····················?！ぁぁ?。。(16)

Cg— 校正電容;

Co— 空氣中電極裝置的電容;

C— 電極常數(shù);

CX— 電極裝置充有被試液體時(shí)的電容;

Ex— 液體的相對電容率。

假如 Co I C。和 Cx值是在:。是已知的某一相同溫度下測定的，則可求得精度的。x值。

采用上述方法測定液體電介質(zhì)的相對電容率時(shí)，可保證其測得結(jié)果有足夠的精度，因?yàn)樗擞?/span>

于寄生電容或電極間隙數(shù)值的不準(zhǔn)確測量所引起的誤差。

6 測f方法的選擇

測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的方法可分成兩種:零點(diǎn)指示法和諧振法。

6.1 零點(diǎn)指示法適用于頻率不超過50 MHz時(shí)的測量。測量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)可用替代法;也就

是在接人試樣和不接試樣兩種狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路的一個(gè)臂使電橋平衡。通常回路采用西林電橋、變壓器

電橋(也就是互感藕合比例臂電橋)和并聯(lián) T型網(wǎng)絡(luò)。變壓器電橋的優(yōu)點(diǎn):采用保護(hù)電極不需任何外加

附件或過多操作，就可采用保護(hù)電極;它沒有其他網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)。

6.2 諧振法適用于10 kHz一幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)的測量。該方法為替代法測量，常用的是變電抗

法。但該方法不適合采用保護(hù)電極。

注:典型的電橋和電路示例見附錄。附錄中所舉的例子自然是不全面的，敘述電橋和側(cè)量方法報(bào)導(dǎo)見有關(guān)文獻(xiàn)和

該種儀器的原理說明書

7 試驗(yàn)步驟

7. 1 試樣的制備

試樣應(yīng)從固體材料上截取，為了滿足要求，應(yīng)按相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)方法的要求來制備。

應(yīng)精確地測量厚度，使偏差在士(0. 2%士。.005 mm)以內(nèi)，測量點(diǎn)應(yīng)均勻地分布在試樣表面。必要

時(shí)，應(yīng)測其有效面積。

7.2 條件處理

條件處理應(yīng)按相關(guān)規(guī)范規(guī)定進(jìn)行。

7.3 測f

電氣測量按本標(biāo)準(zhǔn)或所使用的儀器(電橋)制造商推薦的標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的方法進(jìn)行。

在 1 MHz或更高頻率下，必須減小接線的電感對測量結(jié)果的影響。此時(shí)，可采用同軸接線系統(tǒng)(見

圖 1所示)，當(dāng)用變電抗法測量時(shí)，應(yīng)提供一個(gè)固定微調(diào)電容器。

8 結(jié)果

8.1 相對電容率 E,

試樣加有保護(hù)電極時(shí)其相對電容率。r可按公式(1)計(jì)算，沒有保護(hù)電極時(shí)試樣的被測電容Cl, 包括

了一個(gè)微小的邊緣電容 Ce，其相對電容率為:

公 式 中:

E,— 相對電容率;

Cl,— 沒有保護(hù)電極時(shí)試樣的電容;

C,— 邊緣電容;

Co—

法向極間電容;

Co和 C。能從表 1計(jì)算得來。

必要時(shí)應(yīng)對試樣的對地電容、開關(guān)觸頭之間的電容及等值串聯(lián)和并聯(lián)電容之間的差值進(jìn)行校正。

測微計(jì)電極間或不接觸電極間被測試樣的相對電容率可按表 2、表 3中相應(yīng)的公式計(jì)算得來。

8.2 介質(zhì)損耗因數(shù) tan8

介質(zhì)損耗因數(shù) tans按照所用的測量裝置給定的公式，根據(jù)測出的數(shù)值來計(jì)算。

8.3 精度要求

在第5章和附錄 A中所規(guī)定的精度是:電容率精度為士1%，介質(zhì)損耗因數(shù)的精度為士(5%士

0.000 5)。這些精度至少取決于三個(gè)因素:即電容和介質(zhì)損耗因數(shù)的實(shí)測精度;所用電極裝置引起的這

些量的校正精度;極間法向真空電容的計(jì)算精度(見表 1).

在較低頻率下，電容的測量精度能達(dá)士(0. 1%士。02 pF)，介質(zhì)損耗因數(shù)的測量精度能達(dá)士(2%士

0.000 05)。在較高頻率下，其誤差增大，電容的測量精度為士(0. 5%士0. 1 pF)，介質(zhì)損耗因數(shù)的測量

精度為士(2%土。.000 2).

對于帶有保護(hù)電極的試樣，其測量精度只考慮極間法向真空電容時(shí)有計(jì)算誤差。但由被保護(hù)電極

和保護(hù)電極之間的間隙太寬而引起的誤差通常大到百分之零點(diǎn)幾，而校正只能計(jì)算到其本身值的百分

之幾。如果試樣厚度的測量能精確到士。.005 mm，則對平均厚度為 1. 6 mm的試樣，其厚度測量誤差

能達(dá)到百分之零點(diǎn)幾。圓形試樣的直徑能測定到士0. 1%的精度，但它是以平方的形式引人誤差的，綜

合這些因素，極間法向真空電容的測量誤差為10.5%e

對表面加有電極的試樣的電容，若采用測微計(jì)電極測量時(shí)，只要試樣直徑比測微計(jì)電極足夠小，則

只需要進(jìn)行極間法向電容的修正。采用其他的一些方法來測量兩電極試樣時(shí)，邊緣電容和對地電容的

計(jì)算將帶來一些誤差，因?yàn)樗鼈兊恼`差都可達(dá)到試樣電容的2%-40%。根據(jù)目前有關(guān)這些電容資料，

計(jì)算邊緣電容的誤差為 10%，計(jì)算對地電容的誤差為25 。因此帶來總的誤差是百分之幾十到百分之

幾。當(dāng)電極不接地時(shí)，對地電容誤差可大大減小。

采用測微計(jì)電極時(shí)，數(shù)量級是。.03的介質(zhì)損耗因數(shù)可測到真值的士0.000 3，數(shù)量級0.000 2的介質(zhì)損耗因數(shù)可測到真值的士。.000 05。介質(zhì)損耗因數(shù)的范圍通常是。.000 1-0. 1，但也可擴(kuò)展到。.1

以上。頻率在10 MH:和20 MHz之間時(shí)，有可能檢測出。.00002的介質(zhì)損耗因數(shù)。1-5的相對電容

率可測到其真值的士20o，該精度不僅受到計(jì)算極間法向真空電容測量精度的限制，也受到測微計(jì)電極

系統(tǒng)誤差的限制。

9 試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)給出下列相關(guān)內(nèi)容:

絕緣材料的型號名稱及種類、供貨形式、取樣方法、試樣的形狀及尺寸和取樣 日期(并注明試樣厚度

和試樣在與電極接觸的表面進(jìn)行處理的情況);

試樣條件處理的方法和處理時(shí)間;

電極裝置類型，若有加在試樣上的電極應(yīng)注明其類型;

測量儀器;

試驗(yàn)時(shí)的溫度和相對濕度以及試樣的溫度;

施加的電壓;

施加的頻率;

相對電容率。r(平均值);

介質(zhì)損耗因數(shù) tans(平均值);

試驗(yàn) 日期 ;

相對電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)值以及由它們計(jì)算得到的值如損耗指數(shù)和損耗角，必要時(shí)，應(yīng)給出與溫

度和頻率的關(guān)系。

試樣的相對電容率:

其 中 

C,— 電極之間被測的電容;

In一一 自然對數(shù);

Ig一一常用對數(shù)

附錄A

(資料性附錄)

儀器

A.1西林電橋

A.1.1概述

西林電橋是測量電容率和介質(zhì)擔(dān)耗因數(shù)的的裝置。它可使用從低于工頻(50 Hz-60 Hz)直至100kHz的頻率范圍,通常測定50 pF~1 000 pF的電容(試樣或被試設(shè)備通常所具有的電容)。

這是一個(gè)四臂回路(圖A.1)。其中兩個(gè)臂主要是電容(未知電容Cx和一個(gè)無損耗電容Cx)。另外兩臂(通常稱之為測量臂)由無感電阻R:和R:組成,電阻R:在未知電容Cx的對邊上,測量臂至少被一個(gè)電容C分流，一般地說，電容C和兩個(gè)電阻R;和R:中的一個(gè)是可調(diào)的。

如果采用電阻R9和(純)電容Cs的申聯(lián)等值回路來表示電容Cx,則圖A.1所示的電橋平衡時(shí)導(dǎo)出

9=c.

.-..…. ... .…. ..- -…-…--------------(A.1)

和tan?g - =C,R。- wC,R:如果電阻R:被一個(gè)電容C分流,則tanò的公式變?yōu)?

--- --- ... ...-...== ...… …**(A, 2 )

tandy= wC;R:-≈C,R:--------. --- .…+…--…-(A. 3 )

50Ha時(shí)的阻抗為60MΩ~3 Mn,在100kHz時(shí)的阻抗為3000 0~1500.頻率為100kHz時(shí),橋的四個(gè)臂容易有相同數(shù)量級的阻抗,而在50Hz-60Hz的頻率范圍內(nèi)則是

由于頻豐范圍的不同,實(shí)際上電橋構(gòu)造會(huì)有明量的不同。例如一個(gè)50 pF~1000 pF的電容在

不可能的。因此,出現(xiàn)了低頻和(相對)高頻兩種不同形式的電橋。

一般為高壓電橋,這不僅是由于靈敏度的緣故,也因?yàn)樵诘皖l下正是高電壓技術(shù)特別對電介質(zhì)損耗關(guān)注的問題，電容臂和測量臂兩者的阻抗大小在數(shù)量級上相差很多,結(jié)果,絕大部分電壓都施加在電容Cx和C上,使電壓分配不平衡。上面給出的電橋平衡條件只是當(dāng)?shù)蛪涸Ω邏涸帘螘r(shí)才成立。同時(shí),屏蔽必須接地,以保證平衡穩(wěn)定。如圖A.2所示。阱蔽與使用被保護(hù)的電容C.和C、是一

A.1.2低頻電橋

致的,這個(gè)保護(hù)對于C來說是的，

由于選擇不同的接地方法,實(shí)際上形成了兩類電橋,

A.1.2.1 帶屏蔽的簡單酉林電橋

橋的B點(diǎn)(在測量臂邊的電源接線端子)與屏蔽相連并接地，

屏蔽能很好地起到防護(hù)高壓邊影響的作用,但是增加了屏蔽與樓到測量臂接線端M和N的各根導(dǎo)線之間電容,此電容承受跨接測量臂兩酶的電壓，這樣會(huì)引人一個(gè)通意使tand的側(cè)量精皮限于9.1%數(shù)量級的誤差,當(dāng)電容C、和Cx不平衡時(shí)尤為顯著。

A.1.2.2 帶瓦格納(Wagner)接地電路的西林電橋

圖A.2示出了使電橋測量臂接線端與屏蔽電位相等的方法。這種方法是通過使用外接輔助橋臂Za.Ze(瓦格納接地電路),并使這兩個(gè)輔助橋臂的中間點(diǎn)P接到屏蔽并接地，調(diào)節(jié)輔助橋臂(實(shí)際為Za)以使在 Z。和Z。上的電壓分別與電橋的電容臂和測量臂兩端的電壓相等。顯然,這個(gè)解決方法包括兩個(gè)橋即主橋AMNB和輔橋AMPB(或ANPB)同時(shí)平衡。通過檢測器從一個(gè)橋轉(zhuǎn)換到另一個(gè)橋逐次地道近平衡面最終達(dá)到二者平衡。用這種方法精度可以提高一個(gè)數(shù)量級,這時(shí),實(shí)際上該精度只決定于電橋元件的精密度。

必須指出，只有當(dāng)電源的兩端可以對地絕緣時(shí)才使用上述特殊的解決方法。如果不可能對地絕緣，

則必須使用更復(fù)雜的裝置(雙屏蔽電橋)

A.1.3 高頻西林電橋

這種電橋通常在中等的電壓下工作，是比較靈活方便的一種電橋;通常電容 CN是可變的(在高壓

電橋中電容 C、通常是固定的)，比較容易采用替代法。

由于不期望電容的影響隨頻率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格納接地線路

A. 1. 4 關(guān)于檢測器的說明

當(dāng)西林電橋的 B點(diǎn)接地時(shí)，必須避免檢測器的不對稱輸人(這在電子設(shè)備中是常有的)。

然而這樣的檢測器只要接地輸人端總是連接于 P點(diǎn)，就能與裝有瓦格納接地線路的電橋一起

使用

A.2 變壓器電橋(電感比例臂電橋)

A. 2. 1 概述

這種電橋的原理比西林電橋簡單。其結(jié)構(gòu)原理見圖 A. 3.

當(dāng)電橋平衡時(shí)，復(fù)電抗 Z、和ZM之間的比值等于電壓矢量U 和U:間的比值。如果電壓矢量的比

值是已知的，便可從已知的 Zx,推導(dǎo)出 Zx。在理想電橋中比例 U, /U:是一個(gè)系數(shù) K，這樣 ZK - KZH

實(shí)際上 ZM的幅角直接給出 ax

變壓器電橋比西林電橋有很大的優(yōu)點(diǎn)，它允許將屏蔽和保護(hù)電極直接接地且不需要附加的輔助

橋臂。

這種電橋可在從工頻到數(shù)十 MHz的頻率范圍內(nèi)使用。比西林電橋使用的頻率范圍寬。由于頻率

范圍的不同，橋的具體結(jié)構(gòu)也不相同

A.2.2 低頻電橋

通常是一個(gè)高壓電橋(更精密，電壓 U，是高壓，U:是中壓)，這種電橋的技術(shù)與變壓器的技術(shù)有關(guān)。

可采用兩類電源:

l 電源電壓直接加到一個(gè)繞組上，另一個(gè)繞組則起變壓器次級繞組的作用。

2) 將電源加到初級繞組上(見圖 A. 3 )，而電橋的兩個(gè)繞組是由兩個(gè)分開的次級線路組成或是由

一個(gè)帶有中間抽頭能使獲得電壓U,和U 的次級繞組組成

與所有的測量變壓器一樣，電橋存在誤差(矢量比U, /U:與其理論值之間的差) 這種誤差隨負(fù)載

而變化

尤其是 U 和 U2之間的相位差，它會(huì)直接影響 tans的測量值。

因此，必須對電橋進(jìn)行校正，這可以用一個(gè)無損耗電容 CN(與在西林電橋中使用的相似)代替 Z、進(jìn)

行。如果 C、與 Cx的值相同.這實(shí)際上是替代法，測試前應(yīng)校正。但由于 C、很少是可調(diào)的，因此負(fù)載

的變化對 Cx不再有效。電橋在恒定負(fù)載下工作是可能的，如圖A.4所示:當(dāng)測量 CN時(shí)，用一個(gè)轉(zhuǎn)換開

關(guān)把 CX接地，反之亦然。這時(shí)對于高壓繞組來說兩個(gè)負(fù)載的總和是恒定的。(嚴(yán)格地說，低壓邊也應(yīng)

該用一個(gè)相似的裝置，但由于連在低壓邊的負(fù)載很小，盡管采用這樣處理很容易，但意義小。)

另外，若用并聯(lián)在電壓 IJ上的一個(gè)純電容 C、校正時(shí)，承受電壓U2的測量阻抗 ZM組成如下:

) 如果 U:和U,是同相的(理想情況)，則用一個(gè)純電容 CM組成。

2) 如果 U:超前 U,，則用一個(gè)電容 C 和一個(gè)電阻 R 組成

3) 如果Ue滯后于U,，則電阻Rte,應(yīng)變成負(fù)的 這就是說，為了重新建立平衡必須在 U,一邊并

人一個(gè)電阻形成電流分量。其實(shí)并不存在適用于高壓的可調(diào)高電阻，因此通常阻性電流分量

是用一個(gè)輔助繞組來獲得的，這個(gè)輔助繞組提供一個(gè)與U,同相的低電壓 U3(圖A. 5 )

注:不可在蛛 匕串接 一個(gè)電阻 因?yàn)槿绻麑㈦娮杞釉陔娙萜骱竺鏁?huì)破壞 C,,測量極和保護(hù)極間的等電位;如果將

電阻接到 C、前面的高壓導(dǎo)線上，則電阻(內(nèi))電流也將包括保護(hù)電路的電流，這就可能無法校正

這些論述同樣適用于上述第二種情況的電阻R} 但在低壓邊容易將三個(gè)電阻R R:和側(cè)以星形聯(lián)接來

得到一個(gè)與電容并聯(lián)的可調(diào)高值電阻。如圖 八.5下面的虛線所示。這時(shí)有

RM一R, +R,+贊

但是，可調(diào)側(cè)量電容 C}必須是純電容性的或已知其損耗低(在西林電橋中的測量電容C:不需滿足這些苛刻要

求)。

A.2.3 高頻電橋

上面的一些敘述也同樣適用于高頻電橋。但由于它不再是一個(gè)高壓電橋，因此承受電壓 U，的臂

能容易地引人可調(diào)元件;替代法在此適用

還應(yīng)指出，帶有分開的初級繞組的電橋允許電源和檢測器互換位置。其平衡與在次級繞組中對應(yīng)

的安匝數(shù)的補(bǔ)償相符

A.2.4 關(guān)于檢測器的說明

由于測量臂的一端接地的，因此不必要使用對稱輸人的檢測器

A.3 并聯(lián) T型網(wǎng)絡(luò)

在并聯(lián) T型網(wǎng)絡(luò)橋路中，從振蕩器經(jīng)過兩個(gè) T形網(wǎng)絡(luò)流向檢測器的兩股電流在檢測器輸人處是大

小相等而方向相反的。在這個(gè)電路中，振蕩器和檢測器都能有一端接地;且在有些可能電路中試樣和用

于平衡的每一個(gè)可變元件也有一端接地。

理如圖 A.7所示。這種電路的平衡條件如下(在開路的 X,X端子之間)。

實(shí)際上是將一個(gè)可變電容器接到 X,X端，且其電容 Cv和它的電導(dǎo)改變了L和RF的表觀值，使電

路達(dá)到平衡;然后再將試樣接到 X,X端，通過調(diào)節(jié)電容 Cv和C*恢復(fù)電橋平衡。

此時(shí) :

試樣電容等于 Cv的減少量 Acv;

試樣的電導(dǎo) G:

3) 試樣的損耗因數(shù) tans;

在 50 kHz到50 MHz的頻率范圍內(nèi)能方便地設(shè)計(jì)這種網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)也容易有效地屏蔽。但其缺

點(diǎn)是平衡隨頻率的變化太靈敏，以致于電源頻率的諧波很不平衡。為了能拓寬頻率范圍，必須改變或換

接電橋元件，在較高頻率下接線和開關(guān)阻抗(若使用開關(guān)時(shí))會(huì)引人很大的誤差。

A. 4 諧振法(Q表法)

諧振法或 Q表法是在 10 kHz到 260 MHz的頻率范圍內(nèi)使用。它的原理是基于在一個(gè)諧振電路

中感應(yīng)一個(gè)已知的弱小電壓時(shí)，測量在該電路出現(xiàn)的電壓。圖 A. 8表示這種電路的常用形式，在線路

中通過一個(gè)共用電阻 R將諧振電路藕合到振蕩器上，也可用其他的禍合方法。

操作程序是在規(guī)定的頻率下將輸人電壓或電流調(diào)節(jié)到一個(gè)已知值，然后調(diào)節(jié)諧振電路達(dá)到大諧

振，觀察此時(shí)的電壓Uo 然后將試樣接到相應(yīng)的接線端上，再調(diào)節(jié)可變電容器使電路重新諧振，觀察新

的電壓 U 的值。

在接人試樣并重新調(diào)節(jié)線路時(shí)，只要R, G<Q 見圖A. 8 )其總電容幾乎保持不變。試樣電容近似于

AC，即是可變電容器電容的變化量

試樣的損耗因數(shù)近似為:

電路中的總電容，包括電壓表以及電感線圈本身的電容;

分別為有無試樣聯(lián)接時(shí)的 Q值 。

測量誤差主要來自兩臺(tái)指示器的標(biāo)定刻度以及在連線中尤其是在可變電容器和試樣的連線中所引

人的阻抗。對于高的損耗因數(shù)值，R, G<< 1的條件可能不成立，此時(shí)上面引出的近似公式不成立。

A.5 變電納法(變電抗法)

圖 1所示的測微計(jì)電極系統(tǒng)是哈特遜(Haztsh。二)改進(jìn)的，被用于消除在高頻下因接線和測量電容

器的串聯(lián)電感和串聯(lián)電阻對測量值產(chǎn)生的誤差。在這樣的系統(tǒng)中，是由于在測微電極中使用了一個(gè)與

試樣連接的同軸回路，不管試樣在不在電路中，電路中的電感和電阻總是相對地保持恒定。夾在兩電極

之間的試樣，其尺寸與電極尺寸相同或小于電極尺寸。除非試樣表面和電極表面磨得很平整，否則在試

樣放到電極系統(tǒng)里之前，必須在試樣上貼一片金屬箔或類似的電極材料。在試樣抽出后，調(diào)節(jié)測微計(jì)電

極，使電極系統(tǒng)得到同樣的電容。

按電容變化仔細(xì)校正測微計(jì)電極系統(tǒng)后，使用時(shí)則不需要校正邊緣電容、對地電容和接線電容。其

缺點(diǎn)是電容校正沒有常規(guī)的可變多層平板電容器那么精密且同樣不能直接讀數(shù)。

在低于 1MHz的頻率下，可忽略接線的串聯(lián)電感和電阻的影響，測微計(jì)電極的電容校正可用與測

微計(jì)電極系統(tǒng)并聯(lián)的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容器的電容來校正

在接和未接試樣時(shí)電容的變化量是通過這個(gè)電容器來測得。

在測微計(jì)電極中，次要的誤差來源于電容校正時(shí)所包含的電極的邊緣電容，此邊緣電容是由于插人

一個(gè)與電極直徑相同的試樣而稍微有所變化。實(shí)際上只要試樣直徑比電極直徑小 2倍試樣厚度，就可

消除這種誤差

首先將試樣放在測微計(jì)電極間并調(diào)節(jié)測量電路參數(shù)。然后取出試樣，調(diào)節(jié)測微計(jì)電極間距或重新

調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)電容器來使電路的總電容回到初始值。

按表 2計(jì)算試樣電容 CP。

損耗因數(shù)為: 式中:

AC— 接人試樣后，在諧振的兩側(cè)當(dāng)檢測器輸人電壓等于諧振電壓的抓習(xí)2時(shí)可變電容器M,

(圖 ”的兩個(gè)電容讀數(shù)之差

AC— 在除去試樣后與上述相同情況下的兩電容讀數(shù)差。

值得注意的是在整個(gè)試驗(yàn)過程中試驗(yàn)頻率應(yīng)保持不變。

注:貼在試樣上的電極的電阻在高頻下會(huì)變得相當(dāng)大，如果試樣不平整或厚度不均勻，將會(huì)引起試樣損耗因數(shù)的明

顯增加。這種變得明顯起來的頻率效應(yīng)，取決于試樣表面的平整度，該頻率也可低到 10 MHz,因此，必須在

10 MHz及更高的頻率下，且沒有貼電極的試樣上做電容的損耗因數(shù)的附加側(cè)量。假設(shè) Cw和 tan丙 為不貼電

極的試樣的電容和損耗因數(shù)，則計(jì)算公式為:

A.6 屏蔽

在一個(gè)線路兩點(diǎn)之間的接地屏蔽，可消除這兩點(diǎn)之間的所有的電容，而被這兩個(gè)點(diǎn)的對地電容所代

替。因此，導(dǎo)線屏蔽和元件屏蔽可任意運(yùn)用在那些各點(diǎn)對地的電容并不重要的線路中;變壓器電橋和帶

有瓦格納接地裝置的西林電橋都是這種類型的電路

從另一方面來說，在采用替代法電橋里，在不管有沒有試樣均保持不變的線路部分是不需要屏

蔽的。

實(shí)際上，在電路中將試樣、檢測器和振蕩器的連線屏蔽起來。并盡可能將儀器封裝在金屬屏蔽里，

可以防止觀察者的身體(可能不是地電位或不固定)與電路元件之間的電容變化。

對于 100 kHz數(shù)量級或更高的頻率，連線應(yīng)可能短而粗，以減小自感和互感;通常在這樣的頻率下

即使一個(gè)很短的導(dǎo)線其阻抗也是相當(dāng)大的，因此若有幾根導(dǎo)線需要連接在一起，則這些導(dǎo)線應(yīng)盡可能的

連接于一點(diǎn)。

如果使用一個(gè)開關(guān)將試樣從電路上脫開，開關(guān)在打開時(shí)它的兩個(gè)觸點(diǎn)之間的電容必須不引人測量

誤差。在三電極測量系統(tǒng)中，要做到這點(diǎn)，可以在兩個(gè)觸點(diǎn)間接人一個(gè)接地屏蔽，或是用兩個(gè)開關(guān)串聯(lián)，

當(dāng)這兩個(gè)開關(guān)打開時(shí)，將它們之間的連線接地，或?qū)⒉唤拥厍姨幱跀嚅_狀態(tài)的電極接地。

A. 7 電橋的振蕩器和檢測器

A. 7. 1 交流電壓源

滿足總諧波分量小于 1%的電壓和電流的任一電壓源。

A. 7. 2 檢測器

下列各類檢測器均可使用，并可以帶一個(gè)放大器以增加靈敏度:

1) 電話(如需要可帶變頻器);

2) 電子電壓表或波分析器;

3) 陰極射線示波器;

4) “電眼”調(diào)節(jié)指示器;

5) 振動(dòng)檢流計(jì)(僅用于低頻)。

在電橋和檢測器中間需加一個(gè)變壓器，用它來匹配阻抗或者因?yàn)殡姌虻囊惠敵龆诵杞拥?/span>

諧波可能會(huì)掩蓋或改變平衡點(diǎn)，調(diào)節(jié)放大器或引人一個(gè)低通濾波器可防止該現(xiàn)象 對測量頻率的

二次諧波有 40 dB的分辨率是合適的