產(chǎn)品概述

在絕緣材料研發(fā)、來料檢驗、成品質(zhì)量管控環(huán)節(jié)中，材料介電性能是評判絕緣介質(zhì)電氣特性的核心指標，其中相對介電常數(shù) ε、介質(zhì)損耗角 D（tanδ）兩項參數(shù)，直接反映材料在交變電場環(huán)境下極化能力與能量損耗水平，廣泛應(yīng)用于電工絕緣、高分子復(fù)合材料、電子封裝基材、薄膜材料、陶瓷介質(zhì)、橡膠絕緣制品等諸多行業(yè)。GDAT?S 介電常數(shù)測試儀，可完成絕緣材料相對介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角的檢測工作，設(shè)備設(shè)計參考 GB/T 1409?2006、ASTM D150、IEC60250 相關(guān)規(guī)范標準，適配行業(yè)主流的材料介電性能檢測方法，能夠滿足實驗室研發(fā)檢測、工廠批量來料篩查、第三方檢測機構(gòu)試樣分析等多種使用場景的測試需求。

整套檢測系統(tǒng)主要由高頻阻抗分析儀主機、介電常數(shù)測試裝置、標準介質(zhì)樣品三大部分構(gòu)成。測試的核心原理依托平板電容器測試結(jié)構(gòu)，將待檢測絕緣樣品夾持放置于平板電容器電極之間，分別采集放置試樣狀態(tài)與空載狀態(tài)下的電容 Cp 讀數(shù)以及損耗 D 數(shù)值，結(jié)合對應(yīng)物理計算公式，換算得出被測材料的相對介電常數(shù)與介質(zhì)損耗角數(shù)值。設(shè)備的工作頻率覆蓋 20Hz～2MHz 區(qū)間，除 1MHz 典型測試點外，可在該頻率區(qū)間內(nèi)完成不同頻率條件下絕緣材料介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角隨頻率變化規(guī)律的檢測分析，便于工作人員掌握材料在不同交變電場頻率下的介電性能表現(xiàn)，為材料配方改良、產(chǎn)品選型、工藝優(yōu)化提供量化測試數(shù)據(jù)支撐。

GB/T1409介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀1MHZ GDAT-S屬于多功能阻抗分析類測試設(shè)備，整機結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，既可以放置在實驗臺桌面開展檢測作業(yè)，也能夠適配標準機柜上架安裝使用，適配不同實驗室空間布局方案。儀器配置 4.3 寸 LCD 顯示屏，搭載中英文兩套操作語言，不同語言使用習慣的操作人員都可以快速熟悉操作流程。設(shè)備內(nèi)置變壓器測試模塊、平衡測試模塊，拓展儀器的應(yīng)用場景，減少實驗室重復(fù)購置儀器的成本投入。設(shè)備配置多類型對外通訊接口，能夠?qū)崿F(xiàn)測試數(shù)據(jù)本地存儲、外接 U 盤導出保存、上位機通訊交互、自動化產(chǎn)線分選對接等功能，適配手動單點測試、多頻點列表掃描測試、自動化批量分選測試等多種作業(yè)模式。

在絕緣材料的實際檢測工作當中，不同類型試樣物理形態(tài)差異較大，有硬質(zhì)板材、陶瓷塊材，也有柔性薄膜、表面存在輕微凹凸不平的試樣，試樣的厚度、直徑規(guī)格也各有區(qū)別。配套的介電常數(shù)測試裝置帶有保護電極結(jié)構(gòu)，可切換接觸電極法、薄膜電極法、非接觸法三種測試模式，針對軟質(zhì)材料、表面平整度不佳試樣、超薄薄膜試樣都可以開展對應(yīng)檢測。測試裝置微分頭可以實現(xiàn) 10μm 調(diào)節(jié)分辨率，能夠精準控制電極之間的間距，降低電極間距引入的測試誤差，保障不同厚度規(guī)格試樣的電極定位精度。搭配不同材質(zhì)的標準介質(zhì)樣品，可定期對整套測試系統(tǒng)進行校驗，維持測試結(jié)果的一致性，標準介質(zhì)樣品可選人工藍寶石、石英玻璃、氧化鋁陶瓷、聚四氟乙烯、環(huán)氧板等材質(zhì)，按照常規(guī)制樣要求加工為 Φ50mm，厚度 1?2mm 規(guī)格，用戶可結(jié)合自身檢測需求選配采購。

設(shè)備阻抗測量單元具備較高的分辨能力，電容 Cp 測量分辨可達 0.00001pF，介質(zhì)損耗 D 值采用 6 位數(shù)字顯示，在開展介電性能換算時，降低原始測量數(shù)據(jù)的分辨力瓶頸，保障介電常數(shù)與介質(zhì)損耗測試結(jié)果的重復(fù)性與檢測準確度。儀器集成 ALC 自動電平調(diào)整功能、信號電平監(jiān)視功能，能夠?qū)敵鰷y試信號電壓、電流進行管控與實時查看；設(shè)備自帶內(nèi)部直流偏置源，也可以對接外接大電流直流偏置源，支持在施加直流偏置條件下開展介電性能測試，模擬部分電子元器件實際直流偏壓工作工況，獲取更貼近實際工況條件的材料介電參數(shù)。儀器支持 10 點列表掃描測試，設(shè)置好對應(yīng)的頻率點之后，儀器可以依次完成各個頻點的測量工作，自動記錄每個頻點對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)，省去人工逐點修改頻率、手動記錄數(shù)據(jù)的操作，提升多頻點對比測試的工作效率。設(shè)備內(nèi)置比較器模塊，支持多檔位分選與計數(shù)，在工廠批量試樣檢測場景，能夠依據(jù)設(shè)定參數(shù)閾值，自動區(qū)分合格、不合格試樣，并且統(tǒng)計檢測總數(shù)量、合格數(shù)量、不合格數(shù)量，適配自動化物料篩查流程。

設(shè)備應(yīng)用領(lǐng)域

GB/T1409介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀1MHZ GDAT-S遵循 GB/T1409?2006 標準相關(guān)測試要求，圍繞絕緣材料介電性能檢測開發(fā)，應(yīng)用場景覆蓋材料科研、工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)檢、第三方檢測等方向。

電工絕緣材料行業(yè)，各類絕緣板材、絕緣橡膠、絕緣浸漬制品、層壓絕緣基材，在高壓電器、低壓配電設(shè)備內(nèi)部作為絕緣隔離部件使用，材料介電常數(shù)、介質(zhì)損耗參數(shù)直接影響電器運行穩(wěn)定性，利用本儀器可以對原料批次、試制樣品開展檢測，監(jiān)控材料介電性能波動情況。

電子材料與電子元器件配套基材行業(yè)，PCB 基材、覆銅板、介質(zhì)薄膜、陶瓷介質(zhì)基片，高頻電子元器件內(nèi)部介質(zhì)材料，對介電損耗指標有著嚴格管控，不同工作頻率之下材料介電參數(shù)會發(fā)生改變，借助儀器 20Hz?2MHz 的頻率覆蓋范圍，可以獲取 1MHz 以及其他頻率點下的介電常數(shù)、損耗數(shù)據(jù)，用于材料選型評估。

高分子新材料研發(fā)領(lǐng)域，改性塑料、復(fù)合高分子絕緣膜、填充改性復(fù)合材料，科研人員通過測試不同配方試樣的介電性能，分析填料種類、填料占比對材料介電特性帶來的改變，輔助配方迭代開發(fā)。

薄膜材料行業(yè)，各類絕緣功能薄膜，試樣厚度薄，部分薄膜質(zhì)地柔軟，配套測試裝置支持薄膜電極法、非接觸法測試模式，可完成薄膜試樣介電性能檢測，評估薄膜產(chǎn)品電氣絕緣性能。

陶瓷介質(zhì)行業(yè)，氧化鋁陶瓷、高頻介質(zhì)陶瓷試樣，硬質(zhì)固體介質(zhì)樣品，可采用接觸電極法完成檢測，獲取材料在交變電場作用之下的極化與損耗數(shù)據(jù)。

第三方檢測實驗室，需要依據(jù) GB/T1409 標準對外出具材料介電性能相關(guān)檢測數(shù)據(jù)，儀器對標國標、美標、IEC 國際標準的相關(guān)技術(shù)要求，多通訊接口便于對接實驗室數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，測試數(shù)據(jù)可導出歸檔，滿足檢測機構(gòu)的數(shù)據(jù)留存管理需求。

院?？蒲袑嶒炇遥咝２牧蠈W院、電氣相關(guān)專業(yè)實驗室，用于教學實驗、課題項目試樣測試，可開展多頻率掃描測試，研究頻率變量對于絕緣介質(zhì)介電特性帶來的影響，設(shè)備中英文界面，適配不同教學場景。

新能源配套絕緣材料行業(yè)，儲能設(shè)備、新能源電氣設(shè)備內(nèi)部使用的各類絕緣墊片、絕緣封裝材料，在交變電場疊加直流偏置工況下工作，儀器自帶直流偏置源，能夠模擬該類工況，完成偏置條件下介電性能檢測，評估材料在實際使用工況中的表現(xiàn)。

檢測工作原理說明

整套儀器分為阻抗分析儀主機與介電常數(shù)測試夾具裝置兩個核心單元，主機作為測量指示單元，平板電容器式測試夾具作為試樣承載單元。

固體絕緣材料的相對介電常數(shù)物理含義，是相同電場條件之下，介質(zhì)填充電容器的電容量和真空狀態(tài)下電容器電容量二者的比值。開展測試作業(yè)時分為兩次基礎(chǔ)測量：夾具電極之間不放置被測樣品，采集空載狀態(tài)下夾具的電容 Cp0 以及空載損耗 D0；第二次，將制備合格的被測固體絕緣試樣夾持于上下電極之間，保證試樣和電極貼合良好，采集放置樣品后的電容 Cp1 以及損耗 D1。將兩組原始阻抗測量數(shù)據(jù)代入 GB/T1409 標準對應(yīng)的計算公式，就能夠計算得到試樣的相對介電常數(shù) ε 與介質(zhì)損耗角 D（tanδ）。

實際測試過程會存在邊緣電容帶來的測量干擾，所以配套的測試裝置設(shè)置保護電極結(jié)構(gòu)，保護電極可以消除試樣邊緣效應(yīng)造成的測量偏差，提升固體板材、圓片試樣的測試準確度。針對不同類型試樣，可切換三種測試模式。接觸電極法：試樣上下表面直接和測試電極緊密接觸，適合表面平整、硬度較高的固體板材、陶瓷圓片試樣；薄膜電極法，針對薄膜類試樣，可在薄膜表面蒸鍍導電電極，再放置于夾具中開展檢測，降低薄膜和電極之間接觸間隙引入的誤差；非接觸法，電極和樣品之間保留微小空氣間隙，適合表面不夠平整，無法和電極緊密貼合的硬質(zhì)試樣，通過間隙補償算法完成介電參數(shù)換算。

開展測試之前，需要完成儀器校準流程，儀器支持開路清零、短路清零，點頻校準以及掃頻校準、負載校準。開路短路校準用于抵消測試夾具、測試線纜自身寄生參數(shù)帶來的系統(tǒng)誤差，掃頻校準可以在掃描測試全頻率范圍內(nèi)修正系統(tǒng)偏差，負載校準可以利用標準介質(zhì)樣品完成整套測試系統(tǒng)的校驗，校準完成之后再開展試樣測量，保障測試數(shù)據(jù)可靠性。測試線纜長度設(shè)定為 1m，使用過程中，線纜盡量避免彎折擠壓，減少線纜參數(shù)漂移帶來的影響。

儀器輸出阻抗支持多檔位可選，不同輸出阻抗檔位適配不同阻抗區(qū)間的被測對象；測量等效模型可以選擇串聯(lián)等效或者并聯(lián)等效模式，固體絕緣介質(zhì)材料大多選用并聯(lián)等效模式，操作人員可以按照被測材料阻抗特性切換等效方式。量程模式分為自動量程與保持量程，自動量程模式下儀器會自主選擇適配的測量量程，簡化操作；保持量程模式固定使用指定量程，適合同一批次大量同類型樣品連續(xù)測試。

儀器的顯示模式包含直讀、Δ 差值、Δ% 百分比差值三種。直讀模式直接輸出被測對象的實測數(shù)值；Δ 差值模式可以設(shè)置基準參考值，儀器直接輸出實測值與基準參考值之間的差值；Δ% 百分比模式輸出實測相對基準參考的百分比偏差，適合對比試樣和標準樣品之間參數(shù)差異。

儀器的觸發(fā)模式分為內(nèi)部觸發(fā)、手動觸發(fā)、外部觸發(fā)、總線觸發(fā)。內(nèi)部觸發(fā)模式儀器自動循環(huán)完成測量，適合常規(guī)手動檢測；手動觸發(fā)，操作人員按下按鍵之后執(zhí)行單次測量；外部觸發(fā)可以接收外部設(shè)備電平信號，收到信號后啟動測量，用于自動化產(chǎn)線；總線觸發(fā)依靠通訊總線下發(fā)測量指令，適配電腦上位機軟件遠程控制儀器完成測試。

測試信號電平，儀器可以輸出對應(yīng)幅值交流測試信號，不同頻率區(qū)間，輸出信號幅值范圍存在區(qū)別。f≤1MHz 條件下，測試信號幅值范圍 10mV～5V；f＞1MHz 條件，測試信號幅值范圍 10mV～1V，信號輸出存在對應(yīng)的誤差容限。ALC 自動電平調(diào)整功能開啟后，儀器會自動閉環(huán)調(diào)節(jié)輸出信號，維持電極兩端測試信號電平穩(wěn)定，即便被測樣品阻抗發(fā)生變化，也可以保證施加在樣品上的交流測試信號幅值保持設(shè)定數(shù)值；V、I 信號電平監(jiān)視功能，操作人員可以實時查看儀器實際輸出電壓、電流的數(shù)值，確認施加到試樣的測試信號是否處于預(yù)期范圍。

直流偏置源分為電壓模式與電流模式，電壓模式輸出范圍?5V～+5V，步進 1mV；電流模式輸出?100mA～+100mA，內(nèi)阻 50Ω，步進 20uA。當被測樣品需要疊加直流偏置開展測試，可啟用儀器內(nèi)置直流偏置源，對于需要更大偏置輸出能力的測試場景，可外接大電流直流偏置源，擴展偏置能力。

儀器內(nèi)部比較器分選功能，操作人員設(shè)置測量參數(shù)上下限閾值，當完成樣品測量，儀器會自動比對實測數(shù)據(jù)和閾值區(qū)間，輸出判定結(jié)果，同時完成計數(shù)統(tǒng)計，適合大批量樣品快速篩查。儀器本地存儲器可以保存 20 組完整儀器設(shè)置參數(shù)，包括頻率、信號電平、偏置、量程、掃描列表等配置，后續(xù)測試同一類樣品時，直接調(diào)取保存的參數(shù)組，不用逐項重新設(shè)置，節(jié)約重復(fù)配置時間；同時測量數(shù)據(jù)可以保存在儀器本地，也可以插入 U 盤，將測試數(shù)據(jù)導出存儲，U 盤支持 FAT16、FAT32 文件系統(tǒng)格式。

完整性能參數(shù)

ε 和 D 性能： 固體絕緣材料測試頻率 20Hz～2MHz 的 ε 和 D 變化的測試。 ε 和 D 測量范圍：ε：1～10?，D：0.1～0.00005， ε 和 D 測量精度（10kHz）：ε：±2% ， D：±5%±0.0001。

測試參數(shù) :C, L, R,Z,Y,X,B, G, D, Q, θ,DCR

測試頻率 :20 Hz～2MHz,10mHz 步進

測試信號電平 :f≤1MHz 10mV～5V,±（10%+10mV） f>1MHz 10mV～1V,±（20%+10mV)

輸出阻抗：10Ω, 30Ω, 50Ω, 100Ω

基本準確度；0.1%

顯示范圍 : L 0.0001 uH ～ 9.9999kH C :0.0001 pF ～ 9.9999F R,X,Z,DCR :0.0001 Ω ～ 99.999 MΩ Y, B, G 0.0001 nS ～ 99.999 S D :0.0001 ～ 9.9999 Q :0.0001 ～ 99999 θ :-179.99°～ 179.99°

測量速度；快速: 200 次 /s（f﹥30kHz） ,100 次 /s（f﹥1kHz） 中速: 25 次 /s, 慢速: 5 次 /s

校準功能：開路 / 短路點頻、掃頻清零，負載校準

等效方式：串聯(lián)方式，并聯(lián)方式

量程方式：自動，保持

顯示方式：直讀，Δ, Δ%

觸發(fā)方式：內(nèi)部，手動，外部，總線

內(nèi)部直流偏置源：電壓模式 - 5V ～ +5V, ±(10%+10mV), 1mV 步進 電流模式（內(nèi)阻為 50Ω）-100mA ～ +100mA, ±(10%+0.2mA),20uA 步進

比較器功能：10 檔分選及計數(shù)功能

顯示器；320×240 點陣圖形 LCD 顯示

存儲器：可保存 20 組儀器設(shè)定值

接口 :USB DEVICE (USBTMC and USBCDC support) USB HOST (FAT16 and FAT32 support) LAN (LXI class C support) RS232C HANDLER GPIB（選件）

工作頻率范圍：20Hz～2MHz 數(shù)字合成，精度：±0.02%

電容測量范圍：0.00001pF～9.99999F 六位數(shù)顯

電容測量基本誤差：±0.05%

損耗因素 D 值范圍：0.00001～9.99999 六位數(shù)顯

介電常數(shù)測試裝置（含保護電極）：可對直徑 φ10～56mm，厚度 < 10mm 的試樣精確測量。 支持接觸電極法，薄膜電極法和非接觸法三種測試模式，適配軟材料，表面不平整和薄膜試樣測試。 微分頭分辨率：10μm 耐壓：±42Vp（AC+DC） 電纜長度設(shè)置：1m 適用頻率：30MHz

高頻介質(zhì)樣品（選購件）：高頻標準介質(zhì)樣品，可選用人工藍寶石，石英玻璃， 氧化鋁陶瓷，聚四氟乙烯，環(huán)氧板等材料，加工為 Φ50mm，厚 1～2mm 測試樣品，用于測試裝置校驗，保障測試裝置的重復(fù)性和準確性。

試樣制備與測試操作指引

想要獲得穩(wěn)定可靠的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗測試結(jié)果，除儀器設(shè)備本身性能之外，試樣制備工作、操作流程、環(huán)境條件都會對最終測試數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，結(jié)合 GB/T1409?2006 標準的相關(guān)要求，對試樣處理與操作流程做詳細說明。

試樣制備要求

試樣外形，固體圓片試樣直徑需要處于 φ10?56mm 區(qū)間，厚度小于 10mm。試樣厚度不宜過大，厚度數(shù)值過大會降低測試信號響應(yīng)；厚度也不宜過薄，太薄的試樣容易發(fā)生形變，還會增加電極間隙帶來的相對誤差。試樣表面需要盡量保持平整潔凈，表面不能有裂紋、孔洞、明顯劃痕、油污、灰塵。油污、灰塵附著在試樣表面，會改變試樣表面接觸狀態(tài)，引入額外介質(zhì)層，造成介電損耗測試結(jié)果偏大。硬質(zhì)板材試樣，如果表面存在毛刺，需要做打磨處理；薄膜試樣，需要保證試樣無褶皺、無破口。

部分絕緣材料容易吸附空氣中水汽，水分會明顯改變介電常數(shù)和介質(zhì)損耗數(shù)值，吸濕后的樣品測試損耗會明顯上升。針對容易吸潮的試樣，按照材料規(guī)范做烘干處理，烘干完成之后放置干燥器皿冷卻，再拿取開展測試；測試環(huán)境盡量控制溫濕度，環(huán)境濕度不宜過高，減少試樣在空氣中暴露吸潮的時間。

如果選用薄膜電極法，需要在試樣兩個主表面制備導電電極，電極材料選用不會和試樣發(fā)生化學反應(yīng)的導電層，電極的尺寸、邊緣處理參照標準規(guī)范，電極邊緣盡量平滑，減少電極邊緣毛刺帶來邊緣效應(yīng)加劇。非接觸法測試，需要精確記錄空氣間隙厚度參數(shù)，儀器軟件需要錄入間隙厚度，用于介電常數(shù)換算計算。

標準介質(zhì)樣品，作為校驗器具，要妥善存放，避免磕碰劃傷樣品表面，表面沾染污物要按照對應(yīng)材質(zhì)清潔方法清理，標準樣品長期使用出現(xiàn)磨損之后需要重新更換，保證校驗工作有效。

測試操作完整流程

1. 儀器開機預(yù)熱：接通電源之后開啟主機，按照儀器說明完成預(yù)熱，電子測量儀器經(jīng)過預(yù)熱，內(nèi)部電路工作狀態(tài)趨于穩(wěn)定，降低溫漂帶來的測量波動；配套測試夾具同樣放置于測試環(huán)境，和環(huán)境溫度保持一致。

2. 確認硬件連接：檢查阻抗分析儀主機與介電常數(shù)測試裝置之間測試線纜連接狀態(tài)，確認線纜接頭擰緊，無松動；如果要使用內(nèi)部直流偏置源，確認偏置相關(guān)設(shè)置；如需外接直流偏置源，確認外部設(shè)備接線無誤。

3. 執(zhí)行系統(tǒng)校準：把夾具上下電極開路，執(zhí)行開路清零；將上下電極直接可靠短接，執(zhí)行短路清零。如果需要掃頻測試，執(zhí)行掃頻校準；需要做系統(tǒng)校驗，放置標準介質(zhì)樣品執(zhí)行負載校準。校準完成之后，不要隨意挪動測試線纜位置，挪動線纜會改變線纜寄生參數(shù)，需要重新校準。

4. 設(shè)置儀器測試參數(shù)：設(shè)置測試頻率，1MHz 為常用測試點，多頻點測試可以啟用列表掃描功能，錄入各個需要測試的頻率；設(shè)置交流測試信號電平，按照材料測試規(guī)范選擇電壓幅值，信號電壓不能過高，避免試樣出現(xiàn)局部電場擊穿；選擇輸出阻抗檔位，確定串聯(lián)或者并聯(lián)等效模式；量程選擇自動或者保持；設(shè)置觸發(fā)模式，普通實驗室檢測選擇內(nèi)部觸發(fā)；需要直流偏置，設(shè)置對應(yīng)偏置電壓或者電流。

5. 放置被測試樣：打開夾具，把制備完成的試樣平穩(wěn)放置于下電極中心位置，保證試樣居中，閉合上電極。接觸電極模式下，調(diào)節(jié)微分頭，讓上下電極和試樣表面適度壓緊，壓力保持均衡，壓力不宜過大，防止薄試樣發(fā)生擠壓形變；非接觸模式，設(shè)置對應(yīng)空氣間隙數(shù)值。

6. 啟動測量讀取數(shù)據(jù)：觸發(fā)儀器執(zhí)行測量，主機屏幕上讀取原始 Cp 電容數(shù)值、D 損耗數(shù)值，儀器內(nèi)部完成換算輸出相對介電常數(shù) ε、介質(zhì)損耗 D 結(jié)果。列表掃描模式，儀器依次遍歷設(shè)置好的全部頻點，存儲每個頻點對應(yīng)測試結(jié)果。

7. 數(shù)據(jù)保存記錄：單次測試數(shù)據(jù)可以直接屏幕記錄，批量測試可把數(shù)據(jù)保存儀器本地，或者插入 U 盤導出全部測試記錄；使用上位機軟件，可通過 LAN、USB、RS232 通訊接口，把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X，完成數(shù)據(jù)歸檔保存。

8. 更換試樣繼續(xù)測試：取出已經(jīng)完成測試的試樣，放入下一個試樣；如果試樣材質(zhì)、厚度發(fā)生很大變化，建議復(fù)核一次校準狀態(tài)；全部樣品測試結(jié)束，關(guān)閉測試信號輸出，關(guān)閉儀器電源，整理夾具，清理電極表面殘留灰塵碎屑。

測試過程干擾因素說明

環(huán)境溫濕度，溫度改變絕緣材料本身介電特性，濕度帶來試樣吸水，測試的時候盡量記錄測試環(huán)境溫度濕度，便于后續(xù)數(shù)據(jù)復(fù)現(xiàn)對比； 電極表面狀態(tài)：測試夾具電極表面如果氧化、附著粉塵碎屑，會造成接觸不良，需要定期清潔電極表面； 線纜擾動：測試線纜彎折、拉扯，寄生電容電感會發(fā)生變化，校準之后盡量不要移動線纜； 外部電磁干擾：盡量遠離大功率工頻設(shè)備，強電磁干擾環(huán)境會引入噪聲，造成 D 損耗讀數(shù)波動偏大； 試樣邊緣效應(yīng)：使用配套帶保護電極的測試裝置，能夠抑制邊緣效應(yīng)；不使用保護電極情況下，圓片試樣電極直徑要小于試樣直徑。

設(shè)備接口與數(shù)據(jù)交互介紹

儀器配備多種硬件接口，覆蓋本地人機交互、數(shù)據(jù)存儲、計算機通訊、自動化產(chǎn)線對接等不同用途。

USB 接口分為 DEVICE 設(shè)備端和 HOST 主機端。USB DEVICE 支持 USBTMC、USBCDC 協(xié)議，電腦通過 USB 線纜連接儀器，可實現(xiàn)虛擬串口通訊、儀器 USB 儀器類協(xié)議通訊，電腦軟件下發(fā)指令設(shè)置儀器參數(shù)，讀取測量數(shù)據(jù)。USB HOST 可以插入 U 盤，U 盤文件系統(tǒng)支持 FAT16 以及 FAT32，測量的測試結(jié)果、儀器配置參數(shù)，直接存儲到 U 盤，U 盤拔下之后，可在電腦打開文檔讀取測試記錄，不需要專用軟件就可以查看導出的測試數(shù)據(jù)，方便實驗室記錄歸檔。

LAN 接口支持 LXI class C 標準，接入局域網(wǎng)之后，同一局域網(wǎng)內(nèi)的電腦，通過網(wǎng)絡(luò)和儀器建立通訊，遠距離控制儀器，讀取測量數(shù)據(jù)，適合多臺儀器組網(wǎng)、實驗室局域網(wǎng)集中管控測試設(shè)備。RS232C 串口，傳統(tǒng)串口通訊接口，適配老舊工控設(shè)備、工控電腦串口，實現(xiàn)參數(shù)控制、數(shù)據(jù)回讀。HANDLER 接口，面向自動化分選設(shè)備，輸出測量判定 IO 信號，可以對接自動化流水線，完成樣品自動上下料之后的測量、合格與否信號輸出，用于工廠自動化產(chǎn)線檢測工位。GPIB 接口屬于選購配置，對于已有 GPIB 總線測試系統(tǒng)的用戶，可選購該接口，接入 GPIB 總線測試平臺。

利用通訊接口可以實現(xiàn)的工作場景：電腦上位機軟件設(shè)置測試頻率、信號電平、掃描列表，遠程啟動測量，實時獲取每一次的測量原始參數(shù)以及換算后的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗數(shù)值，將數(shù)據(jù)存入電腦數(shù)據(jù)庫，自動生成測試記錄表；多臺儀器通過 LAN 組網(wǎng)，一臺電腦集中獲取多臺測試儀數(shù)據(jù)；HANDLER 接口輸出 PASS/FAIL 電平信號，對接流水線 PLC，完成不合格品剔除流程。

儀器本地存儲器內(nèi)部可以存儲 20 組完整儀器配置。日常檢測不同種類材料，每一類材料對應(yīng)一套參數(shù)，設(shè)置完成之后保存一組配置編號；后續(xù)再測試該類材料，直接調(diào)取該編號配置，儀器自動恢復(fù)頻率、信號電平、偏置、掃描列表、分選閾值全部參數(shù)，減少重復(fù)輸入?yún)?shù)的工作量，降低人工設(shè)置參數(shù)帶來操作失誤概率。

4.3 寸 320×240 點陣 LCD 圖形顯示屏，作為人機交互窗口，屏幕上面同時顯示測量參數(shù)數(shù)值、設(shè)置狀態(tài)、分選判定結(jié)果，中英文兩套界面，操作人員可以在系統(tǒng)設(shè)置中切換語言。儀器面板按鍵旋鈕，用于參數(shù)修改、菜單切換、確認操作，人機交互邏輯簡單，經(jīng)過簡短培訓之后操作人員就可以獨立完成常規(guī)檢測工作。

標準介質(zhì)樣品的作用與選配

標準介質(zhì)樣品屬于選購配件，整套介電常數(shù)測試系統(tǒng)，包含阻抗分析儀主機、測試夾具，但是夾具電極、測試線纜隨著使用時間推移，會產(chǎn)生微小的參數(shù)偏移；不同操作人員安裝夾具，線纜接頭擰緊程度也存在差異，會帶來系統(tǒng)誤差。高頻標準介質(zhì)樣品，就是用來定期校驗整套測試系統(tǒng)，確認儀器?夾具組合之后測試結(jié)果是否處于合理區(qū)間。

標準介質(zhì)樣品選用的材料，自身介電性能穩(wěn)定，溫度系數(shù)小，不易吸潮，經(jīng)過計量標定，在指定頻率下?lián)碛幸阎臉藴式殡姵?shù)、標準介質(zhì)損耗數(shù)值?？晒┻x擇的材質(zhì)包含人工藍寶石、石英玻璃、氧化鋁陶瓷、聚四氟乙烯、環(huán)氧板等，統(tǒng)一加工為 Φ50mm，厚度 1?2mm 規(guī)格，適配測試夾具的電極尺寸。

校驗操作流程：完成儀器開路短路校準之后，將標定完成的標準介質(zhì)樣品放置在夾具中，執(zhí)行測試，讀出儀器實測的介電常數(shù)、D 損耗數(shù)值，對比樣品證書上的標準標定值。當實測數(shù)值和證書標稱數(shù)值偏差在允許范圍之內(nèi)，代表整套測試系統(tǒng)工作狀態(tài)正常；如果偏差超出允許區(qū)間，需要重新檢查線纜連接狀態(tài)，重新執(zhí)行開路短路校準，再次復(fù)測；復(fù)測依舊偏差過大，需要排查夾具電極表面是否污染，線纜是否出現(xiàn)損壞。

不同材質(zhì)標準樣品適用的側(cè)重點不一樣，聚四氟乙烯介質(zhì)損耗數(shù)值低，適合校驗低損耗材料的測試能力；氧化鋁陶瓷介電常數(shù)數(shù)值相對更高，適合中等介電常數(shù)區(qū)間校驗；石英玻璃、人工藍寶石性能穩(wěn)定，長期時間內(nèi)參數(shù)漂移小，適合作為長期校驗標準件。用戶可以結(jié)合自己日常測試樣品的介電常數(shù)、損耗大致區(qū)間，選擇對應(yīng)材質(zhì)的標準介質(zhì)樣品。

標準樣品日常維護方面，存放環(huán)境保持干燥潔凈，不要摔落撞擊，避免樣品表面產(chǎn)生劃痕；拿取盡量佩戴手套，防止手上油脂沾污樣品表面；表面出現(xiàn)污漬，按照材質(zhì)要求清潔，禁止使用會腐蝕樣品的溶劑；標準介質(zhì)樣品也具備使用壽命，使用年限久之后，需要重新送計量機構(gòu)標定或者更換全新標準樣品。

儀器維護保養(yǎng)與故障排查建議

良好的維護保養(yǎng)，能夠維持儀器測試準確度，延長設(shè)備使用壽命，降低故障發(fā)生概率。

主機部分，儀器工作環(huán)境要保持干燥通風，環(huán)境不要存在腐蝕性氣體、大量粉塵；避免液體潑濺至儀器面板、接口區(qū)域。設(shè)備長期不使用，斷開電源，給儀器蓋上防塵罩。面板顯示屏避免硬物刮擦，清潔面板使用柔軟無塵布料擦拭，不使用強腐蝕性溶劑。不要頻繁快速開關(guān)機，關(guān)機之后等待片刻再重新上電。儀器接口，USB、LAN、RS232、HANDLER 接口插拔接頭動作輕柔，防止接口物理損壞；接口出現(xiàn)灰塵，斷電狀態(tài)下使用干燥毛刷清理。

介電常數(shù)測試裝置夾具維護，測試電極是核心精密部件，禁止硬物磕碰電極平面，電極表面劃傷會直接影響測試接觸效果，帶來數(shù)據(jù)波動。每次測試完成之后，及時清理電極表面殘留試樣碎屑、粉塵。如果電極表面輕微氧化，按照設(shè)備說明做清潔處理；微分頭屬于精密調(diào)節(jié)部件，轉(zhuǎn)動微分頭力度輕柔，不要用力擰死，防止微分頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞；定期確認微分頭調(diào)節(jié)分辨率，保證間距調(diào)節(jié)準確。測試線纜，不要大力彎折、踩踏線纜，線纜接頭保持潔凈，接頭螺紋擰緊適度，不要暴力擰動。

日常簡單現(xiàn)象排查：

1. 測試的電容、介電常數(shù)讀數(shù)跳動大，重復(fù)性差。優(yōu)先確認：夾具電極表面是否臟污；線纜接頭有沒有擰緊；校準有沒有完成，校準之后有沒有移動線纜；試樣和電極接觸狀態(tài)；環(huán)境是否存在大功率設(shè)備電磁干擾。

2. 介質(zhì)損耗 D 測試結(jié)果整體偏大。排查試樣是否吸水受潮；電極表面污染；夾具未做開路短路校準；測試線纜損壞；試樣表面存在油污。

3. 通訊接口無法和電腦建立通訊。核對通訊參數(shù)，波特率、IP 地址、協(xié)議模式；檢查通訊線纜；確認儀器接口模式設(shè)置正確；確認電腦驅(qū)動已經(jīng)完成安裝。

4. U 盤無法識別讀取。確認 U 盤文件系統(tǒng)為 FAT16 或者 FAT32，U 盤容量不宜過大，嘗試更換 U 盤測試。

5. 直流偏置源輸出異常。核對偏置源設(shè)置參數(shù)，確認偏置功能已經(jīng)開啟，檢查接線，確認負載沒有出現(xiàn)短路情況。

當遇到無法自行處理的異常現(xiàn)象，不要私自拆開儀器外殼，內(nèi)部存在高壓電路，同時拆機也會破壞儀器已完成的計量校準狀態(tài)，應(yīng)當聯(lián)系技術(shù)支持人員開展檢修。儀器建議按照周期做計量校驗，保障檢測結(jié)果合規(guī)，滿足研發(fā)、質(zhì)檢、第三方檢測的使用要求。

不同測試方法適用試樣總結(jié)

注：以上表格僅為便于閱讀區(qū)分三種測試模式，設(shè)備本體輸出無表格形式，實際儀器操作依靠菜單選擇測試模式。

在開展測試方案選型的時候，優(yōu)先選擇接觸電極法，操作流程簡單，引入誤差來源少；當樣品表面平整度不足，接觸無法達到理想狀態(tài)，再選用非接觸法；超薄薄膜試樣優(yōu)先選用薄膜電極法。同一種材料，如果條件允許，可對比兩種測試模式下測試結(jié)果，評估間隙、接觸帶來的數(shù)據(jù)差異。

總結(jié)

GDAT?S 介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀，參考 GB/T1409?2006、ASTM D150、IEC60250 相關(guān)規(guī)范，頻率覆蓋 20Hz?2MHz，可完成 1MHz 及其他頻率點絕緣材料相對介電常數(shù) ε、介質(zhì)損耗角 D（tanδ）檢測。整套系統(tǒng)由阻抗分析儀主機、介電常數(shù)測試裝置、標準介質(zhì)樣品組成。夾具具備保護電極，支持接觸電極法、薄膜電極法、非接觸法，適配硬質(zhì)板材、陶瓷、柔性薄膜、表面不平整等多種形態(tài)試樣。儀器具備開路短路掃頻校準、直流偏置、列表掃描、分選計數(shù)、多類型通訊接口、U 盤存儲導出等功能，適配科研實驗室、工廠質(zhì)檢、第三方檢測機構(gòu)等不同使用場景。

想要得到穩(wěn)定的檢測結(jié)果，除儀器本身能力，試樣制備、環(huán)境溫濕度、校準流程、夾具維護都起到關(guān)鍵作用。操作人員需要熟悉測試原理，做好試樣處理，規(guī)范完成儀器校準流程，根據(jù)試樣形態(tài)選用對應(yīng)的測試模式，規(guī)范保存原始測試數(shù)據(jù)。選配對應(yīng)材質(zhì)的標準介質(zhì)樣品，可以定期校驗整套測試系統(tǒng)，保障測試結(jié)果的一致性。在設(shè)備使用期間，按照要求做好主機、測試夾具、測試線纜的維護保養(yǎng)，及時排查簡單異?，F(xiàn)象，保障儀器長期穩(wěn)定運行，為絕緣材料研發(fā)、質(zhì)量管控提供可靠的介電性能測試數(shù)據(jù)支撐。