塑料的介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)測試

1、塑料的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)測試一、 測試目的（1） 了解塑料介電常數(shù)和介電損耗測定的意義和基本概念，影響塑料介電常數(shù)和介電損耗的影響因素。（2） 熟悉高阻計測試儀器的使用與維護(hù)，了解其結(jié)構(gòu)原理（3） 按標(biāo)準(zhǔn)方法測試塑料的介電常數(shù)和介電損耗二、 測試原理測量塑料的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)通常把試樣看成一個有損耗的電容器，采用并聯(lián)或串聯(lián)形式的等效電路連接交流電路中，如下圖所示。按照串聯(lián)等效電路與并聯(lián)等效電路損耗功率相等及彼此等值的原理有如下關(guān)系：(a) 并聯(lián)等效電路：tan=1CP RP (b) 串聯(lián)等效電路：tan=RSCS式中 角頻率 RP、RS分別為并、串聯(lián)等效電阻 CP 、CS分別為并、串

2、聯(lián)等效電容測試方法有諧振法和零點(diǎn)指示法兩種。諧振法適用于10kHz幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)的測量，兩點(diǎn)指示法適用于頻率不超過50MHz時的測量。1. 諧振法的原理是基于在一個諧振電路中感應(yīng)一個已知的弱小電壓時，測量在該電路出現(xiàn)的電壓，最常見的是Q表，適用于10kHz幾百M(fèi)Hz的頻率范圍內(nèi)的測量。在線路中通過一個共用電阻R將諧振電路耦合到振蕩器上。在規(guī)定的頻率下將電壓或電流調(diào)節(jié)到一個已知值，調(diào)節(jié)諧振電路達(dá)到最大諧振，觀察此時的電壓U0。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值。在接入試樣并重新調(diào)節(jié)線路時，只要RL，G<<L，其總電容幾乎不變。試樣電

3、容近似G。試樣的損耗因數(shù)近似為：tan=C1G(1Q1-1Q0)式中，C為電路中的電容。Q1，Q0為有無試樣時的Q值2. 電橋平衡原理´ 電橋平衡原理測試介電常數(shù)和介電損耗因數(shù)的電路有西林電橋。´ 其中兩個臂是一個未知電容Cx和一個無損耗電容Cn,另外兩臂（測量臂）由無感電阻R1和R2組成。電阻R1在未知電容Cx的對邊上，測量臂被一個電容C1 分流。電容C1和兩個電阻R1和R2中的一個可調(diào)的。´ 變壓器電橋電路´ 當(dāng)電橋平衡時，復(fù)電抗Zx和Zm之間的比值等于電壓矢量U1和U2間的比值。如果電壓矢量的比值是已知的，便可從已知的Zm,推導(dǎo)出Zx。在理想電橋中

4、比例U1/U2是一個系數(shù)K，則： Zx=KZm實(shí)際上Zm的幅角直接給出x三、 測試儀器與試樣試樣要求：（1）測試塑料介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因數(shù)多采用板狀或管狀試樣。一般是從固體材料上截取，要求表面應(yīng)平整、均勻，厚度均勻度在±1內(nèi)；無裂紋、氣泡和機(jī)械雜質(zhì)等缺陷。試樣數(shù)量不少于3個。（2）試樣厚度應(yīng)根據(jù)試樣的制備方法和各點(diǎn)間厚度的變化選取，一般應(yīng)滿足測量所需的精確度。對1%的精確度來講，1.5mm的厚度就足夠了，但對于更高精確度測試，應(yīng)采取較厚的試樣，例如612mm。（3）試驗(yàn)前，試樣應(yīng)按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行預(yù)處理，并用蘸有溶劑（可用無水乙醇）的綢布擦洗試樣。測試儀器：介電常數(shù)測試儀或高頻Q表四、 測試步驟（1）試樣預(yù)處理，實(shí)驗(yàn)前，根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行預(yù)處理?xiàng)l件。如果沒有規(guī)定則試樣應(yīng)在溫度為20和相對濕度65%的條件下放置不少于16h方能進(jìn)行常態(tài)實(shí)驗(yàn)。（2）測試試樣尺寸，使用測厚儀精確測量樣品厚度d，偏差在正負(fù)（0.2%-0.005）mm以內(nèi)測量點(diǎn)應(yīng)均勻分布在試樣表面。還有測出上表面面積S（3）連接好測試裝置測試前先進(jìn)行清零（包括短路和開路清零）（4）清零后將平行板電容器調(diào)至一定度，測出此時以空氣為介質(zhì)是平行板電容器的電容量C1和此時Q表的Q值。（5）將待測樣品完全放入平行板電容器內(nèi)保持其高度不變測出有介質(zhì)時平行板電容器的電容量C2和Q表讀數(shù)Q值