薄膜介電常數(shù)角正切值測(cè)試儀

薄膜介電常數(shù)角正切值測(cè)試儀  影響介電性能的因素

 下面分別討論頻率、溫度、濕度和電氣強(qiáng)度對(duì)介電性能的影響。

1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(duì)環(huán)境濕度進(jìn)行控制是*的.

 注:濕度的顯著影響常常發(fā)生在 1MHz以下及微波頻率范圍內(nèi)

2電場(chǎng)強(qiáng)度

 存在界面極化時(shí)，自由離子的數(shù)目隨電場(chǎng)強(qiáng)度增大而增加，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(chǎng)強(qiáng)度無(wú)關(guān)

3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)損耗因數(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(cè)量溫度下的介質(zhì)損耗指數(shù) 大值位置。

4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 。r和 tans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(cè)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， 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.

薄膜介電常數(shù)角正切值測(cè)試儀 表征：

電介質(zhì)在恒定電場(chǎng)作用下，介質(zhì)損耗的功率為

　　W=U2/R=（Ed）2S/ρd=σE2Sd

定義單位體積的介質(zhì)損耗為介質(zhì)損耗率為

ω=σE2

在交變電場(chǎng)作用下，電位移D與電場(chǎng)強(qiáng)度E均變?yōu)閺?fù)數(shù)矢量，此時(shí)介電常數(shù)也變成復(fù)數(shù)，其虛部就表示了電介質(zhì)中能量損耗的大小。

D，E，J之間的相位關(guān)系圖

D，E，J之間的相位關(guān)系圖

如圖所示，從電路觀點(diǎn)來(lái)看，電介質(zhì)中的電流密度為

J=dD/dt=d（εE）/dt=Jτ+iJe

式中Jτ與E同相位。稱為有功電流密度，導(dǎo)致能量損耗；Je，相比較E超前90°，稱為無(wú)功電流密度。

定義

tanδ=Jτ/Je=ε〞/εˊ

式中，δ稱為損耗角，tanδ稱為損耗角正切值。

損耗角正切表示為獲得給定的存儲(chǔ)電荷要消耗的能量的大小，是電介質(zhì)作為絕緣材料使用時(shí)的重要評(píng)價(jià)參數(shù)。為了減少介質(zhì)損耗，希望材料具有較小的介電常數(shù)和更小的損耗角正切。損耗因素的倒數(shù)Q=（tanδ）-1在高頻絕緣應(yīng)用條件下稱為電介質(zhì)的品質(zhì)因素，希望它的值要高。

技術(shù)參數(shù)：

1．電容測(cè)量：1~205

     主電容調(diào)節(jié)范圍：18～220pF

     準(zhǔn)確度：150pF以下±1.5pF； 150pF以上±1%

     注：大于直接測(cè)量范圍的電容測(cè)量見(jiàn)后頁(yè)使用說(shuō)明

2、Q值測(cè)量

a．Q值測(cè)量范圍：2～1023。

b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔。

c．標(biāo)稱誤差

     頻率范圍（100kHz～10MHz）： 頻率范圍（10MHz～160MHz）：

     固有誤差：≤5％±滿度值的2% 固有誤差：≤6％±滿度值的2%

     工作誤差：≤7％±滿度值的2% 工作誤差：≤8％±滿度值的2%

3、B-測(cè)試儀正常工作條件

a.  環(huán)境溫度：0℃～+40℃；

b．相對(duì)濕度：<80％；

c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

4.  信號(hào)源頻率覆蓋范圍

     頻率范圍CH1:0.1～0.999999MHz, CH2: 1～9.99999MHz,

     CH3:10～99.9999MHz, CH1 :100～160MHz,

5．Q合格指示預(yù)置功能:      預(yù)置范圍：5～1000。

6．電感測(cè)量范圍：4.5nH~7.9mH

7．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。

A型高頻Q表和C型高頻Q表主要區(qū)別

主要特點(diǎn)：

空洞共振腔適用于CCL/印刷線路板，薄膜等非破壞性低介電損耗材料量測(cè)。

印電路板主要由玻纖與環(huán)氧樹(shù)脂組成的, 玻纖介電常數(shù)為5~6, 樹(shù)脂大約是3, 由于樹(shù)脂含量, 硬化程度, 溶劑殘留等因素會(huì)造成介電特性的偏差, 傳統(tǒng)測(cè)量方法樣品制作不易, 尤其是薄膜樣品( 小于 10 mil) 量測(cè)值偏低,。

安全措施

• CVT保護(hù)：設(shè)定自激電壓的過(guò)流點(diǎn)，一旦超出設(shè)置的電流值，儀器自動(dòng)退出測(cè)量，不會(huì)損壞設(shè)備。
• 防誤操作：具備防誤操作設(shè)計(jì)，能判別常見(jiàn)接線錯(cuò)誤，安全報(bào)警。
• 高壓保護(hù)：試品短路、擊穿或高壓電流波動(dòng)，能迅速切斷高壓輸出。
• 防“容升”：測(cè)量大容量試品時(shí)會(huì)出現(xiàn)電壓抬高的“容升”效應(yīng)，儀器能自動(dòng)跟蹤輸出電壓，保持試驗(yàn)電壓恒定。
• 接地檢測(cè)：儀器有接地檢測(cè)功能，未接地時(shí)不能升壓測(cè)量。

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 C_N是可變的(在高壓電橋中電容 C_N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。

測(cè)試注意事項(xiàng)

a. 本儀器應(yīng)水平安放；

b. 調(diào)節(jié)主調(diào)電容或主調(diào)電容數(shù)碼開(kāi)關(guān)時(shí)，當(dāng)接近諧振點(diǎn)時(shí)請(qǐng)緩調(diào)；

c. 如果你需要較精確地測(cè)量，請(qǐng)接通電源后，預(yù)熱30分鐘；

d. 被測(cè)件不要直接擱在面板頂部，離頂部一公分以上，必要時(shí)可用低損耗的絕緣材料如聚苯乙烯等做成的襯墊物襯墊；

e. 手不得靠近試件，以免人體感應(yīng)影響造成測(cè)量誤差，有屏蔽的試件，屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端的接線柱。

f. 被測(cè)件和測(cè)試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短，足夠粗，并應(yīng)接觸良好、可靠，以減少因接線的電阻和分布參數(shù)所帶來(lái)的測(cè)量誤差；

使用和保養(yǎng)

高頻Q表是比較精密的阻抗測(cè)量?jī)x器，在合理使用和注意保養(yǎng)情況下，才能保證*穩(wěn)定和較高的測(cè)試精度。

a．使儀器經(jīng)常保持清潔、干燥；

b．熟悉本說(shuō)明書(shū)，正確地使用儀器；

c．本儀器保用期為18個(gè)月，如發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障或失去準(zhǔn)確度，可以原封送回本廠，免費(fèi)修理。

特點(diǎn)：

雙測(cè)試要素輸入 - 測(cè)試頻率及調(diào)諧電容值皆可通過(guò)數(shù)字按鍵輸入。

雙掃描技術(shù) - 測(cè)試頻率和調(diào)諧電容的雙掃描、自動(dòng)調(diào)諧搜索功能。  

自動(dòng)化測(cè)量技術(shù) -對(duì)測(cè)試件實(shí)施 Q 值、諧振點(diǎn)頻率和電容的自動(dòng)測(cè)量。

雙數(shù)碼化調(diào)諧 - 數(shù)碼化頻率調(diào)諧，數(shù)碼化電容調(diào)諧。

DDS 數(shù)字直接合成的信號(hào)源 -確保信源的高葆真，頻率的高精確、幅度的高穩(wěn)定。

全參數(shù)液晶顯示 – 數(shù)字顯示主調(diào)電容、電感、 Q 值、信號(hào)源頻率、諧振指針。

計(jì)算機(jī)自動(dòng)修正技術(shù)和測(cè)試回路優(yōu)化 —使測(cè)試回路 殘余電感減至低，治療 Q 讀數(shù)值在不同頻率時(shí)要加以修正的困惑。

標(biāo)準(zhǔn)配置：

試驗(yàn)電極  一只 （c類）

高配Q表 一只  

電感      一套（9只）

說(shuō)明書(shū)    一份

電源線    一條

合格證    一份

保修卡    一份

A/C高頻Q表是北廣精儀儀器設(shè)備有限公司研制的產(chǎn)品，它以DDS數(shù)字直接合成方式產(chǎn)生信號(hào)源，頻率達(dá)60MHz/160MHz，信號(hào)源具有信號(hào)失真小、頻率精確、信號(hào)幅度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，更保證了測(cè)量精度的精確性。

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(cè)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。

邊緣效應(yīng)

 為了避免邊緣效應(yīng)引起電容率的測(cè)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(duì)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(wú)保護(hù)環(huán)的(比較))測(cè)量來(lái)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。

介質(zhì)損耗（dielectric loss ）指的是絕緣材料在電場(chǎng)作用下，由于介質(zhì)電導(dǎo)和介質(zhì)極化的滯后效應(yīng)，在其內(nèi)部引起的能量損耗。也叫介質(zhì)損失，簡(jiǎn)稱介損。

介質(zhì)損耗因數(shù)（dielectric loss factor）指的是衡量介質(zhì)損耗程度的參數(shù)。

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