陶瓷高頻介電常數(shù)試驗(yàn)儀（北京*）

一 陶瓷高頻介電常數(shù)試驗(yàn)儀（北京*）工作特性
1.    平板電容器
極片尺寸：φ25.4mm
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)）

二. 陶瓷高頻介電常數(shù)試驗(yàn)儀（北京*）工作原理
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.  使用方法
1.    被測樣品的準(zhǔn)備
被測樣品要求為園形，直徑25.4～27mm，這是減小因樣品邊緣泄漏和邊緣電場引起的誤差的有效辦法。樣品厚度可在1～5mm之間，如太薄或太厚則測試精度就會(huì)下降，樣品要盡可能平直。
下面推薦一種能提高測試精確性的方法：準(zhǔn)備二片厚0.05mm的園形錫膜，直徑和平板電容器極片*，錫膜兩面均勻地涂上一層薄薄的凡士林，它起粘著作用，又能排除接觸面之間殘余空氣，把錫膜再粘在平板電容器兩個(gè)極片上，粘好后，極片呈鏡面狀為佳，然后放上被測樣品。
2. 測試順序
先要詳細(xì)了解配用儀器的使用方法，操作時(shí)，要避免人體感應(yīng)的影響。
a.    把配用的儀器主調(diào)諧電容置于zui小電容量，微調(diào)電容置于－3pF。
b.    把本夾具測試裝置插到儀器測試回路的“電容”兩個(gè)端子上，即插入到儀器上方接線銅柱的右邊兩個(gè)圓柱內(nèi)。
 
c.    配上相適應(yīng)的高Q值電感線圈，選擇電感沒有特別的方法，只有試或憑經(jīng)驗(yàn)來選擇合適的那個(gè)，一般選擇使高頻儀器顯示Q值zui大的電感zui為合適。
注：以上步驟是為了使高頻儀器工作起來（儀器是LC諧振工作原理，所以要選擇合適的電感才能使儀器諧振）
d.    調(diào)節(jié)平板電容器測微桿，使二極片相接為止，讀取刻度值記為DO。
e.    再松開二極片，把被測樣品插入二極片之間，調(diào)節(jié)平板電容器，到二極片夾住樣品止（注意調(diào)節(jié)時(shí)要用測微桿，以免夾得過緊或過松），這時(shí)能讀取新的刻度值，記為D1，這時(shí)樣品厚度D2= D1－D0。
注：以上d和e兩步是測出被測樣片的厚度，方便后面計(jì)算介電常數(shù)時(shí)用。
f.    把園筒電容器置于7mm處（該值不是的，我們一般在測的時(shí)候放到7mm處就可以測了，不過有的時(shí)候在做到h步0驟時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)完刻度了Q值還沒有達(dá)到一半，這時(shí)就要適當(dāng)?shù)陌?mm刻度調(diào)整到9mm或更大了）。
g.    改變配合儀器頻率，使之諧振，讀得Q值。（如果測試材料樣片有“要求的測試頻率”，那么就先把頻率定位到該頻率，然后再調(diào)節(jié)儀器的主調(diào)電容，使儀器諧振（即儀器的Q值顯示為zui大）；如果不知道在頻率下測試的話，我們一般把頻率放在1MHz下來調(diào)試，然后再調(diào)節(jié)主調(diào)電容使儀器工作）。
h.    先順時(shí)針方向，后逆時(shí)針方向，調(diào)節(jié)園筒電容器，讀取當(dāng)儀器指示Q值為原值的一半時(shí)測微桿上二個(gè)刻度值，取這二個(gè)值之差，記為M1。（先記下園筒電容在7mm時(shí)儀器諧振時(shí)的zui大Q值，即d步驟測得的Q值；然后調(diào)節(jié)園筒電容器，看儀器的Q值顯示為原來的一半時(shí)，讀取園筒電容器上邊的刻度為多少，要順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)兩次取兩個(gè)刻度值；如果園筒電容器順時(shí)針轉(zhuǎn)到0刻度時(shí)Q值還沒有到一半，那么就要返回到第f步驟把園筒電容器置于9mm處或更大，重新操作）。 
i.    再調(diào)節(jié)園筒電容器，使儀器再次諧振（即把園筒電容器調(diào)回到7mm處）。
j.    取出平板電容器中的樣品，這時(shí)儀器又失諧，調(diào)節(jié)平
板電容器，使再諧振，讀取測微桿上的讀值D3，其變化值為
D4= D3－D0。
k.    和h款操作一樣，得到新的二個(gè)值之差，記為M2。
3.  計(jì)算測試結(jié)果
被測樣品的介電常數(shù)：
Σ＝D2 / D4
被測樣品的損耗角正切值：
     tgδ＝K（M1－M2 ）/ 15.5    
式中：K為園筒電容器線性變化率，一般為0.33。
4.  其他應(yīng)用使用方法
使用本測試裝置和儀器配用，對(duì)絕緣材料以及其他高阻性能的薄材，列如：優(yōu)質(zhì)紙張、優(yōu)質(zhì)木材、粉壓片料等，進(jìn)行相對(duì)測量，其測試方法就非常簡便、實(shí)用，采取被測樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品相比較方法，就能靈敏地區(qū)別二者之間的輕微差別，例如含水量、配用原料變動(dòng)等等。
測試時(shí)先把標(biāo)準(zhǔn)樣品放入平板電容器，調(diào)節(jié)儀器頻率，諧振后讀得Q值，再換上被測樣品，調(diào)節(jié)園筒電位器，再諧振，看Q值變化，如Q值變化很小，說明標(biāo)準(zhǔn)樣品和被測樣品高頻損耗值*，反之說明二者性能有區(qū)別，如園筒電容器調(diào)節(jié)不能再諧振，通過調(diào)節(jié)儀器頻率才能諧振，且頻率變化較大，說明被測樣品和標(biāo)準(zhǔn)樣品的配用原材料相差較大。

四.  維修方法
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。