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山西冠恒介电常数测试仪测量方法及说明

2019年10月21日 21:59   来源:山西冠恒精电仪器设备有限公司
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介电常数”在工具书中的解释:

1.又称电容率或相对电容率是表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据,常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值,表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。对于介电材料,相对介电常数愈小绝缘性愈好。空气和CS2的ε值分别为1.00062.6左右,而水的ε值特别大,10℃时为 83.83,与温度有关。

2.介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中,介电常数是溶剂的一个重要性质,它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂,有较大隔开离子的能力,同时也具有较强的溶剂化能力。介电常数用ε表示,一些常用溶剂的介电常数上文中已有提到。

电常数的测量方法:

相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:首先在两块极板之间为真空的时候测试电容器的电容C0。然后,用同样的电容极板间距离但在极板间加入电介质后测得电容Cx。然后相对介电常数可以用下式计算

εr=Cx/C0

在标准大气压下,不含二氧化碳的干燥空气的相对电容率εr=1.00053,因此,用这种电极构形在空气中的电容Ca来代替C0来测量相对电容率εr时,也有足够的准确度。(参考GB/T 1409-2006)

对于时变电磁场,物质的介电常数和频率相关,通常称为介电系数。

目前测量介电常数的方法主要有集中电路法、传输线法、谐振法、自由空间波法等等。其中,传输线法、集中电路法、谐振法等属于实验室测量方法。

1、集中电路法:

集中电路法是一种在低频段将有耗材料填充电容,利用电容各参数以及测量得到的导纳推出介电常数的一种方法。为了测量导纳,通常用并联谐振回路测出Q值(品质因数)和频率,进而推出介电常数。由于其高频率会受到小电感的限制,这种方法的高频率一般是100 MHz。小电感一般为10 nHz左右。

2、传输线法:

传输线法是网络法的一种,是将介质置入测试系统适当位置作为单端口或双端口网络。双端口情况下,通过测量网络的s参数来得到微波的电磁参数。同时测量传输系数或者反射系数的相位和幅度,改变样品长度或者测量频率,测出这时的幅度响应,联立方程组就能够求出相对介电常数。

3、谐振法:

谐振法是将样品作为谐振结构的一部分来测量介电常数的方法,分为微扰法、全部填充谐振器空间的方法以及部分填充谐振器空间的方法。

4、自由空间法:

自由空间法其实也可算是传输线法。它的原理可参考线路传输法,通过测得传输和反射系数,改变样品数据和频率来得到介电常数的数值。


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