介电常数和介质损耗是描述材料电性能的重要参数,介电常数反映了材料在电场作用下的响应能力,而介质损耗则反映了材料中电能转化为热能的程度。介电常数及介质损耗测定仪是用于测量和评估材料的电性能的设备。下面将为您详细介绍介电常数及介质损耗测定仪的测定原理。 介电常数的测定原理: 介电常数测定仪主要采用电容法进行测量。其基本原理是利用物质对电场的响应特性,测量物质在不同频率下的电容值,进而计算得到介电常数。
首先,在测定仪中设置一个平行板电容器,其中一个平板固定不动,而另一个平板可以移动或改变距离。将待测物质作为电容器的介质,放置在两个平行板之间。
然后,通过连接电源施加交流电压,使电场形成。在电场作用下,待测物质极化并产生电容效应。根据电容器的特定公式 C = εA/d 计算电容值(C),其中 ε 表示介电常数,A 表示电极面积,d 表示电极间距。
通过改变电源频率,从低频到高频逐步扫描,记录不同频率下的电容值。然后,根据测得的电容值和已知参数计算出介电常数 ε。
介质损耗的测定原理: 介质损耗测定仪主要采用谐振法进行测量。其基本原理是利用带有待测样品的谐振回路,测量在谐振状态下的电压和电流,进而计算得到介质损耗。
首先,在测定仪中设置一个谐振电路,包括电感器和电容器构成的并联回路。将待测样品作为电容器的介质,连接到谐振电路中。
然后,通过信号源激励谐振电路,使其达到谐振状态。在谐振状态下,电流和电压的相位差为零,能量传输最大。
测定仪会记录在谐振状态下的电压和电流值,同时测定激励信号的频率。然后,根据谐振电路的特性和测得的电压、电流值,计算得到介质损耗。
通过改变频率范围,进行多个频率下的测量,从而得到介质损耗与频率的关系曲线,进一步分析材料的电性能。
总结起来,介电常数及介质损耗测定仪主要基于电容法和谐振法原理。通过测量待测样品在不同频率或谐振状态下的电容值、电流和电压等参数,计算得到介电常数和介质损耗。这种测定仪广泛应用于材料科学、电子工程、通信技术等领域,以评估材料的电性能和性能稳定性。