LJD-C型介电常数及介质损耗测试仪

一、 概述

1.1产品特点

　　介电常数介质损耗测试仪能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。该仪器广泛地用于科研机关、学校、工厂等单位。

    介电常数介质损耗测试仪是北京中航鼎力仪器设备有限公司新研制的产品，它以DDS数字直接合成方式产生信号源，频率达160MHz，信号源具有信号失真小、频率精确、信号幅度稳定的优点，更保证了测量精度的精确性。测试仪主电容调节用传感器感应，电容读数精确,且频率值可设置。。介电常数及介质损耗测试仪的电容、电感、Q值、频率、量程都用数字显示，在某一频率下，只要能找到谐振点，都能直接读出电感、电容值，大大扩展了电感的测量范围，而不再是固定的几个频率下才能测出电感值的大小。介电常数介质损耗测试仪*的谐振点频率自动搜索功能，能帮助你在使用时快速地找到被测量器件的谐振点，自动读出Q值和其它参数。Q值量程可手动或自动转换。

二、 结构特征与工作原理

1、系统组成

　　介电常数介质损耗测试仪由S916测试装置（夹具）、LJD-C型高频Q表、数据采集和tanδ自动测量控件（装入LJD-C)、及LKI-1型电感器组成，它依据国标GB/T 1409-2006、美标ASTM D150以及电工委员会IEC60250的规定设计制作。系统提供了绝缘材料的高频介质损耗角正切值(tanδ)和介电常数(ε)自动测量的jia解决方案。

1. 基于串联谐振原理的《LJD-C高频Q表》是测试系统的二次仪表，其数码化主调电容器的创新设计代表了行业的高成就，随之带来了频率、电容双扫描(LJD-C)的全新搜索功能。该表具有先进的人机界面，采用LCD液晶屏显示各测量因子：Q值、电感L、主调电容器C、测试频率F、谐振趋势指针等。高频信源采用直接数字合成,测试频率100KHz-160MH，频率精度高达1×10-6。国标GB/T 1409-2006规定了用Q表法来测定电工材料高频介质损耗角正切值(tanδ)和介电常数(ε)，把被测材料作为平板电容的介质，与辅助电感等构成串联谐振因子引入Q表的测试回路，以获取高的测试灵敏度。因而Q表法的测试结果更真实地反映了介质在高频工作状态下的特征。

2、《AS916介质损耗装置》(测试夹具)是测试系统的核心检测部件，它由一个LCD数字显示的微测量装置和一对经精密加工的、间距可调的平板电容器极片组成。平板电容器极片用于夹持被测材料样品，微测量装置则显示被测材料样品的厚度。通过被测材料样品放进平板电容器和不放进样品时的Q值变化的量化，测得绝缘材料的损耗角正切值。从平板电容器平板间距的读值变化则可换算得到绝缘材料介电常数。AS916介质损耗测试装置是本公司新研制的更新换代产品，精密的加工设计、精确的LCD数字读出、一键式清零功能，克服了机械刻度读数误差和圆筒形电

容装置不可避免的测量误差。

3、一个高品质因数（Q)的电感器是测量系统*的辅助工具，关乎测试的灵敏度和精度，在系统中它与平板电容（AS916）构成了基于串联谐振的测试回路。本系统推荐的电感器为LKI-1电感组，共由9个高性能电感器组成，以适配不同的检测频率。

4、数据采集和tanδ自动测量控件（装入AS2853A)，实现了数据采集、数据分析和计算的微处理化，tanδ 测量结果的获得无须繁琐的人工处理，因而提高了数据的精确度和测量的同一性，是人工读值和人工计算的。

三、主要技术特性及配置

主要配置

一．LJD-C（1）Q值测量

   a．Q值测量范围：2～1023。

   b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档。

   c．标称误差

频率范围         100kHz～10MHz；

固有误差        ≤5％±满度值的2％；

工作误差        ≤7％±满度值的2％；

频率范围          10MHz～160MHz；

固有误差         ≤6％±满度值的2％；

工作误差        ≤8％±满度值的2％。

（2）电感测量范围：4.5nH～140mH

（3）电容测量：18~240pF

项    目

 直接测量范围                     1～460pF

 主电容调节范围                 30～500pF

准 确 度              150pF以下±1pF；

150pF以上±1％

（4）信号源频率覆盖范围

项     目

频率范围                  100kHz～160MHz

频率分段（虚拟）          0.1～0.999999MHz

1～9.99999MHz

10～99.9999MHz

100～160MHz

频率指示误差              3×10-5±1个字

（5）Q合格指示预置功能

   预置范围：5～1000。

（6）Q表正常工作条件

     a.  环境温度：0℃～+40℃；  

b．相对湿度：<80％；  

c．电源：220V±22V， 50Hz±2.5Hz。

二.AS916测试夹具

平板电容极片Φ50mm/Φ38mm可选频率范围

100KHz-160MHz

间距可调范围≥15mm频率指示误差

3×10-5±1个字

夹具插头间距25mm±0.01mm主电容调节范围

18-240pF

测微杆分辨率0.001mm主调电容误差

<1%或1pF

夹具损耗角正切值≦4×10-4 （1MHz)Q测试范围2～1023

四、标准电感

 LJD系列介电常数介质损耗测试仪

介电常数及介质损耗主机采用了较低的台式机箱，面板采用PC丝印面板，美观大方。

    各主要功能单元，除了显示部分为了显示方便和调谐测试回路，放大单元为了减小分布参数，安装在面板上外，其余都安装在机内底板上，详细请见以下图1/2两款主机：

A．介电常数及介质损耗主机前面板各功能键说明

主机1：（LJD-B）

主机2：（LJD-C）

介电常数及介质损耗主机前面板和外形示意图(1.2)

1．工作频段选择/数字1按键，每按一次，切换至低一个频段工作；先按12键后,再按此键，功能为数字键1。

2. 主机1：工作频段选择/1按键，每按一次，切换至高一个频段工作；先按12键后,再按此键，功能为数字键1。

主机2：介电常数直读功能/2按键，按一次显示为D2，再按一次切换至D4，后按一次显示介电常数值；先按12键后,再按此键，功能为数字键2。

3．Q值量程递减（手动方式时有效）/数字3按键；先按12键后，再按此键，功能为数字键3。

4．Q值量程递增（手动方式时有效）/数字4按键；先按12键后，再按此键，功能为数字键4。

5．谐振点频率搜索/数字5按键，按此键显示屏第四行左部出现SWEEP时，表示仪器正工作在频率自动搜索被测量器件的谐振点，如需退出搜索，再按此键；先按12键后,再按此键，功能为数字键5。

6．数字6按键，直接按是电容自动搜索，先按12键后,再按此键，功能为数字键6。

7．Q值合格范围比较值设定/数字7按键，按此键后，显示屏第三行右部出现COMP字符，当Q合格时，显示OK，並同时鸣响蜂鸣器，Q不合格时，显示NO。设置Q值合格范围详细说明见后页。先按12键后,再按此键，功能为数字键7。

8．Q值量程自动/手动控制方式选择/数字8按键，按此键后，显示屏第四行左部出现对应的指示：AUTO（自动），MAN（手动）；先按12键后,再按此键，功能为数字键8。

9．Ct大电容直接测量/数字9（先按12键后有效）按键。

10．Lt残余电感扣除/数字0(先按12键后有效) 按键。

11．介质损耗系数测量/小数点(先按12键后有效) 按键。

12．频率/电容设置按键：

主机1：第一次按下（频率指示数在闪烁）为频率数输入，单位为MHz。例：要输入79.5MHz，按一次此键，频率指示数在闪烁，然后输入79.5，再按一下此键完成设置。(没有电容设置功能)

主机2：第一次按下（频率指示数在闪烁）为频率数输入，单位为MHz。例：要输入79.5MHz，按一次此键，频率指示数在闪烁，然后输入79.5，再按一下此键完成设置。第二次按下（电容指示数在闪烁）为电容数输入，数输入要满4位。例：要输入79.5P，按二次此键，电容指示数在闪烁，然后输入0795，有效数后为0的，可以不输入0，直接再按一下此键完成设置。

13．频率调谐数码开关。

14．主调电容调谐（长寿命调谐慢转结构）；

15．电源开关。

16．液晶显示屏。

17．测试回路接线柱：

主机1：左边两个为电感接入端，右边两个为外接电容接入端；

主机2：上边两个为电感接入端，下边两个为外接电容接入端；

18．电感测试范围所对应频率范围表。

B．后面板各功能键说明

介电常数及介质损耗主机后面板示意图

1．～220V电源输入三芯插座，内含保险丝0.5A／220V；

2．信号源工作频率监测输出端（阻抗1kΩ）。

• 主机，电感，平板电容器链接方式

LJD-B 主机1：

LJD-C 主机2

LJD系列介电常数介质损耗测试仪

LJD系列介电常数及介质损耗测试系统使用方法 

一 手动介电常数测试方法与步骤

1. 测试前主机建议预热30分钟

2. 把S916测试夹具装置上的插头插入到主机测试回路的“电容”两个端子上。

3. 在主机电感端子上插上和测试频率相适应的高Q值电感线圈（本公司 主机配套使用的LKI-1电感组能满足要求），如：1MHz 时电感取100uH，15MHz时电感取1.5uH。

4. 被测样品要求为圆形，直径50.4--52mm/38.4--40mm，这是减小因样品边缘泄漏和边缘电场引起的误差的有效办法。样品厚度可在1--5mm之间(当材料介电大于6的情况下建议材料≥2mm)，样品太薄或太厚就会使测试精度下降，样品要尽可能平整。（小于0.5mm的样品测试，请参考附录三，叠加测试法）

5. 调节S916测试夹具的测微杆，使S916测试夹具的平板电容极片相接为止，按ZERO 清零按键，初始值设置为0。

• 再松开两片极片，把被测样品夹入平板电容上下极片之间，调节S916测试夹具的测微杆，直到平板电容极片夹住样品止（注意调节时要用S916测试夹具的测微杆，以免夹得过紧或过松），这时能读取的测试装置液晶显示屏上的数值，既是样品的厚度D₂。改变主机上的主调电容容量（旋转主调电容旋钮改变主调电容电容量），使主机处于谐振点（Q值大值）上。
• 取出S916测试夹具中的样品，这时主机又失去谐振（Q值变小），此时调节S916测试夹具的测微杆，使主机再回到谐振点（Q值大值）上，读取测试装置液晶显示屏上的数值记为D_4.
• 计算被测样品的介电常数:

     Σ＝D₂ / D₄

二 自动介电常数测试方法与步骤(需选配自动测试软件模块)

1. 自动介电常数测试时，基本步骤同手动一样，只是主机支持通过数据模块记录S916测试夹具的数据，并自动计算出介电常数。

2. 使用数据转换连接线,连接S916数据传输接口和介电常数测试主机背板上的四芯插座.（见下图）