L JD-C型 介电常数及介质损耗 测试仪

一、 概述

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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

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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《L JD-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 100 KHz- 1 60MH，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、 《 A S916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。 A S916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（ A S916）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

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序号	构      成	型   号	数量	制  造  厂  家
1	主机	LJD-C	1台
	测试装置（夹具）	A S916	1台
	标准电感	HLKI-1	1套
2	三电极系统(油中、空气中)   油中带油槽		各1套
3	油槽		1台
4	日常维修工具		1套
	说明书

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 ～140m H

（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- 24 0pF

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

电感No	电感量	准确度%	Q值≥	分布电容约略值	谐振频率范围 MHz	适合介电常数测试频率
1	0.1μH	±0.05μH	200	5pF	20~70	50MHz
2	0.5μH	±0.05μH	200	5pF	10~37	15MHz
3	2.5μH	±5%	200	5pF	4.6~17.4	10MHz
4	10μH	±5%	200	6pF	2.3~8.6	5MHz
5	50μH	±5%	200	6pF	1~3.75	1.5MHz
6	100μH	±5%	200	6pF	0.75~2.64	1MHz
7	1mH	±5%	150	8pF	0.23~0.84	0.5MHz
8	5mH	±5%	130	8pF	0.1~0.33	0.25MHz
9	10mH	±5%	90	8pF	0.072~0.26	0.1MHz
10 （选配）	50nH	±5%	150	5pF	70-120	100MHz

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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；

1 8 ．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

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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100 uH ， 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 0.5 mm 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D ₂ 。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＝D ₂ / D ₄

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）