諧振法原理

高壓西林電橋、變壓器電橋（電感比例電橋）、雙T電橋等電橋法測量回路中的雜散電容及電感對測量結果的影響，都隨著(zhù)測量頻率的提高而增大。電橋回路和元件的雜散電容及電感較大，一般適用于測量頻率在MHz以下，MHz以上一般都用諧振法測量。由于諧振法測試回路簡(jiǎn)單，用的元件少，雜散電容和電感較小，再加上是采用替代法測量，可把部分固定的誤差減除。因此在很高的測量頻率下（GHz以上）都可使測量誤差減到允許范圍。

諧振法測量電容

諧振法的測量線(xiàn)路很簡(jiǎn)單，它是由一個(gè)電感線(xiàn)圈和一個(gè)調諧電容C組成，由于L和C工作時(shí)都要損耗少量電能，這部分損耗用等效電導G0來(lái)表示。諧振回路的品質(zhì)因數Q0和損耗因數tanδ是倒數關(guān)系，可表示如下

式中ω——電源U0的角頻率。電壓表V用以測量C兩端的電壓。

用諧振法來(lái)測量試品的電容Cp是根據諧振回路的諧振條件來(lái)求得的。測量時(shí)要調諧兩次，先是閉合開(kāi)關(guān)S，接入試品，調節C使回路出現諧振，即C的兩端電壓(電壓表的讀數)達到最大，這時(shí)回路應滿(mǎn)足諧振條件

式中ω--電源電壓的角頻率；

L-諧振回路的電感(H)；

諧振時(shí)C的讀數(F)；

試品的電容(F)。

之后打開(kāi)S，不接試品，電源的ω不變,回路的電感也不變，調節C使回路重新出現諧振，這時(shí)C的讀數為C0。諧振條件為

可以得出

試品的電容Cp可從接和不接試品兩次諧振時(shí)，調諧電容C的變化量△C來(lái)求得。C0和Ci都是直接測量值，它們不可避免地存在誤差，但只要這誤差是相同的，在△C計算時(shí)就可以消除，這是替代法測量的優(yōu)點(diǎn)。

變Q值法測量tanδ

諧振回路的品質(zhì)因數Q值可用諧振時(shí)調諧電容器C兩端的電壓Ut與電源電壓U0之比來(lái)表示，Q值可用Q表來(lái)測得。諧振回路中接或不接試品，回路的Q值要發(fā)生變化，如圖所示，接試品時(shí)的Q值比不接試品時(shí)的小。

Q表是用以測量品質(zhì)因數Q值的儀表，它由三部分組成：

1.電源

Q表電源是一個(gè)頻率和幅值都可變的高頻正弦電壓發(fā)生器。頻率范圍一般是幾十kHz到幾百MHz,電壓一般在幾V范圍。但要求負載能力很強(輸出阻抗很小)，頻率和幅值在負載變化時(shí)都很穩定

2.諧振回路

由電感工和諧振電容C組成諧振回路，C的可調范圍一般是30~500pF；電感線(xiàn)圈做成外插的獨立元件，當測量頻率高時(shí)，要選較小的電感量，使得在C的可調范圍內能達到諧振，即能滿(mǎn)足ωL=1/ωC。要求回路的損耗小，即Q0值大。

3.電壓表

用以測量電源及調諧電容C兩端的電壓，后者要求輸入阻抗很高，很靈敏，通常是用電子毫伏表。

一般Q表的Q值分辨率不高，每一小格(1mm)Q=10，當試品的tanδx很小時(shí)，Q0和Qi的差別很小，很難測量準確。為了提高Q值讀數的分辨率，一種新型的Q表能直接讀取△Q=Q0-Qi。如上圖所示，普通Q表把電子毫伏表直接接到C的兩端，而這種新型的Q表是把C兩端的電壓經(jīng)過(guò)差動(dòng)放大器(或比較器)D，再輸入電壓表V，差動(dòng)放大器的另一輸入端通過(guò)開(kāi)關(guān)S接地或接到參考電壓Uf，Uf的頻率與U0相同，大小是可調的。測量時(shí)，先接試品并把開(kāi)關(guān)S接地，調電容C使回路達到諧振，這時(shí)可讀得Qi，之后，把開(kāi)關(guān)S置于參考電壓Uf，調Uf使電壓表讀數為0，說(shuō)明正好補償了這時(shí)的諧振電壓，使Q表讀數為0。此后把試品取掉，調節電容C，使回路重新出現諧振，這時(shí)Q表上的讀數即為△Q=Q0-Qi，因為這時(shí)差動(dòng)放大器輸人的電壓即為接和不接試品兩次諧振電壓之差。由于這個(gè)電壓信號很小，可以提高放大倍數，使△Q讀數分辨提高10~100倍。

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

LDJD-B介電常數測定儀 阻抗分析儀能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線(xiàn)的特性阻抗等。

適用范圍

LDJD-B介電常數測定儀 阻抗分析儀適用于塑料、橡膠、陶瓷等電氣絕緣材料、高分子復合材料以及漆膜、光學(xué)膠OCA等材料的介電常數和介質(zhì)損耗的測試。搭配液體電極，可測試果汁、植物萃取劑等有機材料或溶劑的介電常數和介質(zhì)損耗。

常見(jiàn)測試材料：

絕緣導熱硅膠、石英晶玻璃、陶瓷片、薄膜、OCA光學(xué)膠、環(huán)氧樹(shù)脂材料、塑料材料、FR4 PCB板材、 PA尼龍/滌綸、PE聚乙烯、PTFE聚四氟乙烯、PS聚苯乙烯、PC聚碳酸酯、PVC聚氯乙烯、PMMA聚甲基丙烯酸甲酯等。

常用測試標準：

GB/T 1409-2006 《測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻(包括米波波長(cháng)在內)下電容率和介質(zhì)損耗因數的推薦方法》（等效IEC 60250：1969）

GB/T 1693-2007 《硫化橡膠 介電常數和介質(zhì)損耗角正切值的測定方法》

ASTM D150 《Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulation》