塑料的介电常数和介电损耗因数测试

1、塑料的介电常数和介质损耗因数测试一、 测试目的（1） 了解塑料介电常数和介电损耗测定的意义和基本概念，影响塑料介电常数和介电损耗的影响因素。（2） 熟悉高阻计测试仪器的使用与维护，了解其结构原理（3） 按标准方法测试塑料的介电常数和介电损耗二、 测试原理测量塑料的介电常数和介质损耗因数通常把试样看成一个有损耗的电容器，采用并联或串联形式的等效电路连接交流电路中，如下图所示。按照串联等效电路与并联等效电路损耗功率相等及彼此等值的原理有如下关系：(a) 并联等效电路：tan=1CP RP (b) 串联等效电路：tan=RSCS式中 角频率 RP、RS分别为并、串联等效电阻 CP 、CS分别为并、串

2、联等效电容测试方法有谐振法和零点指示法两种。谐振法适用于10kHz几百MHz的频率范围内的测量，两点指示法适用于频率不超过50MHz时的测量。1. 谐振法的原理是基于在一个谐振电路中感应一个已知的弱小电压时，测量在该电路出现的电压，最常见的是Q表，适用于10kHz几百MHz的频率范围内的测量。在线路中通过一个共用电阻R将谐振电路耦合到振荡器上。在规定的频率下将电压或电流调节到一个已知值，调节谐振电路达到最大谐振，观察此时的电压U0。然后将试样接到相应的接线端上，再调节可变电容器使电路重新谐振，观察新的电压U值。在接入试样并重新调节线路时，只要RL，G<<L，其总电容几乎不变。试样电

3、容近似G。试样的损耗因数近似为：tan=C1G(1Q1-1Q0)式中，C为电路中的电容。Q1，Q0为有无试样时的Q值2. 电桥平衡原理´ 电桥平衡原理测试介电常数和介电损耗因数的电路有西林电桥。´ 其中两个臂是一个未知电容Cx和一个无损耗电容Cn,另外两臂（测量臂）由无感电阻R1和R2组成。电阻R1在未知电容Cx的对边上，测量臂被一个电容C1 分流。电容C1和两个电阻R1和R2中的一个可调的。´ 变压器电桥电路´ 当电桥平衡时，复电抗Zx和Zm之间的比值等于电压矢量U1和U2间的比值。如果电压矢量的比值是已知的，便可从已知的Zm,推导出Zx。在理想电桥中

4、比例U1/U2是一个系数K，则： Zx=KZm实际上Zm的幅角直接给出x三、 测试仪器与试样试样要求：（1）测试塑料介电常数和介质损耗因数多采用板状或管状试样。一般是从固体材料上截取，要求表面应平整、均匀，厚度均匀度在±1内；无裂纹、气泡和机械杂质等缺陷。试样数量不少于3个。（2）试样厚度应根据试样的制备方法和各点间厚度的变化选取，一般应满足测量所需的精确度。对1%的精确度来讲，1.5mm的厚度就足够了，但对于更高精确度测试，应采取较厚的试样，例如612mm。（3）试验前，试样应按产品标准规定进行预处理，并用蘸有溶剂（可用无水乙醇）的绸布擦洗试样。测试仪器：介电常数测试仪或高频Q表四、 测试步骤（1）试样预处理，实验前，根据产品标准规定进行预处理条件。如果没有规定则试样应在温度为20和相对湿度65%的条件下放置不少于16h方能进行常态实验。（2）测试试样尺寸，使用测厚仪精确测量样品厚度d，偏差在正负（0.2%-0.005）mm以内测量点应均匀分布在试样表面。还有测出上表面面积S（3）连接好测试装置测试前先进行清零（包括短路和开路清零）（4）清零后将平行板电容器调至一定度，测出此时以空气为介质是平行板电容器的电容量C1和此时Q表的Q值。（5）将待测样品完全放入平行板电容器内保持其高度不变测出有介质时平行板电容器的电容量C2和Q表读数Q值