介電常數(shù)介質(zhì)損耗試驗機(jī)核心參數(shù)要求、測試原理、操作軟件、儀器結(jié)構(gòu)

        介電常數(shù)介質(zhì)損耗試驗機(jī)是用于測定材料介電性能的關(guān)鍵儀器，主要用于評估絕緣材料、高分子聚合物、陶瓷、薄膜等介質(zhì)材料的介電常數(shù)（ε）和介質(zhì)損耗角正切值（tanδ）。這些參數(shù)直接反映材料在交變電場下的極化能力與能量損耗特性，對電子元件設(shè)計（如電容器、射頻器件）、電力設(shè)備絕緣選型及高頻電路基板研發(fā)至關(guān)重要。該設(shè)備符合 IEC 60250、ASTM D150 等國際標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于電子制造、電力工程和材料科學(xué)研究領(lǐng)域。

核心參數(shù)要求

頻率范圍 

測試頻率覆蓋 20Hz～10MHz，支持手動或自動掃描模式，以適應(yīng)不同應(yīng)用場景需求。

測量精度 

介電常數(shù)精度：±0.5%（典型值）

介質(zhì)損耗角正切（tanδ）分辨率：( < 0.0001 )

測試電壓 

交流電壓范圍 0.1V～1000V，具備自適應(yīng)防擊穿保護(hù)機(jī)制。

電極系統(tǒng) 

標(biāo)配平行板電極，支持可調(diào)間距（0.1～10?mm）與多樣化電極材質(zhì)（如鍍金、氧化鋁陶瓷）。

溫控能力 

可選配溫度控制模塊，溫區(qū)范圍?40℃～300℃，控溫精度 ±0.5℃。

阻抗范圍 

測試阻抗范圍1Ω～100GΩ，需內(nèi)置LCR（電感-電容-電阻）復(fù)合測量功能。

測試原理

介電常數(shù)測量
基于平行板電容器原理，通過對材料填充電極后的電容值 (Cx) 與真空電容值 (C₀) 的比值計算介電常數(shù)ε= Cx / C0 )。實驗需消除邊緣效應(yīng)與殘余阻抗的影響。

介質(zhì)損耗角正切（tanδ）測量
采用電橋法或矢量阻抗法，測量材料在交變電場下電流與電壓的相位差角δ。介質(zhì)損耗 tanδ定義為損耗功率與儲存功率之比，即 tanδ = I_R/I_C，其中 I_R為電阻分量電流，I_C 為電容分量電流。

頻率掃描技術(shù)
在寬頻域內(nèi)施加正弦波信號，通過分析材料阻抗的實部與虛部特性曲線，獲取介電頻譜數(shù)據(jù)。

操作軟件

系統(tǒng)配套軟件需具備以下核心功能模塊：

參數(shù)配置 

支持自定義頻率步進(jìn)、電壓幅值及信號波形（正弦波、方波）。

校準(zhǔn)向?qū)?/span> 

提供開路、短路及負(fù)載校準(zhǔn)流程，自動修正寄生電容與引線電感誤差。

數(shù)據(jù)可視化 

實時顯示介電常數(shù)-頻率曲線、tanδ-頻率曲線及阻抗復(fù)平面圖（奈奎斯特圖）。

分析工具 

內(nèi)置Cole-Cole模型擬合、損耗峰定位功能，支持介電弛豫時間計算。

數(shù)據(jù)導(dǎo)出 

生成符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的PDF報告，支持CSV、MATLAB等格式輸出。

儀器結(jié)構(gòu)

信號發(fā)生與采集單元 

高穩(wěn)定性信號發(fā)生器：輸出低失真正弦波信號。

鎖相放大器（LIA）或阻抗分析儀：精準(zhǔn)提取微小電流信號幅值與相位。

電極與樣品架 

平行板電極組：采用同軸屏蔽結(jié)構(gòu)，減少電磁干擾。

可調(diào)支架：配備微米級精密導(dǎo)軌，實現(xiàn)電極間距的精確調(diào)節(jié)。

溫控模塊（選配）

雙層隔熱測試腔：集成加熱片與半導(dǎo)體制冷元件，實現(xiàn)快速升降溫。

屏蔽防護(hù)系統(tǒng) 

全金屬法拉第籠：抑制外界電磁噪聲，提升信噪比。

人機(jī)交互界面 

觸控屏主機(jī)：一鍵切換測試模式，實時顯示電容、電感、電阻復(fù)合參數(shù)。