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薄膜介电常数测试方法

电介质的电学性能及测试方法

电介质材料的电性包括介电性、压电性、铁电性和热释电性等。 1介电性、介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，介质中电场与原外加电场（真空中）的比值即为相对介电常数，又称诱电率，与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。介电常数又称电容率或相对电容率，表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据，常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值，表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。对介电常数越小即某介质下的电容率越小，应该更不绝缘。来个极限假设，假设该介质为导体，此时电容就联通了，也就没有电容，电容率最小。介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩和可极化性的增大而增大。在化学中，介电常数是溶剂的一个重要性质，它表征溶剂对溶质分子溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂，有较大隔开离子的能力，同时也具有较强的溶剂化能力。科标检测介电常数检测标准如下： GB11297.11-1989热释电材料介电常数的测试方法 GB11310-1989压电陶瓷材料性能测试方法相对自由介电常数温度特性的测试 GB/T12636-1990微波介质基片复介电常数带状线测试方法 GB/T1693-2007硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 GB/T2951.51-2008电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第51部分：填充膏专用试验方法滴点油分离低温脆性总酸值腐蚀性23℃时的介电常数23℃和100℃时的直流电阻率 GB/T5597-1999固体电介质微波复介电常数的测试方法 GB/T7265.1-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法微扰法 GB7265.2-1987固体电介质微波复介电常数的测试方法“开式腔”法 SJ/T10142-1991电介质材料微波复介电常数测试方法同轴线终端开路法 SJ/T10143-1991固体电介质微波复介电常数测试方法重入腔法 SJ/T11043-1996电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法 SJ/T1147-1993电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法 SJ20512-1995微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率测试方法 SY/T6528-2002岩样介电常数测量方法服务范围：老化测试、物理性能、电气性能、可靠性测试、阻燃检测等介电性能介电材料（又称电介质）是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下，构成电介质材料的内部微观粒子，如原子，离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离，并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动，从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关，在特定的的频率范围主要有四种极化机制：电子极化(electronic polarization，1015Hz)，离子极化(ionic polarization，1012～1013Hz)，转向极化(orientation polarization，1011～1012Hz)和空间电荷极化(space charge polarization，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关，极化的建立

介电常数的测量

《大学物理》实验报告学院：专业：姓名：学号：实验题目：介电常数的测量实验目的：1．掌握固体、液体电介质相对介电常数的测量原理及方法 2．学习减小系统误差的实验方法 3．学习用线性回归处理数据的方法。实验原理:用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器，其电容量为： D S C ε= D 为极板间距，S 为极板面积，ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为 0ε，m F /1085.8120-?=ε。考察一种电介质的介电常数，通常是看相对介电常数，即与真空介电常数相比的比值r ε。如能测出平行板电容器在真空里的电容量C 1及充满介质时的电容量C 2，则介质的相对介电常数即为 1 2 r C C ε= 然而C 1、C 2的值很小，此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可忽略，这些因素将会引起很大的误差，该误差属系统误差。本实验用电桥法和频率法分别测出固体和液体的相对介电常数，并消除实验中的系统误差。 1．用电桥法测量固体电介质相对介电常数将平行板电容器与数字式交流电桥相连接，测出空气中的电容C 1和放入固体电介质后的电容C 2。 1101C C C C 分边++= 222C C C C 分边串++= 其中C 0是电极间以空气为介质、样品的面积为S 而计算出的电容量： D S C 00ε= C 边为样品面积以外电极间的电容量和边界电容之和，C 分为测量引线及测量系统等引起的分

布电容之和，放入样品时，样品没有充满电极之间，样品面积比极板面积小，厚度也比极板的间距小，因此由样品面积内介质层和空气层组成串联电容而成C 串，根据电容串联公式有： (D-t) εt S εεt S εεt D S εt S ε εD-t S εC r r r r +=+-? =0 0000串当两次测量中电极间距D 为一定值，系统状态保持不变，则有21C C 边边=、21C C 分分=。得：012C C C C +-=串最终得固体介质相对介电常数：t) (D C S εt C ε r --?= 串0串该结果中不再包含分布电容和边缘电容，也就是说运用该实验方法消除了由分布电容和边缘效应引入的系统误差。 2．线性回归法测真空介电常数0ε 上述测量装置在不考虑边界效应的情况下，系统的总电容为：分0 0C D S εC += 保持系统分布电容不变，改变电容器的极板间距D ，不同的D 值，对应测出两极板间充满空气时的电容量C 。与线性函数的标准式BX A Y +=对比可得：C Y =，分C A =， 00S B ε=，D 1 X = ，其中S 0为平行板电容极板面积。用最小二乘法进行线性回归，求得分布电容C 分和真空介电常数0ε（空εε≈0）。 3．用频率法测定液体电介质的相对介电常数所用电极是两个容量不相等并组合在一起的空气电容，电极在空气中的电容量分别为C 01和C 02，通过一个开关与测试仪相连，可分别接入电路中。测试仪中的电感L 与电极电容和分布电容等构成LC 振荡回路。振荡频率为： LC 2π1 f =，或 22 2 241f k Lf C ==π 其中分C C C 0+=。测试仪中电感L 一定，即式中k 为常数，则频率仅随电容C 的变化而变化。当电极在空气中时接入电容C 01，相应的振荡频率为f 01 ，得：2012 01f k C C =+分，接入电容C 02，相应的振荡频率为f 02 ，得：202 2 02f k C C =+分

(整理)介电强度测试仪

ZDYJ-B 绝缘油介电强度测试仪使用手册

真诚服务共谋发展

目录一、概述 (2) 二、技术参数 (3) 三、面板布置与说明（示意图） (3) 四、操作说明 (4) 1．准备开机 (4) 2．数据设置 (4) 3. 数据管理 (9) 4．开始试验 (12) 附录一 (17) 附录二 (18) 五、注意事项 (19) 六、运输、贮存 (19) 七、售后服务................................ 错误！未定义书签。

ZDYJ-B系列绝缘油介电强度测试仪一、概述我公司生产的ZDYJ-B系列绝缘油介电强度测试仪（以下简称试油机）采用工业单片机控制，应用大规模集成电路，新型I/O接口，加上独特的检测及抗干扰技术，极大地提高了设备性能。主要特点有： 1．操作简单，自动化程度高（只需按一键即可）； 2．菜单管理，输入参数简便明了； 3．可存储99组油样测试数据，方便日后调阅及打印，试验数据在关闭电源状态下可保存100年； 4．系统时钟在关闭电源状态下仍可继续运行；（本系统内部时间供参考，不作标准计时用） 5．可通过RS232口进行软件升级； 6．抗干扰能力强，检测精度高； 7．体积小、重量轻，便于野外作业。

二、技术参数三、面板布置与说明（示意图） 4 5 6 7 1 —高压仓 2 —打印机 3 —接地端 4 —电源插座 5 —电源开关 6 —显示屏 7 —键盘

四、操作说明 1．准备开机将仪器的电源开关置于“关”的位置，可靠接好地线。用专用的电源线将交流220V接至仪器，合上电源开关，仪器的显示屏（LCD）显示仪器型号、名称、编号、软件版本、系统时间等基本信息（开机LOGO）。 2．数据设置（1）设置系统时间 a开机LOGO，按【菜单】键进入主菜单。主菜单有三个选项：“设置系统时间”“设置测试参数”和“数据管理”。 b 认】键进入时间设置界面。

绝缘油介电强度测试仪的试验方法及试验标准

在电力系统、铁路系统及大型石油化工厂矿，企业都有大量的电气设备，其内部绝缘大都是充油绝缘型的，绝缘油的介电强度是必测的常规试验。全自动绝缘油介电强度测试仪具有自动测试、自动搅拌、自动处理、自动打印记数字显示等功能，且测试精度高、操作方便、安全可靠。下面为大家介绍一下绝缘油介电强度测试仪的试验方法及试验标准。 1试验条件除环境试验外，其余各项试验均在下述基准条件下进行： a)环境温度：(20±5)℃。 b)相对湿度：不大于80%。 c)大气压力：86kPa~106kPa。 2试验时使用的标准装置试验时使用的标准装置的额定电压不应低于被检绝缘油介电强度测试仪的额定电压，其引入的测量不确定度不应大于被检测试仪最人允许误差的1/4。 3外观检查

用手感目视方法检查测试仪外观。油杯电极及标准尺寸永螺旋测微器或游标卡尺测量。 4安全性能测试仪 4.1绝缘电阻用500V绝缘电阻测试仪测量电源端对机壳的绝缘电阻，绝缘电阻应大于20MΩ。 4.2介电强度在电源输入端对机壳施加5kV、1min工频交流电压，试验中应无击穿、飞弧现象。4.3接地保护使用不低于2级游标卡尺测量金属接地端子直径，端子直径不应小于6mm。 4.4击穿保护油杯中加上被试油，进行正常升压试验只被试油击穿，使用模拟宽带不低于100MHz 的示波器测量被试油发生击穿直到试验电压到零所持续的时间，重复进行10次。当试油发生击穿后，应能在10ms内切断油杯上的高压。 4.5安全保护不加安全屏障，进行升压试验，测试仪应不能升压；加上安全屏障，升压至10kV时移去屏障，测试仪应断电；永高压测量仪器测量测试仪，应无高压输出。 5性能试验 5.1电压测量误差试验接线参见下图，根据测试仪的额定电压设定电压示值误差试验点，通常应包括 20kV、30kV、40kV、50kV、60kV知道额定电压。使用标准电压测量测试装置直接测量被检测试仪的输出电压并记录示值，按下式计算电压测量示值误差，试验结果应符合下表的要求。

材料的介电常数和磁导率的测量

无机材料的介电常数及磁导率的测定一、实验目的 1. 掌握无机材料介电常数及磁导率的测试原理及测试方法。 2. 学会使用Agilent4991A 射频阻抗分析仪的各种功能及操作方法。 3. 分析影响介电常数和磁导率的的因素。二、实验原理 1.介电性能介电材料（又称电介质）是一类具有电极化能力的功能材料，它是以正负电荷重心不重合的电极化方式来传递和储存电的作用。极化指在外加电场作用下，构成电介质材料的内部微观粒子，如原子，离子和分子这些微观粒子的正负电荷中心发生分离，并沿着外部电场的方向在一定的范围内做短距离移动，从而形成偶极子的过程。极化现象和频率密切相关，在特定的的频率范围主要有四种极化机制：电子极化 (electronic polarization ，1015Hz)，离子极化 (ionic polarization ，1012～1013Hz)，转向极化 (orientation polarization ，1011～1012Hz)和空间电荷极化 (space charge polarization ，103Hz)。这些极化的基本形式又分为位移极化和松弛极化，位移极化是弹性的，不需要消耗时间，也无能量消耗，如电子位移极化和离子位移极化。而松弛极化与质点的热运动密切相关，极化的建立需要消耗一定的时间，也通常伴随有能量的消耗，如电子松弛极化和离子松弛极化。相对介电常数（ε），简称为介电常数，是表征电介质材料介电性能的最重要的基本参数，它反映了电介质材料在电场作用下的极化程度。ε的数值等于以该材料为介质所作的电容器的电容量与以真空为介质所作的同样形状的电容器的电容量之比值。表达式如下： A Cd C C ?==001εε （1）式中C 为含有电介质材料的电容器的电容量；C 0为相同情况下真空电容器的电容量；A 为电极极板面积；d 为电极间距离；ε0为真空介电常数，等于8.85×10-12 F/m 。另外一个表征材料的介电性能的重要参数是介电损耗，一般用损耗角的正切（tanδ）表示。它是指材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应

ZIJJ-绝缘油介电强度全自动测试仪.

Z I J J-Ⅱ绝缘油介电强度全自动测试仪一、简介 ZIJJ-Ⅱ型绝缘油介电强度自动测试仪是依据国际IEC－156和国标GB507-86《绝缘油介电强度测定法》的要求，同广大使用者的反馈意见，在HCJ－9101的基础上，开发的全自动化仪器。本仪器选用单片机为主导，先设定后开机测试的方法，全部过程由微机自动运行控制，操作简单，方便适用。二、用途与特点本仪器适合测试各种绝缘油介电强度。其主要性能特点： 1.本仪器设有自动检测功能，如开机自动进入复位状态执行调压器回零。２.采用了微型TPU－A面板式打印机，自动打印输出。３.根据用户需求可改变测试次数、搅拌静置时间、声控光控提醒连续打印与非打印。４.本仪器采用全自动磁振子搅拌，消除油样的不均匀和气泡。三、技术规格１.工作电源：AC220V ±10%、50HZ ±5% ２.测量范围：AC 0－80KV ３.限定电流：5mA ４.测量精度：1%

５.调压速度：2KV/S±10% ６.预定设置：次数1－9 搅拌时间 0－1分39秒静置时间 0－10分39秒７.使用条件：环境温度0℃－35℃ 相对湿度≤75% ８. 油杯间隙：2.5mm(油杯塞尺直径) ９. 体积: 415×315×315mm3 １０. 重量：28kg 四、面板说明图一面板示意图（１）电源开关（２）电源插座（３）高压舱（４）安全开关（５）安全接地（６）Ａ保险（７）显示屏（８）设置盘（９）指示灯（１０）键盘（１１）打印机五、操作步骤

1. 输入电源连接安全接地，插入220V交流电源，检测电源正确无误。 2. 取油样 2.１将油杯两电极间距调整在 2.5mm ；逆时针旋下油杯轴杆一端的塞尺棒，将另一端电极调整在偏中位置，将锁住此轴杆的螺钉旋紧，取塞尺棒于两电极间靠紧两电极，锁住螺钉取出塞尺，顺时针旋于原轴杆内，如图二。图二高压舱内布置图（１）高压舱（２）高压柱（３）轴杆（４）电极（５）塞尺（６）油杯（７）轴杆固定螺丝（８）磁振子 2.２将油杯处理干净，置干净的磁振子于油杯内，注满准备好的油样，取下高压罩置油杯于高压舱两高压柱间，平稳放置盖上高压罩压好安全开关。 3. 预定设置 3.１设定值共有6位预选盘如图三：

介电常数的测定 (4)

介电常数的测定 0419 PB04204051 刘畅畅实验目的了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围，掌握替代法，比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法，用自己设计与制作的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数。数据处理与分析（一）原理：介质材料的介电常数一般采用相对介电常数r ε来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出r ε，它们满足如下关系： 00r Cd S εεεε= = 式中ε为绝对介电常数，0ε为真空介电常数，12 08.8510/F m ε-=?，S 为样品的有效面积，d 为样品的厚度，C 为被测样品的电容量，通常取频率为1kHz 时的电容量C 。（二）实验过程及数据处理压电陶瓷尺寸：直径： 0.9524.7840.063D mm v mm == 厚度： 0.950.2720.043H mm v mm == 一．根据所给仪器、元件和用具，采用替代法设计一台简易的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数r ε。在实验中采用预习报告中的图()a 连接电路，该电路为待测电容Cx 、限流电阻0R 、安培计与信号源组成的简单串联电路。接入Cx ，调节信号源频率和电压及限流电阻0R ，使安培计读数在毫安范围内恒定（并保持仪器最高的有效位数），记下Ix 。再换接入Cs ，调节Cs 与Rs ，使Is 接近Ix 。若Cx 上的介电损耗电阻Rx 与标准电容箱的介电损耗电阻Rs 相接近，即Rx Rs ≈，则Cx Cs =。测得的数据如下：输出频率 1.0002~1.0003kHz 输出电压 20V

Ix=1.5860mA Is=1.5872mA Cs=0.0367F R=1000μΩ Is Ix ≈。此时Rx Rs ≈，有Cx Cs ≈。所以Cx = Cs = 0.0367 F μ。 63 212 2 2 30012 00.0367100.272102339.264024.784108.8510 3.1422r Cd CH C N m S D εεεεεπ------???=== = =?????????? ? ? ?? ?? 二．用比较法设计一台简易的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数r ε。在Rx Rs ≈的条件下，测量Cx 与Cs 上的电压比Vs Vx 即可求得Cx ： Vs Cx Cs Vx =? （Vs 可以不等于Vx ）测得的数据如下：输出频率 1.0003~1.0004kHz 输出电压 20V Vx = 3.527V Vs = 3.531V Cs = 0.0367F R = 1000μΩ Rx Rs ≈。Cx 与Cs 上的电压比 3.5270.9988673.531 Vs Vx == 683.527 0.036710 3.6658103.531 Vs Cx Cs F Vx --∴=?=??=? 83 212 2 2 30012 0 3.6658100.272102336.586924.784108.8510 3.1422r Cd CH C N m S D εεεεεπ------???=== = =?????? ???? ? ? ?? ?? 三．用谐振法设计一台简易的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数r ε。由已知电感L （取1H ），电阻R （取1k Ω）和待测电容Cx 组成振荡电路，改变信号源频率使RLC 回路谐振，伏特计上指示最大，则电容可由下式求出： 22 14Cx f L π= 式中f 为频率，L 为已知电感，Cx 为待测电容。

大学物理实验-介电常数的测量

介电常数的测定实验报告数学系周海明 PB05001015 2006-11-16 实验题目：介电常数的测定实验目的：了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围，掌握替代法，比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法，用自己设计与制作的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数。实验原理：介质材料的介电常数一般采用相对介电常数r ε来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出r ε，它们满足如下关系：S Cd r 00εεεε== （1）。式中ε为绝对介电常数，0ε为真空介电常数，m F /10 85.812 0-?=ε，S 为样品的有效面积，d 为样品的厚度，C 为被测样品的电容量，通常取频率为1kHz 时的电容量C 。一、替代法替代法参考电路如图1所示，将待测电容C x （图中R x 是待测电容的介电损耗电阻），限流电阻R 0(取1k Ω)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关K 1，调节信号源的频率和电压及限流电阻R 0，使安培计的读数在毫安范围恒定（并保持仪器最高的有效位数），记录读数I x 。将开关K 2打到B 点，让标准电容箱C s 和交流电阻箱R s 替代C x 调节C s 和R s 值，使I s 接近I x 。多次变换开关K 2的位置(A,B 位)，反复调节C s 和R s ，使X S I I =。假定C x 上的介电损耗电阻R x 与标准电容箱的介电损耗电阻R s 相接近（s x R R ≈），则有

s x C C =。另一种参考电路如图2所示，将标准电容箱C s 调到极小值，双刀双掷开关K 2扳到AA ’，测量C x 上的电压V x 值；再将K 2扳到BB ’，调节C s 让C s 上的电压V S 接近V x 。将开关K 2来回扳到AA ’和BB ’位，不断调节C s 和R s 值，使伏特计上的读数不变，即X S V V =，若s x R R ≈，则有 s x C C =。二、比较法当待测的电容量较小时，用替代法测量，标准可变电容箱的有效位数损失太大，可采用比较法。此时电路引入的参量少，测量精度与标准电容箱的精度密切相关，考虑到C s 和R s 均是十进制旋钮调节，故无法真正调到 X S V V =，所以用比较法只能部分修正电压差带来的误差。比较法的参考电路如图3所示，假定C s 上的R x 与R s 接近（s x R R ≈），则测量C x 和C s 上的电压比V s /V x 即可求得C x ：X S s x V V C C /?=。三、谐振法谐振法测量电容的原理图见图4，由已知电感L （取1H ），电阻R （取1k Ω）和待测电容C x 组成振荡电路，改变信号源频率使RLC 回路谐振，伏特计上指示最大，则电容可由下式求出： L f C X 2241 π= （2）。式中f 为频率，L 为已知电感，C x 为待测电容。为减小误差，这时可采用谐振替代法来解决。谐振替代法参考电路如图5所示，将电感器的一端与待测电容C x 串联，调节频率f 使电路达到谐振，此时电容上的电压达到极大值，固定频率f 0，用标准电容箱C s 代替C x ，调节C s 使电路达到谐振，电容上的电压再次达到极大值，此时s x C C =。

绝缘电阻抗电强度测试规范

绝缘电阻抗电强度测试规范文件编号文件名绝缘电阻和抗电强度试验检测规范版本 A00 (1).测试目的本实验是为了确保产品电气绝缘设计达到预先设计所需的要求，并符合相关标准，减小操作人员和可能与设备接触的人员遭受电击或伤害的危险。 (2).测试条件:可参考GB19510.1-2004和GB8898-2001“10.2-10.3”。 a.用耐压测试仪和绝缘阻抗测试仪进行实验。 b.抗电强度电压值设定和P-S绝缘阻抗设定值见下表: 表一介电强度试验电压工作电压 U (V) 试验电压 (V) U?42 500 基本绝缘 2U+1,000 发 42,U?1,000 补充绝缘 2U+1,750 双重或加强绝缘 4U+2,750 在既采用加强绝缘又采用双重绝缘的情况下，应该注意不应使施加在加强绝缘的电压过度超过基本绝缘或补充绝缘的负荷表二绝缘电阻值受试绝缘部位绝缘电阻(MΩ) 带电部件与壳体之间: 10 —基本绝缘—加强绝缘 20 输入线路与输出线路之间 20 只用基本绝缘与带电部件隔离的?类灯具驱动器的金属部件与壳体之20 间与绝缘材料外壳的内表面和外表面相接触的金属箔之间 10 另外对于某些产品在客户有特殊要求时，按客户要求的标准测试。 (3). 检验方法:

将被测试产品的电源输入端L，N短接在一起，所有的输出端也短接在一起。连接到绝缘阻抗测试仪或抗电强度测试仪进行实验。第C- 1 页 (4). 测试步骤: a. 将抗电强度测试仪和绝缘阻抗测试仪设定在标准值上，对绝缘电阻施加1 分钟的绝缘电阻不小于表二所给值。对抗电强度按下列规定: 直流500V电压测试, 1.对承受直流(无纹波)电压应力的绝缘，用直流电压进行试验; 2.对承受交流电压应力的绝缘，用电网电源频率的交流电压进行试验。 b. 将被测试产品短接好，连到测试仪的输出线上。 c. 开始测试，先用绝缘阻抗测试仪检测绝缘电阻;再用抗电强度测试仪测试抗电强度。并做好相关记录。 (5). 测试后检验: a.测试期间不能有火花、电弧产生;被测试样品绝缘应无闪络、击穿现象，耐压测试仪不报警。 b(测试完成后检测被测试样品的所有性能均需正常。 (6). 注意要点: a.抗电强度测试时预先施加的试验电压不应大于规定电压值的一半，然后迅速将试验电压升高到全值并持续1min，漏电流不大于10mA。 b.设备的安全不应受到在预期使用中可能出现的湿热环境的损害，因此除另有特殊规定外，都应在湿热处理后，再立即进行绝缘电阻和抗电轻度测试来检验是否合格。

大学物理实验-介电常数的测量

介电常数的测定实验报告数学系周海明 PB05001015 2006-11-16 实验题目：介电常数的测定实验目的：了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围，掌握替代法，比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法，用自己设计与制作的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数。实验原理：介质材料的介电常数一般采用相对介电常数r ε来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出r ε，它们满足如下关系：S Cd r 00εεεε== （1）。式中ε为绝对介电常数，0ε为真空介电常数， m F /1085.8120-?=ε，S 为样品的有效面积，d 为样品的厚度，C 为被测样品的电容量，通常取频率为1kHz 时的电容量C 。一、替代法替代法参考电路如图1所示，将待测电容C x （图中R x 是待测电容的介电损耗电阻），限流电阻R 0(取1k Ω)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关K 1，调节信号源的频率和电压及限流电阻R 0，使安培计的读数在毫安范围恒定（并保持仪器最高的有效位数），记录读数I x 。将开关K 2打到B 点，让标准电容箱C s 和交流电阻箱R s 替代C x 调节C s 和R s 值，使I s 接近I x 。多次变换开关K 2的位置(A,B 位)，反复调节C s 和R s ，使X S I I =。假定C x 上的介电损耗电阻R x 与标准电容箱的介电损耗电阻R s 相接近（s x R R ≈），则有s x C C =。

另一种参考电路如图2所示，将标准电容箱C s 调到极小值，双刀双掷开关K 2扳到AA ’，测量C x 上的电压V x 值；再将K 2扳到BB ’，调节C s 让C s 上的电压V S 接近V x 。将开关K 2来回扳到AA ’和BB ’位，不断调节C s 和R s 值，使伏特计上的读数不变，即X S V V =，若 s x R R ≈，则有s x C C =。二、比较法当待测的电容量较小时，用替代法测量，标准可变电容箱的有效位数损失太大，可采用比较法。此时电路引入的参量少，测量精度与标准电容箱的精度密切相关，考虑到C s 和R s 均是十进制旋钮调节，故无法真正调到X S V V =，所以用比较法只能部分修正电压差带来的误差。比较法的参考电路如图3所示，假定C s 上的R x 与R s 接近（s x R R ≈），则测量C x 和C s 上的电压比V s /V x 即可求得C x ：X S s x V V C C /?=。三、谐振法谐振法测量电容的原理图见图4，由已知电感L （取 1H ），电阻R （取1k Ω）和待测电容C x 组成振荡电路，改变信号源频率使RLC 回路谐振，伏特计上指示最大，则电容可由下式求出：L f C X 2241 π= （2）。式中f 为频率，L 为已知电感，C x 为待测电容。为减小误差，这时可采用谐振替代法来解决。谐振替代法参考电路如图5所示，将电感器的一端与待测电容C x 串联，调节频率f 使电路达到谐振，此时电容上的电压达到极大值，固定频率f 0，用标准电容箱C s 代替C x ，调节C s 使电路达到谐振，电容上的电压再次达到极大值，此时s x C C =。

大学物理实验介电常数的测量的讲义

固体与液体介电常数的测量一、实验目的: 运用比较法粗测固体电介质的介电常数，运用比较法法测量固体的介电常数,谐振法测量固体与液体的介电常数(以及液体的磁导率)，学习其测量方法及其物理意义，练习示波器的使用。二、实验原理：介质材料的介电常数一般采用相对介电常数εr 来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出εr ，它们满足如下关系： S Cd r 00εεεε== 式中ε为绝对介电常数，ε0为真空介电常数，m F /1085.8120 -?=ε，S 为样品的有效面积，d 为样品的厚度，C 为被测样品的电容量，通常取频率为1kHz 时的电容量C 。替代法：替代法的电路图如下图所示。此时电路测量精度与标准电容箱的精度密切相关。实际测量时，取R=1000欧姆,我们用双踪示波器观察,调节电容箱和电阻箱的值,使两个信号相位相同, 电压相同，此时标准电容箱的容值即为待测电容的容值。

谐振法： 1、交流谐振电路：在由电容和电感组成的LC 电路中，若给电容器充电，就可在电路中产生简谐形式的自由电振荡。若电路中存在交变信号源，不断地给电路补充能量，使振荡得以持续进行，形成受迫振动，则回路中将出现一种新的现象——交流谐振现象。RLC 串联谐振电路如下图所示: 图一：RLC 串联谐振电路其中电源和电阻两端接双踪示波器。电阻R 、电容C 和电感L 串联电路中的电流与电阻两端的电压是同相位的，但超前于电容C 两端的电压2π ，落后于电感两端的电压2π ，如图二。图二：电阻R 、电容C 和电感L 的电压矢量图电路总阻抗：Z = = L V → -R V →

介电常数的测量

实验七介电常数的测量 ε和损耗角tgδ的温度和频率特性，可以获取物质内部测量物质在交变电场中介电常数 r 结构的重要信息。DP—5型介电谱仪内置带有锁相环(PLL)的宽范围正弦频率合成信号源和由乘法器、同步积分器、移相器等组成的锁定放大测量电路，具有弱信号检测和网络分析的功能。对填充介质的平行板电容器的激励信号的正交分量(实部和虚部)进行比较、分离、测量，检测介电频率谱和温度谱。作为大学物理实验的内容，具有测量精度高、方法新颖、知识性和实用性强等特点。 [目的要求] ε和损耗角tgδ的温度和频率特性。 1．学习用介电谱仪测量物质在交变电场中介电常数 r 2．了解带有锁相环(PLL)的正弦频率合成信号源和锁定放大测量电路的原理和结构。 3．掌握对信号的正交分量(实部和虚部)进行比较、分离、测量的方法。 [实验原理] 图1测量原理图原理如图1所示.置于平板电极之间的样品，在正弦型信号的激励下，等效于电阻R和电容C的并联网络。其中电阻R是用来模拟样品在极化过程中由于极化滞后于外场的变化所引起的能量损失。若极板的面积为A，间距为d，则： R=d/Aσ， C=εA／d， tgδ=1／ωRC=σ／ωε 式中ε=εoεr，εo为真空介电常量，σ为与介电极化机制有关的交流电导率。设网络的复阻抗为Z，其实部为Z’，虚部为Z″，样品上激励电压为Vs(基准信号)，通过样品的电流由运放ICl转化为电压Vz：(样品信号)，用V’s，V″s和V″z分别表示其实部和虚部，则有：Vz＝RnVs／Z， σ=K(V’sV’z+V″sV″z)， ωε=K(V’sV″z-V″sV’z) tgδ=(V’sV’z+V″sV″z)/ (V’sV″z-V″sV’z) 式中K=d／ARn(V’sV’s+V″sV″s)。电压的实部和虚部通过开关型乘法器IC2和π／2移相器IC3实现分离后测量。IC2的作用是将被测正弦信号Vz(或Vs)与同频率的相关参考方波Vr相乘。本系统测量时通过移相微调电路使Vr和vs同相位，即Vs的虚部V″s=O，测量公式简化为： σ=K’V’z， ωε=K’V″z, tgδ=V’z/V″z

电气性能检测法

电气性能检测一般衡量电气性能的指标有以下几个方面：介电强度，在连续升高的电压下电极间试样被击穿时电压与试样厚度之比，单位KV/mm（2）介电常数，以塑料为介质时的电容与以真空为介质的电容之比介电损耗，表征该绝缘材料在交流电场下能量损耗的一个参量，是外施电压与通过试样的电流之间的余角正切。体积电阻系数和表面电阻系数耐电弧性，表示塑料对电弧，电火花的抵抗能力，塑料的耐电弧性常以烧焦的时间（s）表示塑料材料、橡胶材料、涂料涂层、绝缘漆、建筑材料、金属材料、电线电缆、电子电器、陶瓷材料等。 GB 11297.11-1989热释电材料介电常数的测试方法 GB 11310-1989 压电陶瓷材料性能测试方法相对自由介电常数温度特性的测试 GB/T 12636-1990 微波介质基片复介电常数带状线测试方法 GB/T 1693-2007 硫化橡胶介电常数和介质损耗角正切值的测定方法 GB/T 2951.51-2008 电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第51部分：填充膏专用试验方法滴点油分离低温脆性总酸值腐蚀性23℃时的介电常数23℃和100℃时的直流电阻率 GB/T 5597-1999 固体电介质微波复介电常数的测试方法 GB/T 7265.1-1987 固体电介质微波复介电常数的测试方法微扰法 GB 7265.2-1987 固体电介质微波复介电常数的测试方法“开式腔”法 SJ/T 10142-1991 电介质材料微波复介电常数测试方法同轴线终端开路法 SJ/T 10143-1991 固体电介质微波复介电常数测试方法重入腔法 SJ/T 11043-1996 电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法 SJ/T 1147-1993 电容器用有机薄膜介质损耗角正切值和介电常数试验方法 SJ 20512-1995 微波大损耗固体材料复介电常数和复磁导率测试方法 SY/T 6528-2002 岩样介电常数测量方法 GB/T 3333-1999 电缆纸工频击穿电压试验方法 GB/T 3789.17-1991发射管电性能测试方法电气强度的测试方法 GB/T 507-2002 绝缘油击穿电压测定法 GB 7752-1987 绝缘胶粘带工频击穿强度试验方法 SH/T 0101-1991 石油蜡和石油脂介电强度测定法 GB/T 1424-1996 贵金属及其合金材料电阻系数测试方法 GB/T 351-1995 金属材料电阻系数测量方法 HG/T 3331-1978 绝缘漆漆膜体积电阻系数和表面电阻系数测定法(原HG/T 2-59-78) HG 3332-1978 绝缘漆耐电弧性测定法 HG/T 3332-1980 耐电弧漆耐电弧性测定法

GB507—86 绝缘油介电强度测定方法

中华人民共和国国家标准 UDC665.546 ∶543.25 绝缘油介电强度测定方法GB507—86 代替GB507—77 Insulating oils-Determination of the dielectric strength 国家标准局1986-06-25发布1987-06-01实施本方法适用于验收20℃时粘度不大于50mm2/s的各种绝缘油。例如：变压器油、电容器油、电缆油等新油或使用过的油，但主要是用于新油。介电强度并不是用来评定绝缘油质量的一个标准，而是一项常规试验。它是用来阐明绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度以及打算注入设备前进行干燥和过滤是否适宜。本标准是参照采用国际电工委员会标准IEC156《绝缘油介电强度测定法》制订的。 1 方法概要测定方法是将放在专门设备里的被测试样经受一个按一定速率连续升压的交变电场的作用直至油击穿。测量值与所用的测量设备和采用的方法有很大关系。 2 仪器 2.1 变压器 2.1.1 试验电压是从交流(50Hz)的低压电源供电的一个升压变压器得到的。通过手调或自动控制装置逐渐增加初级线圈电压，经升压后的次级线圈电压施加于试验油杯的电极上。该电压应是一近似正弦的波形，其峰值因数应在2±5% 范围。 2.1.2 变压器和相配的装置应能在电压大于15kV时产生一个20mA的最小短路电流。 2.2 保护装置 2.2.1 装置应良好接地。 2.2.2 进行试验时尽可能防止产生高频振荡。 2.2.3 为了保护设备和避免试油在击穿瞬间的分解，可与试验油杯串联一个电阻，以限制击穿电流。 2.2.4 高压变压器的初级电路上接一个断路器，这个断路器能在试样击穿后不超过0.02s的时间内因试样的击穿电流作用而动作。断路器接一个无电压释放线圈以保护设备。 2.3 电压调节 2.3.1 电压调节可用下列设备之一来实现： 2.3.1.1 变比自耦变压器。 2.3.1.2 电阻分压器。 2.3.1.3 发电机磁场调节。 2.3.1.4 感应调节器。 2.3.2 电压调节最好采用自动升压系统，因为手控调节不易得到要求的匀速升压。

介电常数实验报告

基础实验物理报告学院专业：实验名称介电常数实验报告姓名班级学号一、实验原理二、实验设备三、实验内容四、实验结果

一、实验原理介电常数是电介质的一个材料特征参数。用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器，其电容量为： S C D D 为极板间距， S 为极板面积，ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为 0 ，08. 851012 F / m 。考察一种电介质的介电常数，通常是看相对介电常数，即与真空介电常数相比的比值 r 。如能测出平行板电容器在真空里的电容量C1及充满介质时的电容量C2，则介质的相对介电常数即为 ε r C 2 C 1 然而 C1、 C2的值很小，此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可忽略，这些因素将会引起很大的误差，该误差属系统误差。本实验用电桥法和频率法分别测出固体和液体的相对介电常数，并消除实验中的系统误差。 1．用电桥法测量固体电介质相对介电常数将平行板电容器与数字式交流电桥相连接，测出空气中的电容C1和放入固体电介质后的电容C2。 C 1 C 0 C 边1 C 分1 C 2 C 串C 边 2 C 分 2 其中 C0是电极间以空气为介质、样品的面积为S 而计算出的电容量： C 00 S D C 边为样品面积以外电极间的电容量和边界电容之和， C 分为测量引线及测量系统等引起的分布电容之和，放入样品时，样品没有充满电极之间，样品面积比极板面积小，厚度也比极板的间距小，因此由样品面积内介质层和空气层组成串联电容而成C 串，根据电容串联公式有： ε0 Sεrε0S C 串D-t t εrε0 S ε0 Sεrε0S t εr(D-t) D t t

灯具潮湿绝缘电阻介电强度试验规范要求

灯具防潮绝缘电阻介电强度试验要求一、目的：充分验证灯具正常环境或恶劣环境下，产品使用或工作过程中的安全性能；二、适用范围：灯具、电子镇流器等三、规范引用标准：GB7000.1-2007《灯具第一部分一般要求与试验》中9.3、第10章、 GB19510.1-2009第11章、第12章。四、试验程序：潮湿试验处理完成后，立即进行绝缘电阻试验和介电强度试验。五、潮湿试验： 1、试验前样品的处理：将样品放到潮湿箱之前，先使样品的温度达到t和（t+4℃）之间。即在t和（t+4℃）的房间环境温度内放置4小时，使样品的温度达到要求的温度。 3、试验条件：将测试样品以正常使用时最不利的方式放置在潮湿箱内，箱内空气的湿度保持在91%～95%，温度保持在20℃～30℃之间的任一适宜的温度值t，且变化不得超过1℃。且在试验期间，潮湿箱内的空气要能够始终保持流通。样品放在潮湿箱内48h。 3、试验要求：经过48h试验后，样品表面不应有任何明显的损坏迹象，不能有明显的生锈、变形等不良； 4、本试验的合格性，由潮湿处理完成后，立即进行绝缘电阻和介电强度试验来检验。 5、进行绝缘电阻和介电强度试验时，下述部件应断开，使试验电压加到部件的绝缘上，而不是加到这些部件的电容或电感功能元件上： 1）旁路连接的电容器； 2）带电部件和灯具壳体之间的电容器； 3）连接在带电部件之间的扼流圈和变压器； 6、若不可能将金属箔置于衬垫或挡板上，则要对三片衬垫或挡板进行试验，将它们取出放在两个直径为20mm的金属球之间，并用2N0.5N的力将其压在一起进行试验； 7、晶体管镇流器的试验条件应按GB19510的规定；六、绝缘电阻试验： 1、在做完潮湿试验后，保证样品下述部件之间应有充分的绝缘性，立即进行绝缘电阻试验； 2、试验部件和试验条件：

电介质强度测试仪的操作规程

电介质强度测试仪的操作规程一、适用范围适用于公司内电介质强度测试仪的使用。二、环境条件： 1、工作环境温度：xx℃；相对湿度：＜80%RH。 2、储存环境温度：0-40℃；相对湿度：＜80%RH。 3、其它条件：工作及储存场所无阳光直射、无腐蚀性气体、灰尘少、无明显振动，温度变化率不大于5℃/h。三、使用方法：1）此测试时是治疗机的不接电源的情况下测试，测试过程中会要高压，注意任意必须远离治疗机10CM以上的距离；2）A-a1：将电介质强度测试仪的一根测试线接在电源接口的230V的任一根线上，测试线的另外一根测试线接在治疗机上的外壳的任意金属触点上，然后打开测试仪的电源开关，调节电压调节旋钮，观察刻度表上的电压值，调节到1500V时停止旋钮调节（注意表上每个小刻度是250V），然后测试1分钟并听和观察治疗机内是否有异常响声，无则合格。然后调节电压旋钮至0V并关闭电介质强度测试仪的电源；3）A-a2：将电介质强度测试仪的一根测试线接在电源接口的230V的任一根线上，测试线的另外一根测试线接在治疗机上的塑料外壳上，然后打开测试仪的电源开关，调节电压调节旋钮，观察刻度表上的电压值，调节到4000V 时停止旋钮调节，然后测试1分钟并听和观察治疗机内是否有异常响声，无则合格。然后调节电压旋钮至0V并关闭电介质强度测

试仪的电源；4）B-a：将电介质强度测试仪的一根测试线接在电源接口的230V的任一根线上，测试线的另外一根测试线接在治疗机上的导光臂上，然后打开测试仪的电源开关，调节电压调节旋钮，观察刻度表上的电压值，调节到4000V时停止旋钮调节，然后测试1分钟并听和观察治疗机内是否有异常响声，无则合格。然后调节电压旋钮至0V并关闭电介质强度测试仪的电源；5）将检验结果填写在检验记录报告上。四、注意事项：1、本仪器的电源输入插座应带有保护接地线。2、本仪器的电源输入插座应保持相线和中线（L、N）的正确接法。3、使用后填写仪器使用记录。

绝缘电阻抗电强度测试规范.

(1).测试目的本实验是为了确保产品电气绝缘设计达到预先设计所需的要求，并符合相关标准，减小操作人员和可能与设备接触的人员遭受电击或伤害的危险。 (2).测试条件：可参考GB19510.1-2004和GB8898-2001“10.2-10.3”。 a.用耐压测试仪和绝缘阻抗测试仪进行实验。 b.抗电强度电压值设定和P-S绝缘阻抗设定值见下表：表一介电强度试验电压另外对于某些产品在客户有特殊要求时，按客户要求的标准测试。 (3). 检验方法：将被测试产品的电源输入端L，N短接在一起，所有的输出端也短接在一起。连接到绝缘阻抗测试仪或抗电强度测试仪进行实验。

(4). 测试步骤： a. 将抗电强度测试仪和绝缘阻抗测试仪设定在标准值上，对绝缘电阻施加1分钟的直流500V电压测试, 绝缘电阻不小于表二所给值。对抗电强度按下列规定: 1.对承受直流（无纹波）电压应力的绝缘，用直流电压进行试验； 2.对承受交流电压应力的绝缘，用电网电源频率的交流电压进行试验。 b. 将被测试产品短接好，连到测试仪的输出线上。 c. 开始测试，先用绝缘阻抗测试仪检测绝缘电阻；再用抗电强度测试仪测试抗电强度。并做好相关记录。 (5). 测试后检验： a.测试期间不能有火花、电弧产生；被测试样品绝缘应无闪络、击穿现象，耐压测试仪不报警。 b．测试完成后检测被测试样品的所有性能均需正常。 (6). 注意要点： a.抗电强度测试时预先施加的试验电压不应大于规定电压值的一半，然后迅速将试验电压升高到全值并持续1min，漏电流不大于10mA。 b.设备的安全不应受到在预期使用中可能出现的湿热环境的损害，因此除另有特殊规定外，都应在湿热处理后，再立即进行绝缘电阻和抗电轻度测试来检验是否合格。 c.湿热处理要求：设备放进湿热箱之前，先放置在规定的t(20-30℃)和t+4k的环境中4小时。然后再放入温度为(27-30)℃，相对湿度为(90-95)%的湿热箱中放置48小时。 d.湿热箱的空气应流通，试验中不能使湿气或冷凝水凝结在设备上。试验期间，设备不应通电。 e.在绝缘测试之前，如果样品上有肉眼可见的小水珠，应用吸墨水纸擦干。 (7). 备注： A. 检测员严格按照本测试规范进行检验，并作好相关记录。 B. 在测试时失败或异常，速联系品管负责人或相关人员。 C. 进行此项测试高压存在危险，检验员在测试中需要特别注意操作安全。