介電常數介質損耗試驗機的四種實驗方法的工作原理及測量過程

介電常數介質損耗試驗機的四種實驗方法的工作原理及測量過程

電橋法

  基本原理 ：通過在被測介質與標準電容之間施加一定頻率的正弦電壓，測量通過兩者的電流相位差，利用矢量運算計算出介電常數和介質損耗因數。

  測量過程 ：測試時，內置的變頻電源產生特定頻率的正弦波電壓，經升壓變壓器加載至被測對象。系統同步采集標準回路與被試回路的電流信號，通過數字信號處理技術分離工頻干擾，并利用矢量運算計算兩回路的相位差及幅值比，最終得出 tanδ 和 ε 值。

諧振法

  基本原理 ：通過構建 LC 振蕩電路，利用高頻信號發生器產生特定頻率的交流電壓施加于被測材料上，使材料在電場中極化并產生位移電流，通過檢測流經樣品的電流幅值及相位差，分離出電容電流和損耗電流，進而計算出介電常數和介質損耗因數。

  測量過程 ：當被測材料作為電容器的介質，并與電感等元件構成 LC 振蕩電路時，改變電路的頻率或電感、電容等參數，使電路處于諧振狀態。此時，電路中的阻抗最小，電流最大，通過測量諧振頻率以及電路中的電壓、電流等參數，可計算出被測材料的介電常數和介質損耗因數。

矢量網絡分析法

  基本原理 ：通過發射已知頻率的電信號，測量材料對電磁波的反射與透射特性，分析散射參數 S11（反射）和 S21（傳輸），基于電磁波相位變化與衰減量反演材料的介電常數和損耗因子，同時追蹤信號能量在介質中的耗散速率。

  測量過程 ：矢量網絡分析儀輸出一定頻率的電磁信號，該信號通過被測材料后，分析儀會檢測到反射和透射的信號。通過對這些信號的幅度和相位進行分析，結合相關的電磁理論模型，計算出材料的介電常數和介質損耗因數。

高頻 Q 表法

  基本原理 ：將被測材料作為平板電容的介質，與輔助電感等構成串聯諧振電路，引入 Q 表的測試回路中。通過測量諧振頻率和 Q 值等參數，利用公式計算介電常數和損耗角正切值。

  測量過程 ：高頻 Q 表的高頻信源采用直接數字合成技術，產生穩定的測試頻率。當被測材料放入測試回路中，改變電感或頻率使電路處于諧振狀態，此時 Q 表顯示出相應的 Q 值、電感 L、主調電容器 C、測試頻率 F 等參數，根據這些參數以及相關的公式，可計算出材料的介電常數和介質損耗因數。