GDAT-A 高频电容率和介质损耗因数测试仪

高频电容率和介质损耗因数测试仪 自动化测量技术 -对测试件实施 Q 值、谐振点频率和电容的自动测量。
全参数液晶显示 – 数字显示主调电容、电感、 Q 值、信号源频率、谐振指针。

高频电容率和介质损耗因数测试仪   仪器特点：

☆接线简单（正接法两根线，反接可使用一根线），所有电缆线均有接地屏蔽，所以都能拖地使用，测量电压缓升、缓降，全自动测量，结果直读，无须换算。

☆多种测量方式 可选择正/反接线、内/外标准电容器和内/外试验电压进行测量。正接线可测量高压介损。

☆ 抗震性能 仪器可承受长途运输中强烈震动颠簸而不会损坏。

☆ 抗干扰能力强 采用自动跟踪干扰抵偿电路，将矢量运算法与移相法结合，有效地消除强电场干扰对测量的影响，适用于500kV及其以下电站的现场试验。

☆CVT测量 *自激法测量CVT功能，不需外加任何设备，可完成不可拆头CVT的测量。一次接线（三根电缆，不用倒线），一个测量过程（大约1分钟），两个终测量结果（C1和C2的介损及电容值）。测量过程中文显示，能实时监测自激电流值和试验电压（高压）值。能消除引线对测试的影响，测量结果准确可靠。

☆ 高频电容率和介质损耗因数测试仪 安全措施

（1）高压保护：试品短路、击穿或高压电流波动，能迅速切断高压输出。

（2）CVT保护：设定自激电压的过流点，一旦超出设置的电流值，仪器自动退出测量，不会损坏设备。

（3）接地检测：仪器有接地检测功能，未接地时不能升压测量。

（4）防误操作：具备防误操作设计，能判别常见接线错误，安全报警。

（5）防“容升”：测量大容量试品时会出现电压抬高的“容升”效应，仪器能自动跟踪输出电压，保持试验电压恒定。

☆ VFD显示 采用新颖的大屏幕VFD点阵显示器，在严冬和盛夏都能清晰显示。全中文操作菜单，操作提示各种警告信息，直观明了，不需查阅说明书即可操作。

☆打印 仪器附有微型打印机，以中文方式打印输出测量结果及状态。

☆RS232 仪器具有RS232接口，与计算机连接便于数据的统计和处理及保存。

☆可选购与计算机通信应用程序。

 技术指标

1  测量范围及误差

    本电桥的环境温度为20±5℃，相对湿度为30％－80％条件下，应满足

下列表中的技术指示要求。

    在Cn＝100pF    R4＝3183.2（W）（即10K/π）时

    测量项目       测量范围             测量误差               

    电容量Cx       40pF--20000pF      ±0.5%  Cx±2pF     

    介质损耗tgd      0～1              ±1.5％tgdx±0.0001

    在Cn＝100pF      R4＝318.3（W）（即1K/π）时

    测量项目       测量范围             测量误差               

    电容量Cx       4pF--2000pF      ±0.5%  Cx±3pF     

    介质损耗tgd      0～0.1          ±1.5％tgdx±0.0001

2  电桥测量灵敏度

    电桥在使用过程中，灵敏度直接影响电桥平衡的分辨程度，为保证测量准确度，

希望电桥灵敏度达到一定的水平。通常情况下电桥灵敏度与测量电压，标准电容量

成正比。

    在下面的计算公式中，用户可根据实际使用情况估算出电桥灵敏度水平，在这

个水平上的电容与介质损耗因数的微小变化都能够反应出来。

          DC/C或Dtgd=Ig/UwCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)   

         式中：Ｕ为测量电压                     伏特（Ｖ）

ω为角频率 2pf=314(50Hz)                            

          Ｃｎ标准电容器容量                    皮法（pＦ）

          Ｉｇ通用指另仪的电流5X10-10            安培（Ａ）

          Ｒｇ平衡指另仪内阻约1500              欧姆（W）

          Ｒ４桥臂R4电阻值3183                 欧姆（W）

          Ｃｘ被测试品电容值                    皮法（ｐF）

3 电容量及介损显示精度：

    电容量： ±0.5%×tgδx±0.0001。

    介  损： ±0.5％tgdx±1×10-4

4 辅桥的技术特性：

    工作电压±12V，50Hz

    输入阻抗>1012　W

    输出阻抗>0.6 W

    放大倍数>0.99

    不失真跟踪电压  0～12V（有效值）

5 指另装置的技术特性：

    工作电压±12V

    在50Hz时电压灵敏度不低于1X10-6V／格， 电流灵敏度不低于2X10-9A／格

    二次谐波  减不小于25db

    三次谐波  减不小于50db

主要特点：

空洞共振腔适用于CCL/印刷线路板，薄膜等非破坏性低介电损耗材料量测。 印电路板主要由玻纤与环氧树脂组成的, 玻纤介电常数为5~6, 树脂大约是3, 由于树脂含量, 硬化程度, 溶剂残留等因素会造成介电特性的偏差, 传统测量方法样品制作不易, 尤其是薄膜样品( 小于 10 mil) 量测值偏低,。

电桥的介绍：

   西林电桥是测量电容率和介质损耗因数的经典的装置。它可使用从低于工频(50 Hz-60 Hz)直至 100 kHz的频率范围，通常测定 50 pF-1 000 pF的电容(试样或被试设备通常所具有的电容)这是一个四臂回路(图A. 1)。其中两个臂主要是电容(未知电容 Cx和一个无损耗电容C,)。另外两臂(通常称之为测量臂)由无感电阻R，和 R:组成，电阻 R,在未知电容 Cx的对边上，测量臂至少被一个电容 C,分流 一般地说，电容 C:和两个电阻R,和R:中的一个是可调的。

    如果采用电阻R、和(纯)电容 C 的串联等值回路来表示电容 Cx，则图 A. 1所示的电桥平衡时导出 :

       R₁

C_s=C_n·——

       R₂

和tanδ_x=ωC_SR_S=ωC₁R₁

如果电阻 R2被一个电容C2分流，则tanδ = 的公式变为：

Tanδ_x=ωC₁R₁---ωC₂R₂

由于频率范围的不同，实际上电桥构造会有明显的不同。例如一个50 pF-1 000 pF的电容在50 Hz时的阻抗为 60 MΩ-3 MΩ，在 100 kHz时的阻抗为 3 000 Ω-1 500Ω.

频率为 100 kHz时，桥的四个臂容易有相同数量级的阻抗，而在 50 Hz-60 Hz的频率范围内则是不可能的。因此，出现了低频和(相对)高频两种不同形式的电桥.

  低频电桥

 一般为高压电桥，这不仅是由于灵敏度的缘故，也因为在低频下正是高电压技术特别对电介质损耗

关注的问题。电容臂和测量臂两者的阻抗大小在数量级上相差很多，结果，绝大部分电压都施加在电容

Cx和 C}上，使电压分配不平衡 上面给出的电桥平衡条件只是当低压元件对高压元件屏蔽时才成

立。同时，屏蔽必须接地，以保证平衡稳定。如图A. 2所示。屏蔽与使用被保护的电容 C、和 C、是一

致的，这个保护对于Ch来说是*的。

 由于选择不同的接地方法，实际上形成了两类电桥。

带屏蔽的简单西林电桥

 桥的B点(在测量臂边的电源接线端子)与屏蔽相连并接地。

 屏蔽能很好地起到防护高压边影响的作用，但是增加了屏蔽与接到测量臂接线端 M和 N的各根导线之间电容.此电容承受跨接测量臂两端的电压 这样会引人一个通常使 tans的测量精度限于0.1%数量级的误差，当电容C_X和C_N不平衡时尤为显著。

带瓦格纳(Wagner)接地电路的西林电桥

 图 A.2示出了使电桥测量臂接线端与屏蔽电位相等的方法。这种方法是通过使用外接辅助桥臂Z_A、Z_B(瓦格纳接地电路)，并使这两个辅助桥臂的中间点 P接到屏蔽并接地。调节辅助桥臂(实际为

Z_B)以使在 Z_A和 Z_B上的电压分别与电桥的电容臂和测量臂两端的电压相等.显然，这个解决方法包括两个桥即主桥 AMNB和辅桥 AMPB(或 ANPB)同时平衡。通过检测器从一个桥转换到另一个桥逐

次地逼近平衡而终达到二者平衡.用这种方法精度可以提高一个数量级，这时，实际上该精度只决定于电桥元件的精密度平衡 用这种方法精度可以提高一个数量级，这时，实际上该精度只决定

于电桥元件的精密度。

     必须指出，只有当电源的两端可以对地绝缘时才使用上述特殊的解决方法。如果不可能对地绝缘，则必须使用更复杂的装置(双屏蔽电桥)。

高频西林电桥

    这种电桥通常在中等的电压下工作，是比较灵活方便的一种电桥;通常电容 C_N是可变的(在高压电桥中电容 C_N通常是固定的)，比较容易采用替代法。

    由于不期望电容的影响随频率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格纳接地线路。

高频电桥
由于它不再是一个高压电桥，因此承受电压U₁的臂能容易地引人可调元件;替代法在此适用
 还应指出，带有分开的初级绕组的电桥允许电源和检测器互换位置。其平衡与在次级绕组中对应
的安匝数的补偿相符.

GB/T 1409-2006标准规定了在15 Hz-300 MHz的频率范围内测量电容率、介质损耗因数的方法，并由此计算某些数值 ，如损耗指数。本标准中所叙述的某些方法，也能用于其他频率下测量.

    本标准适用于测量液体、易熔材料以及固体材料。测试结果与某些物理条件有关，例如频率、温度、

湿度，在特殊情况下也与电场强度有关有时在超过 1 000 V的电压下试验，则会引起一些与电容率和介质损耗因数无关的效应，对此不予论述.

  电介质的用途

 电介质一般被用在两个不同的方面:

 用作电气回路元件的支撑，并且使元件对地绝缘及元件之间相互绝缘;

 用作电容器介质

频率范围：