介电常数介质损耗测定仪（GB/T1693）
介电常数介质损耗测定仪（GB/T1693）型号及参数：
| 项目/型号 | ZJD-B | ZJD-A | ZJD-C |
| 信号源 | DDS数字合成信号 | ||
| 频率范围 | 10KHZ-70MHZ | 10KHZ-110MHZ | 100KHZ-160MHZ |
| 信号源频率覆盖比 | 7000:1 | 11000:1 | 16000:1 |
| 采样精度 | 11BIT | 12BIT | |
| 信号源频率精度 | 3×10-5 ±1个字,6位有效数 | ||
| Q值测量范围 | 1～1000自动/手动量程 | ||
| Q值量程分档 | 30、100、300、1000、自动换档或手动换档 | ||
| Q分辨率 | 4位有效数，分辨率0.1 | ||
| Q测量工作误差 | ＜5% | ||
| 电感测量范围 | 1nH～8.4H,；分辨率0.1 | 1nH～140mH；分辨率0.1 | |
| 电感测量误差 | ＜3% | ||
| 电容直接测量范围 | 1pF～2.5uF | 1pF～25uF | |
| 调谐电容误差分辨率 | ±1pF或＜1% | ||
| 主电容调节范围 | 30～540pF | 17～240pF | |
| 谐振点搜索 | 自动扫描 | ||
| 自身残余电感扣除功能 | 有 | ||
| 大电容值直接显示功能 | 有 | ||
| 介质损耗直读功能 | 有 | ||
| 介质损耗系数精度 | 万分之一 | ||
| 介质损耗测试范围 | 0.0001-1 | ||
| 介电常数直读功能 | 有 | ||
| 介电常数精度 | 千分之一 | ||
| 介电常数测试范围 | 0-1000 | ||
| LCD显示参数 | F,L,C,Q,LT,CT,波段等 | ||
| 准确度 | 150pF以下±1pF；150pF以上±1% | ||
| Q合格预置范围 | 5～1000声光提示 | ||
| 环境温度 | 0℃～+40℃ | ||
| 消耗功率 | 约25W | ||
| 电源 | 220V±22V，50Hz±2.5Hz | ||
| 极片尺寸 | 38mm/50mm(二选一) | ||
| 极片间距可调范围 | ≥15mm | ||
| 材料测试厚度 | 0.1-10mm | ||
| 夹具插头间距 | 25mm±0.01mm | ||
| 夹具损耗正切值 | ≤4×10－4 （1MHz） | ||
| 测微杆分辨率 | 0.001mm | ||
| 测试极片 | 材料测量直径Φ38mm/50mm，厚度可调 ≥ 15mm | ||
1、范围：
本标准规定了介电常数和介质损耗角正切值的两种测定方法。方法A为工频（50Hz）下的测定方法，方法B为高频电场下的测定方法。
本标准适用于硫化橡胶。
2、规范性引用文件：
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其版本适用于本标准。
GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（GB/T 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT）
3、术语和定义：
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
介质损耗 dielectric loss
绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
3.2
损耗角 δloss angleδ
在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（功率因数角φ）的余角（δ）。
3.3
损耗角正切 tanδ loss tangentδ
介质损耗因数 dielectric loss factor
介质损耗角正切值。
3.4
介电常数 εdielectric constant
绝缘材料在电场作用下产生极化，电容器极板间有电介质存在时的电容量C、与同样形状和尺寸的真空电容量C0之比。
注：不同试样、不同电极的真空电容和边缘校正的计算参见附录A。
4、测试电极：
4.1 电极材料
见表1。
表 1 电极材料
|
电极材料 |
规格要求 |
适应范围 |
|
铝箔和锡箔 |
铝箔和锡箔应退火，厚度为0.01mm左右，用凡士林、变压器油、硅油或其他合适油作为粘接剂 |
接触电极用 |
|
导电橡胶 |
体积电阻系数不大于300Ω·cm（交流），邵尔A硬度为40～60，表面应光滑 |
接触电极用 |
|
铜 |
表面可镀防腐蚀的金属层，但镀层应均匀一致，工作面粗糙度Ra值应不低于3.2 |
一般做辅助电极用，对软质胶可直接作接触电极用 |
|
导电粉末 |
石墨粉，银粉，铜粉等 |
管状试样内电极用 |
4.2 电极尺寸
4.2.1 板状试样电极
4.2.1.1 方法A：板状电极尺寸见表2，电极如图1所示。
表 2 板状试样电极尺寸 单位为毫米
|
D1 |
D2 |
D3 |
D4 |
H1 |
H2 |
|
25.0±0.1 |
29.0±0.1 |
40 |
≥40 |
30 |
5 |
|
50.0±0.1 |
54.0±0.1 |
74 |
≥74 |
1——测量电极；
2——保护电源；
3——试样；
4——高压电极。
图 1 板状试样电极配置（工频）
4.2.1.2 方法B：采用二电极系统。电极尺寸大小与试样尺寸相等，或电极小于试样尺寸。板状试样电极直径为φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。
4.2.2 管状试样电极
4.2.2.1 方法A：管状试样电极尺寸见表3，电极如图2所示。
表 3 管状试样电极尺寸
|
L1 |
L2 |
L3 |
g |
|
25 |
5 |
≥40 |
2.0±0.1 |
|
50 |
10 |
≥74 |
1——保护电极；
2——测量电极；
3——高压电极；
4——试样。
图 2 管状试样电极配置（工频）
4.2.2.2 方法B：管状试样电极尺寸，电极如图3所示。
管状试样的电极长度为50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。
1——试样；
2——上电极；
3——下电极。
图 3 管状试样电极配置（高频）
4.3 电极装置
在进行高频测试时，根据测试频率与测试要求可用支架电极（如图4），当频率大于或等于1MHz且小于10MHz时，宜用测微电极（如图5）；当频率大于或等于10MHz时，应用测微电极。
1——上盖螺钉；
2——上盖板；
3——升降螺杆；
4——上电极导轨；
5——螺帽；
6——导筒；
7——导槽螺钉；
8——绝缘杆；
9——高压电极；
10——试样；
11——测量电极；
12——保护电极；
13——绝缘板（聚四氟乙烯板）；
14——绝缘支脚；
15——有机玻璃板。
图 4 支架电极
1——微调管形电容器；
2——测试样品电容器；
3——上支撑板；
4——上电极；
5——试样；
6——下电极；
7——底板。
图 5 测微电极
5、测试仪器：
5.1 方法A
5.1.1 测试仪器为工频高压电桥，其原理图如图6所示。
T 试验变压器；
C3 标准电容器；
C5 试样；
R3 可变电阻；
C2、C4 可变电容；
R4 固定电阻；
G- 电桥平衡指示器；
P 放电器。
图 6 工频高压电桥原理图
5.1.2 测量范围
损耗角正切（tanδ）：0.001～1；电容（C）：40pF～2000pF。
5.1.3 电桥测量误差
测量时误差不超过10%，当试样tanδ小于0.001时测量误差不超过0.0001，电容的测量误差不超过5%，标准电容器的tanδ应小于0.0001。
5.1.4 电桥必须有良好的屏蔽接地装置。
5.2 方法B
5.2.1 方法B的测试仪器有两种：一种是谐振升高法（Q表），另一种时变电钠法。
5.2.1.1 谐振升高法（Q表）
其测试原理图如图7所示。
A 电流表；
R0 耦合电阻；
L 辅助线圈；
C 标准电容；
C0 试样；
V、V1 电压表（用Q值表示）。
图 7 Q表原理图
5.2.1.1.1 测量范围
频率为50Hz～50MHz，电容40pF～500pF，Q值10～600。
5.2.1.1.2 测量误差
电容误差：±（0.5%C+0.1pF），Q值±10%；有关仪器的测量误差均为±10%。
5.2.1.2 变电钠法
其测试原理如图8所示。
C——可调电容；
L——谐振线圈；
CT——管形微调电容；
Cu——主电容；
Cx——试样。
图 8 高频介质损耗仪原理图
6、试样：
6.1 试样尺寸
6.1.1 方法A试样尺寸见表4。
表 4 试样尺寸 单位为毫米
|
试样 |
尺寸 |
厚度 |
|
板状 |
圆形：φ100 正方形：边长100 |
软质橡胶1.0±0.1 硬质橡胶2.0±0.2 |
|
管状 |
管长100 |
6.1.2 方法B试样尺寸见表5。
表 5 试样尺寸 单位为毫米
|
试样 |
尺寸 |
厚度 |
|
板状 |
圆形：φ38 正方形：边长100 |
软质橡胶1.0±0.1 硬质橡胶2.0±0.2 |
|
管状 |
管长50 |
，φ50
、φ100
，管长70
6.2 试样的制备
试样的制备应符合GB/T 2941的规定，也可以在符合试样厚度尺寸的胶板上用旋转刀进行裁切，制样方法的不同，其试验结果无可比性。
6.3 试样数量
试样的数量不少于3个。
7、硫化与试验之间的时间间隔：
试样在硫化与试验之间的时间间隔按GB/T2941的规定执行。
8、试验条件：
8.1 试样表面应清洁、平滑，无裂纹、气泡和杂质等，试样表面应用蘸有无水乙醇的布擦洗。
8.2 试样应在标准实验室温度及湿度下至少调节24h。
8.3当试样处理有特殊要求时，可按其产品标准规定的进行。
9、试验步骤：
9.1 方法A
9.1.1 试验电压为1000V～3000V，一般情况下为1000V，电源频率为50Hz。
9.1.2 按设备说明书正确的连接。
9.1.3 接通电源预热30min。
9.1.4 将试样接人电桥C、的桥臂中，加上试验电压，根据电桥使用方法进行平衡，读取R3和tanδ或C4的值。
9.2 方法B—谐振升高法（Q表法）
9.2.1 按照Q表的操作规程调整仪器，选定测量频率，测定C1和Q1的值。
9.2.2 将试样放入测试电极中，并调节电容器C，使电路谐振，达到大Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。
9.2.3 将试样从测试电极中取出，调节C或测试电极的距离，使电路重新谐振，记下C、或测试电极的校正电容值与Q值，并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。
9.2.4 其他高频测试仪器按其说明书进行操作，通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。
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