ASTM D150介電常數介質損耗測試儀

LJD系列介電常數介質損耗測試儀

一、ASTM D150介電常數介質損耗測試儀主機及夾具參數：

二、ASTM D150介電常數介質損耗測試儀主要符合標準：

ASTM D150-11實心電絕緣材料的交流損耗特性和電容率（介電常數）的標準試驗方法；

GB/T1409-2006測量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻下電容率和介質損耗因數的推薦方法；

GB/T1693-2007硫化橡膠介電常數和介質損耗角正切值的測定方法；

GBT5594.4-2015電子元器件結構陶瓷材料性能測試方法第4部分:介電常數和介質損耗角正切值的測試方法；

1.Q表法測試原理

諧振電路基礎：

測試基于LC諧振電路，當電路諧振時，感抗和容抗相等，電路呈現純電阻特性，此時Q值（品質因數）達到最大值。Q值定義為：

其中，ω為角頻率，L為電感，C為電容，R為等效串聯電阻。

介質參數與Q值的關系：

介電常數（ε）：通過測量樣品電容與真空電容的比值計算：

介質損耗角正切（tanδ）：與Q值直接相關：tan?=1tanδ=Q1實際測試中需考慮電路本身的損耗（如線圈損耗），需進行校準。

2、測試系統組成

核心設備

Q表主機：內置信號源、頻率計、Q值測量電路。

諧振線圈（電感L）：可更換以適應不同頻率范圍。

可變電容器：用于調節諧振點。

測試夾具：用于固定樣品，通常為平行板電極或同軸結構。

輔助設備

標準電容：用于校準。

屏蔽箱：減少外界電磁干擾。

溫控裝置（可選）：測試溫度依賴性時使用。

3、測試步驟

樣品制備

樣品為均勻薄片，厚度精確測量（通常0.1~5mm）。

表面平整，避免氣隙，可鍍金屬電極或使用導電膠。

儀器校準

空載校準：不放置樣品，測量諧振頻率0f0和Q值0Q0。

短路校準：消除夾具殘余電感和電阻的影響。

樣品測試

將樣品放入夾具，調節可變電容使電路諧振，記錄諧振頻率1f1和Q值1Q1。計算電容變化量ΔC和Q值變化量ΔQ。

參數計算

介電常數：

介質損耗：

4、注意事項與誤差分析

關鍵影響因素

電極接觸：氣隙會導致電容測量誤差，需確保緊密接觸。

頻率選擇：高頻下趨膚效應和輻射損耗可能顯著。

溫度與濕度：環境條件需穩定，尤其是對溫敏材料。

常見誤差來源

夾具殘余電感和電阻。

信號源頻率穩定度和諧波失真。

樣品不均勻性或表面污染。

五、Q表法優缺點

優點

局限性

高頻測量（可達數百MHz）

低頻段（<1kHz）精度較低

結構簡單，成本較低

需手動調諧，操作復雜度較高

適合小尺寸樣品

對樣品制備要求嚴格

六、應用場景

材料研發：陶瓷、聚合物、薄膜等高頻介電材料。

質量控制：電容器介質、射頻基板、絕緣涂層。

學術研究：介電弛豫、極化機制分析。