介电常数介质损耗试验机的四种实验方法的工作原理及测量过程

介电常数介质损耗试验机的四种实验方法的工作原理及测量过程

电桥法

  基本原理 ：通过在被测介质与标准电容之间施加一定频率的正弦电压，测量通过两者的电流相位差，利用矢量运算计算出介电常数和介质损耗因数。

  测量过程 ：测试时，内置的变频电源产生特定频率的正弦波电压，经升压变压器加载至被测对象。系统同步采集标准回路与被试回路的电流信号，通过数字信号处理技术分离工频干扰，并利用矢量运算计算两回路的相位差及幅值比，最终得出 tanδ 和 ε 值。

谐振法

  基本原理 ：通过构建 LC 振荡电路，利用高频信号发生器产生特定频率的交流电压施加于被测材料上，使材料在电场中极化并产生位移电流，通过检测流经样品的电流幅值及相位差，分离出电容电流和损耗电流，进而计算出介电常数和介质损耗因数。

  测量过程 ：当被测材料作为电容器的介质，并与电感等元件构成 LC 振荡电路时，改变电路的频率或电感、电容等参数，使电路处于谐振状态。此时，电路中的阻抗最小，电流最大，通过测量谐振频率以及电路中的电压、电流等参数，可计算出被测材料的介电常数和介质损耗因数。

矢量网络分析法

  基本原理 ：通过发射已知频率的电信号，测量材料对电磁波的反射与透射特性，分析散射参数 S11（反射）和 S21（传输），基于电磁波相位变化与衰减量反演材料的介电常数和损耗因子，同时追踪信号能量在介质中的耗散速率。

  测量过程 ：矢量网络分析仪输出一定频率的电磁信号，该信号通过被测材料后，分析仪会检测到反射和透射的信号。通过对这些信号的幅度和相位进行分析，结合相关的电磁理论模型，计算出材料的介电常数和介质损耗因数。

高频 Q 表法

  基本原理 ：将被测材料作为平板电容的介质，与辅助电感等构成串联谐振电路，引入 Q 表的测试回路中。通过测量谐振频率和 Q 值等参数，利用公式计算介电常数和损耗角正切值。

  测量过程 ：高频 Q 表的高频信源采用直接数字合成技术，产生稳定的测试频率。当被测材料放入测试回路中，改变电感或频率使电路处于谐振状态，此时 Q 表显示出相应的 Q 值、电感 L、主调电容器 C、测试频率 F 等参数，根据这些参数以及相关的公式，可计算出材料的介电常数和介质损耗因数。