介电常数介质损耗测试仪的参数设置、试验原理、操作软件、实验意义？

一、 测试仪的参数设置

1.频率设置：通过“频段选择开关"和“振荡频率度盘"设定测试频率。频率需根据被测材料的预期电感或电容范围，参照仪器提供的“电感、倍率、频率"对照表进行选择。

2.Q值量程选择：根据预估的被测元件Q值大小，通过“Q值范围开关"选择合适的档位（如10-100、20-300、50-600），以确保读数准确。

3.定位调节：测试前需进行“定位零位校正"，并通过“定位粗调"和“定位细调"旋钮，将“定位指示表"指针调整到“Q×1"的基准线上，以固定输入到测试回路的高频信号电压（通常为10mV）。

4.电容调谐：使用“主调电容度盘"和“微调电容度盘"来调节谐振回路的电容，使其达到谐振状态（Q值表指示zui大）。

5.零点校正：测试前需在远离谐振点时，分别调节“定位零位校正"和“Q值零位校正"旋钮，使相应的指示表指针归零。

二、 试验原理（核心：谐振法/Q表法）

1.基本思想：基于LC串联谐振回路的特性。将被测材料（作为电容介质）与一个标准电感组成谐振回路。

2.测量过程：

    首先，在不接样品（或接已知标准件）的情况下，调节频率或电容使回路谐振，记录此时的谐振电容值 \(C1\) 和品质因数 \(Q1\)。

    然后，接入被测样品，重新调节电容使回路再次谐振，记录新的电容值 \(C2\) 和品质因数 \(Q2\)。

3.计算公式：

    相对介电常数 (ε)：通过样品引入后电容的变化量、样品的几何尺寸（厚度`d`、直径`Φ`）计算得出。公式为：`ε = (C2  d) / (ε0  A)` 的近似推导形式（见文档公式(1)），其中A为电极面积。

    介质损耗角正切 (tgδ)：通过样品引入前后回路Q值的变化计算得出。公式为：`tgδ = (1/Q2 - 1/Q1)  (C1 / (C1 - C2))`（见文档公式(2)）。

4.物理联系：介电常数反映材料极化储存电能的能力；介质损耗角正切反映材料在交变电场中消耗电能（转变为热）的比率。Q值是损耗角正切的倒数，Q值越高表示损耗越小。

三、 操作软件

文档中描述的ZJD-C型高频Q表为传统台式仪器，其操作主要依赖于面板上的旋钮、开关和表头进行手动调节与读数，并未提及配套的计算机控制或数据分析软件。整个测试流程，包括频率设置、谐振点寻找、数据读取和记录，均需实验人员手动完成。后续的数据计算（ε和tgδ）通常需要人工根据公式进行或使用计算工具处理。

四、 实验意义

1.理解材料本质：通过测量ε和tgδ，可以深入研究电介质的极化机制、分子结构、分子运动及其与温度、频率的关系。

2.评价材料性能：这两个参数是评价电介质材料电气性能的核心指标。

    介电常数(ε)：高ε材料适用于制造小型大容量的电容器；低ε材料适用于高频和高压绝缘。

    介质损耗(tgδ)：低tgδ意味着能量损耗小、发热少，材料绝缘效率高、寿命长，适用于高频高压设备；高tgδ材料可用于特定场合的介电加热。

3.指导工程应用：为电子元器件（电容器、绝缘子）、通信设备、航空航天材料等领域的选择、设计和可靠性评估提供关键数据。例如，防止因介质损耗过大导致的热击穿。

4.质量控制与研发：作为材料生产和研发过程中质量控制、配方优化及新材料性能评估的重要手段。