介電常數介質損耗試驗機核心參數要求、測試原理、操作軟件、儀器結構

        介電常數介質損耗試驗機是用于測定材料介電性能的關鍵儀器，主要用于評估絕緣材料、高分子聚合物、陶瓷、薄膜等介質材料的介電常數（ε）和介質損耗角正切值（tanδ）。這些參數直接反映材料在交變電場下的極化能力與能量損耗特性，對電子元件設計（如電容器、射頻器件）、電力設備絕緣選型及高頻電路基板研發至關重要。該設備符合 IEC 60250、ASTM D150 等國際標準，廣泛應用于電子制造、電力工程和材料科學研究領域。

核心參數要求

頻率范圍 

測試頻率覆蓋 20Hz～10MHz，支持手動或自動掃描模式，以適應不同應用場景需求。

測量精度 

介電常數精度：±0.5%（典型值）

介質損耗角正切（tanδ）分辨率：( < 0.0001 )

測試電壓 

交流電壓范圍 0.1V～1000V，具備自適應防擊穿保護機制。

電極系統 

標配平行板電極，支持可調間距（0.1～10?mm）與多樣化電極材質（如鍍金、氧化鋁陶瓷）。

溫控能力 

可選配溫度控制模塊，溫區范圍?40℃～300℃，控溫精度 ±0.5℃。

阻抗范圍 

測試阻抗范圍1Ω～100GΩ，需內置LCR（電感-電容-電阻）復合測量功能。

測試原理

介電常數測量
基于平行板電容器原理，通過對材料填充電極后的電容值 (Cx) 與真空電容值 (C₀) 的比值計算介電常數ε= Cx / C0 )。實驗需消除邊緣效應與殘余阻抗的影響。

介質損耗角正切（tanδ）測量
采用電橋法或矢量阻抗法，測量材料在交變電場下電流與電壓的相位差角δ。介質損耗 tanδ定義為損耗功率與儲存功率之比，即 tanδ = I_R/I_C，其中 I_R為電阻分量電流，I_C 為電容分量電流。

頻率掃描技術
在寬頻域內施加正弦波信號，通過分析材料阻抗的實部與虛部特性曲線，獲取介電頻譜數據。

操作軟件

系統配套軟件需具備以下核心功能模塊：

參數配置 

支持自定義頻率步進、電壓幅值及信號波形（正弦波、方波）。

校準向導 

提供開路、短路及負載校準流程，自動修正寄生電容與引線電感誤差。

數據可視化 

實時顯示介電常數-頻率曲線、tanδ-頻率曲線及阻抗復平面圖（奈奎斯特圖）。

分析工具 

內置Cole-Cole模型擬合、損耗峰定位功能，支持介電弛豫時間計算。

數據導出 

生成符合ISO標準的PDF報告，支持CSV、MATLAB等格式輸出。

儀器結構

信號發生與采集單元 

高穩定性信號發生器：輸出低失真正弦波信號。

鎖相放大器（LIA）或阻抗分析儀：精準提取微小電流信號幅值與相位。

電極與樣品架 

平行板電極組：采用同軸屏蔽結構，減少電磁干擾。

可調支架：配備微米級精密導軌，實現電極間距的精確調節。

溫控模塊（選配）

雙層隔熱測試腔：集成加熱片與半導體制冷元件，實現快速升降溫。

屏蔽防護系統 

全金屬法拉第籠：抑制外界電磁噪聲，提升信噪比。

人機交互界面 

觸控屏主機：一鍵切換測試模式，實時顯示電容、電感、電阻復合參數。