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GB1409介電常數介質損耗測試儀
一、概述
1、一、遵守的技術標準：
《JJG563-2004高壓電容電橋檢定規(guī)程》;
《JB1811-92壓縮氣體標準電容器》;
《GB1409-2006固體絕緣材料相對介電常數和介質損耗因數的試驗方法》;
高壓電橋主要用于測量高壓工業(yè)絕緣材料的介質損失角的正切值及電容量。其采用了西林電橋的經典線路。電橋由橋體、指另儀、跟蹤器組成，本電橋特別適用測量各類絕緣油和絕緣材料的介損（tgδ）及介電常數（ε）。介電常數介質損耗測試儀適用于科研單學、學校、工廠等單位對無機非金屬新材料性能的應用研究。
2、電橋的特點；
◆橋體內附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線及少。
◆電橋采用接觸電阻小，機械壽命長的十進開關，保證測量的穩(wěn)定性
◆儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。
◆儀器內部電阻及電容元件經特殊老化處理，使儀器技術性能穩(wěn)定可靠。
◆內附高壓電源精度3%
◆內附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF
GB1409介電常數介質損耗測試儀
二、技術指標
1、技術指標
◆1-1測量范圍及誤差。
本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應滿足下列表中的技術指示要求。
在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時。
測量項目 測量范圍 測量誤差。
電容量Cx 40pF—20000pF ±0.5% Cx±2pF。
介損損耗tgδ 0-1 ±1.5% tgδx±0.0001。
在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時。
測量項目 測量范圍 測量誤差。
電容量Cx 4pF—2000pF ±0.5% Cx±3pF。
介損損耗tgδ 0-0.1 ±1.5% tgδx±0.0001。
◆1-2電橋測量靈敏度
電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。在下面的計算公式中，用戶可根據實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質損耗因數的微小變化都能夠反應出來。
ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)。
式中: U 為測量電壓伏特 (V)。
ω為角頻率2πf=314(50Hz)。
Cn標準電容器容量 法拉(F)。
Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A)。
Rg平衡指零儀內阻約1500 歐姆(Ω)。
R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω)。
Cx被測試品電容值 法拉(pF)。
◆1-3工作電壓說明
在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：
10×1kΩ 1max≤15mA。
10×100Ω 1max≤120mA。
10×10Ω l max≤150mA。
用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。
I=ω V C。
◆1-4輔橋的技術特性：
不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）。
◆1-5指零裝置的技術特性。
在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格。
電流靈敏度不低于2×10-9 A/格。
二次諧波 減不小于25dB。
三次諧波 減不小于50dB。
2、電橋測量靈敏度
電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。在下面的計算公式中，用戶可根據實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質損耗因數的微小變化都能夠反應出來。
ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)
式中: U 為測量電壓 伏特 (V)
ω為角頻率2πf=314(50Hz)
Cn標準電容器容量 法拉(F)
Ig通用指零儀的電流5×10-10 安培(A)
Rg平衡指零儀內阻約1500 歐姆(Ω)
R4橋臂R4阻值3183 歐姆(Ω)
Cx被測試品電容值 法拉(pF)
3、工作電壓說明
在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：
10×1kΩ 1max≤15mA
10×100Ω 1max≤120mA
10×10Ω l max≤150mA
用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。
I=ω V C
4、輔橋的技術特性：
不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）
5、指零裝置的技術特性：
在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格
電流靈敏度不低于2×10-9 A/格
二次諧波 減不小于25dB
三次諧波 減不小于50dB
▲內附0-2500的數顯高壓電源及100PF標準電容器，并可按用戶要求擴裝外接標準電容線路。
三、電橋工作原理
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BQS-37a型高壓電橋采用典型的西林電橋線路。C4橋臂在基本量程時，與R4橋臂并聯，測量數值為正損耗因數。結構采用了雙層屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動電位跟蹤器與內層屏蔽（S）組成。自動跟蹤器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓，通過放大后，在內屏蔽（S）產生一個與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時，A,B,S三點電位必然相等，從而達到自動跟蹤的目的。
本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時，輔橋也自動跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數據。同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動式檢流計的缺點。
1、 橋體的組成
電橋各臂的組成
第1臂：由被測對象Cx組成Z1。
第2臂：由高壓標準電容器Cn組成Z2。
第三3臂：由十進電阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）歐姆和滑線電阻（0-0.13）歐姆組成Z3。
第4臂：由十進電容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電容器100pF組成C4再與電組R4并聯組成Z4。
2、計算公式
Cx=R4× Cn / R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]
tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω] C4[F]
當R4=10K/π
tgδ=C4
當R4=1K/π
tgδ=0.1C4
我們采取相對固定R4電阻，分別調節(jié)R3和C4使橋跟平衡，從而測得試品的電容值Cx和介質損耗tg。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。
3、 公式說明
.頻率對介質損耗正公式：
本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實際工作頻率偏離額定頻率時可用修正式進行修正：
tg=f’·tgδ / f：
式中：f 為額定工作頻率（f=50Hz）：
f’ 為實際工作頻率：
tgδ 電橋測得損耗值：
tgδ 為被測試品介質損耗角正切的實際值：
四、安全操作規(guī)程
五．操作方法
1、 測試前的準備工作
◆①按圖（3）所示，連接標準電容Ｃｎ（選用外接標準電容時），與被測電容Ｃｘ，并且將標準電容與被測電容盡可能遠離，以防止互相之間干擾。如選用內部標準電容器，只需連接被測試品即可。
◆②檢查周圍是否有強電磁場干擾，應盡量避免。
◆③檢查大地線是否牢靠，以保證操作人員的安全，應檢查電橋上的（⊥）與大地是否接觸良好。
◆④檢查電橋的靈敏度開關是否已回另位。
◆⑤檢查試品的絕緣強度，應符合大于2U+1的標準。
◆⑥對試品施加試驗電壓（按部標或所規(guī)定的專業(yè)標準進行）。
2、 試品的測試
◆①在不知道被測試品的大概容量及損耗時，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細平衡點。
◆②在測量時，靈敏度開關是按從小到大的規(guī)律來調節(jié)的。
◆③在測量時，R3開關時按從左至右的規(guī)律來調節(jié)的。
◆④在測量時，C4開關時按從右至左的規(guī)律來調節(jié)的。
◆⑤整個測量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗。第二升起試驗電壓，并調節(jié)靈敏度開關，使UA表頭有明顯的指示。此時表明電橋沒有平衡。第三調節(jié)R3開關，順序從左至右。這時通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況。如表頭已回另，可再加大靈敏度。應總保持能明顯地觀察到調節(jié)R3時，電橋的平衡狀況。第四在某一點上用戶會發(fā)現，調節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時可調節(jié)C4開關，順序時從右至左，把表頭指針調節(jié)到小位。第五用戶在調節(jié)C4到某一點時又會發(fā)現無法將指針調回另位。這時又要去調節(jié)R3開關，調節(jié)的位數是上一次調節(jié)R3的后位，然后又會出現第四點時的問題，又必須要調節(jié)C4開關．．．就這樣來回往復地調節(jié)R3和C4兩組開關，直至靈敏度開關大時，并指針回另（或指另儀指示到?。?。表明電橋已達到平衡。
◆ ⑥測量完畢后或在暫停測量時，應將另儀的靈敏度開關降至“0”，再將測量電壓降至另并切斷電源開關，根據計算公式，算出被測試品的容量及介損值。
六、裝置成套性
◆1．BQS-37a型高壓電橋 一臺
◆2. 試驗電極 一臺
◆3．使用說明書 一份
◆4．電源線 二根
◆5．測試線 三根
七、相關介紹
介電常數又稱電容率或相對電容率，是表征電介質或絕緣材料電性能的一個重要數據，常用ε表示。介質在外加電場時會產生感應電荷而削弱電場，原外加電場與終介質中電場比值即為介電常數。其表示電介質在電場中貯存靜電能的相對能力，例如一個電容板中充入介電常數為ε的物質后可使其電容變大ε倍。
介電常數愈小絕緣性愈好。如果有高介電常數的材料放在電場中，場的強度會在電介質內有可觀的下降。介電常數還用來表示介質的極化程度，宏觀的介電常數的大小，反應了微觀的極化現象的強弱。氣體電介質的極化現象比較弱，各種氣體的相對介電常數都接近1，液體、固體的介電常數則各不相同，而且介電常數還與溫度、電源頻率有關。一些物質介電常數具有復數形式，其實部即為介電常數，虛數部分常稱為耗散因數。
通常將耗散因數與介電常數之比稱作耗散角正切，其可表示材料與微波的耦合能力，耗散角正切值越大，材料與微波的耦合能力就越強。
八、典型用戶：
地址：北京市海淀區(qū)上地科技園上地十街1號
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