介质损耗测试仪测试法

       高频机介质损耗测试仪测试法
      高频介质损耗测试仪是利用谐振法的原理来测量介质材料的介质常数和损耗角正切的精密仪器。它利用导纳变化时,回路谐振曲线所呈现出的尖锐程度来衡量介质的电物理性质。由于测量时所引入的计算机公式中介电常数ε和损耗角正切tgδ值仅仅取决于测试电路内电容读数的比例,而不引入频率参数量,所以能使该仪器在很宽的频率范围内进行测量。

      介质损耗测试仪有两套测试电容器夹具,一套为测试固体材料的夹具,一套为测试液体材料的夹具。下面简单的介绍一下它的工作原理。

      这种仪器的电原理图。被测介质材料的试样夹在测试夹具之内,形成电容量为Cp的电容器。Cp与测试回路的耦合线圈L、电阻(线圈的损耗电阻)及指示器(电压表)并联。振荡器与测试电路采用的互感耦合,而且耦合的很轻松,一防止振荡器的输出受测试电路变化的影响。在T1和T2是电路中所有并联元件的公共点。在线路中所有的电感和损耗都用等效的L和R来表示。线圈以外的外回路,即Cp、C2以及电压表V等都用等效的G和C来表示。振荡器的高周波信号通过电感耦合,在测试回路两端感应一个电压U?,在U?的作用下,外电路流过一定的电流:
在电路中,如果改变电容量C1,并使其达到谐振时的数值,则谐振回路的总电容为:
此时,电压表的指示值Uo蕞大,并等于谐振电压U1:
用C和U分别表示在失谐状态下所对应的电容量及电压值,就可以得到
由于高频阻抗电桥和高频介质损耗测试仪可以再很宽的频率范围内任选频率,而且可以材料介质损耗比较大的材料,因此,它对于介质加热技术的工作对象进行测量具有较大的实用价值。与之相比,Q表则对tgδ较小的绝缘材料进行测量比较适用。
一般来说,在介质加热技术中对介质进行测试的目的有两个:第一个目的是研究介质本身的电物理性质。从而研究如何选择适当的加热频率、计算功率密度和加热条件,研究在加热过程中电物理性质的变化。因此,在测量时必须按照要求制作标准测试
样品,以便能对ε和tgδ进行准确的测量。
第二个目的是要求通过测量知道盛放被加热介质的实际工作电容量的等效电容和等效电阻以及在加热过程中参量的变化情况,以便依据实测值设计振荡器及负载匹配系统。所以,后一种测量不必制成试样,而要求环境条件及测试条件尽量接近于实际工作的条件。
有时,这两个目的是一致的或者进行简单的计算便能互相变换。例如,在电木粉加热的情况下就是这样。但是,多数情况是不一样的,例如粮食烘干,为了测量出粮食的ε和 tgδ值及其随频率与温度的变化,我们必须把颗粒状的粮食磨成粉,轧成饼状试样进行测量。但在实际工作中,
工作电容器内盛放的却是颗粒状粮食。所以,测量工作电容器的等效参数时必须在盛放有颗粒状粮食的情况下进行。
在第二种情况下,主要使用Q表和高频阻抗电桥。测试原理及方法同上诉完全一样。因此,在第三章中介绍工作电容器时就不重复了。

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