介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀-工頻

使用說明書一份

BQS-37a(QS-37a)型高壓電橋是本公司推出的新一代高壓電橋，主要用于測量工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損耗(tgδ)及介電常數(shù)（ε）。符合GB1409、GB5654及GB/T1693, ASTM 150-1998(2004) 固體電絕緣材料的交流損耗特性及介電常數(shù)的試驗(yàn)方法其采用了西林電橋的經(jīng)典線路，內(nèi)附0-2500的數(shù)顯高壓電源及100PF標(biāo)準(zhǔn)電容器，并可按用戶要求擴(kuò)裝外接標(biāo)準(zhǔn)電容線路。

本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤，在主橋平衡過程的同時(shí)，輔橋也自動(dòng)跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對(duì)主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù)。

tgδ=  在使用中，本電橋頂A，B對(duì)V點(diǎn)的電壓Z高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：

公式說明操作方法 

第三臂：由十進(jìn)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。

本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為30%-80%條件下，應(yīng)滿足下列表中的技術(shù)指示要求。

試品的測試試驗(yàn)電極 一套

測量試品前應(yīng)先對(duì)試品進(jìn)行高壓試驗(yàn)，證明在電橋工作電壓下無噪聲，電離等現(xiàn)象出現(xiàn)，然后才能進(jìn)行測試（若試品己做過高壓試驗(yàn)，該項(xiàng)可不必每次測量都做）。

式中: U 為測量電壓   伏特  (ω為角頻率2πf=314(50Hz)        Cn標(biāo)準(zhǔn)電容器容量       法拉(F) A --測試電極的表面積  單位（dm2）

輔橋的技術(shù)特性：在測量時(shí)，開關(guān)時(shí)按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

f’   為實(shí)際工作頻率tg=f’·tgδ / f 橋體內(nèi)附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線及少。

對(duì)試品施加試驗(yàn)電壓（按部標(biāo)或所規(guī)定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行）。（f）介電常數(shù)（ε）的計(jì)算電橋各臂的組成當(dāng)R4=10K/πI=ω V C  裝置成套性檢查電橋的靈敏度開關(guān)是否已回另位。電橋采用接觸電阻小，機(jī)械壽命長的十進(jìn)開關(guān)，保證測量的穩(wěn)定性 接通電源前應(yīng)將靈敏度開關(guān)調(diào)到Z低位置。 在下面的計(jì)算公式中，用戶可根據(jù)實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來。

本儀器必須有專人負(fù)責(zé)保管，使用，非專職操作者應(yīng)在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故。

第四臂：由十進(jìn)電容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電容器100pF組成再與電組R4并聯(lián)組成Z4。

10×100Ω     1max≤120mA

儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。

在測量時(shí)，R3開關(guān)時(shí)按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

每次使用前應(yīng)仔細(xì)檢查接地線是否完好，確保以后方可通電使用。

在測量時(shí)，靈敏度開關(guān)是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

電容量Cx 40pF—20000pF ±0.5%  Cx±2pF

測試線二根

第壹臂：由被測對(duì)象Cx組成Z1。

tgδ  為被測試品介質(zhì)損耗角正切的實(shí)際值 

三次諧波 減不小于50dBA=1/4πd2tgδ  電橋測得損耗值在50Hz時(shí)電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

式中：f    為額定工作頻率（f=50Hz）

介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀-工頻計(jì)算公式

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(zhǔn)確度，希望電橋靈敏度達(dá)到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標(biāo)準(zhǔn)電容量成正比。

Rg平衡指零儀內(nèi)阻約1500     歐姆(Ω)

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格10×1kΩ      1max≤15mA

安全操作規(guī)程橋體的組成電橋測量靈敏度第貳臂：由高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器Cn組成Z2。

對(duì)試品施加高壓時(shí)緩慢升高，不可以加突變電壓。檢查周圍是否有強(qiáng)電磁場干擾，應(yīng)盡量避免。

電橋的特點(diǎn)；

h---樣片的厚度   單位(cm)自動(dòng)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(nèi)屏蔽（S）產(chǎn)生一個(gè)與B電位相等的電壓。當(dāng)電橋在平衡時(shí)，A,B,S三點(diǎn)電位必然相等，從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤的目的。

概述電橋簡介:

本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實(shí)際工作頻率偏離額定頻率時(shí)可用修正式進(jìn)行修正：

電橋工作原理

介損損耗tgδ 0-0.1 ±1.5%  tgδx±0.0001

技術(shù)指標(biāo)

10×10Ω      l max≤150mA

測量項(xiàng)目 測量范圍 測量誤差

R4橋臂R4阻值3183      歐姆(Ω)

tgδ=ω·R4·     R4[Ω]  [F]

電源線一根

測試電極的直徑為5cm時(shí)，A=19.6cm2

二次諧波 減不小于25dB

0.08854為真空介電常數(shù)pF/cm

當(dāng)R4=1K/π

整個(gè)測量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗(yàn)。弟二升起試驗(yàn)電壓，并調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān)，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒有平衡。第三調(diào)節(jié)R3開關(guān)，順序從左至右。這時(shí)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(yīng)總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時(shí)，電橋的平衡狀況。第四在某一點(diǎn)上用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位。這時(shí)可調(diào)節(jié)開關(guān)，順序時(shí)從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到Z小位。第五用戶在調(diào)節(jié)到某一點(diǎn)時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位。這時(shí)又要去調(diào)節(jié)R3開關(guān)，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的Z后位，然后又會(huì)出現(xiàn)第四點(diǎn)時(shí)的問題，又必須要調(diào)節(jié)開關(guān)．．．就這樣來回往復(fù)地調(diào)節(jié)R3和兩組開關(guān)，直至靈敏度開關(guān)Z大時(shí)，并指針回另（或指另儀指示到Z小）。表明電橋已達(dá)到平衡。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

ε=Cx×h/0.08854÷A 

.頻率對(duì)介質(zhì)損耗正公式：

測試時(shí)操作人員必須集中思想，工作前做好一切準(zhǔn)備工作，測試地點(diǎn)周圍應(yīng)有明顯的標(biāo)記或金屬屏蔽圍成高壓危險(xiǎn)區(qū)，以防止非操作人員闖入。

在測量過程中，如有放電管發(fā)光時(shí)，則必須及時(shí)切斷電源，仔細(xì)檢查接線及試品都無擊穿，待檢查排除故障后，再進(jìn)行高壓測量工作。

介損損耗tgδ 0-1 ±1.5%  tgδx±0.0001

儀器內(nèi)部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術(shù)性能穩(wěn)定可靠。

Cx被測試品電容值      法拉(pF)

BQS-37a（QS-37a）型高壓電橋采用典型的西林電橋線路。橋臂在基本量程時(shí)，與R4橋臂并聯(lián)，測量數(shù)值為正損耗因數(shù)。結(jié)構(gòu)采用了雙層屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數(shù)對(duì)電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成。

在不知道被測試品的大概容量及損耗時(shí)，可先施加少許的電壓，找到粗平衡點(diǎn)后，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細(xì)平衡點(diǎn)。

同時(shí)也有效的抑制了電壓波動(dòng)對(duì)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(dòng)式檢流計(jì)的缺點(diǎn)。

工作電壓說明

Ig通用指零儀的電流5×10-10      安培(A)  

我們采取相對(duì)固定R4電阻，分別調(diào)節(jié)R3和使橋跟平衡，從而測得試品的電容值Cx和介質(zhì)損耗tg。本電橋?yàn)榱酥弊x出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。

Cx=R4× Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

檢查大地線是否牢靠，以保證操作人員的安全，應(yīng)檢查電橋上的（⊥）與大地是否接觸良好。

Cx---放入樣片后的電容量  單位（PF）

QS-37a型高壓電橋一臺(tái)  

用戶在使用前應(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量，按以下公式來計(jì)算出大概的工作電流。

內(nèi)附高壓電源精度3%

測量范圍及誤差

tgδ=0.1   

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）時(shí)

測試前的準(zhǔn)備工作

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

連接標(biāo)準(zhǔn)電容Ｃｎ（選用外接標(biāo)準(zhǔn)電容時(shí)），與被測電容Ｃｘ，并且將標(biāo)準(zhǔn)電容與被測電容盡可能遠(yuǎn)離，以防止互相之間干擾。如選用內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電容器，只需連接被測試品即可。

電容量Cx 4pF—2000pF ±0.5%  Cx±3pF

測量項(xiàng)目 測量范圍 測量誤差

內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

 ⑥測量完畢后或在暫停測量時(shí)，應(yīng)將另儀的靈敏度開關(guān)降至“0”，再將測量電壓降至另并切斷電源開關(guān)，根據(jù)計(jì)算公式，算出被測試品的容量及介損值。

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時(shí)

檢查試品的絕緣強(qiáng)度，應(yīng)符合大于2U+1的標(biāo)準(zhǔn)。

指零裝置的技術(shù)特性：