简易介电常数测试仪的设计与制作(19)

简易介电常数测试仪的设计与制作(19)

ID:32643640

大小:182.53 KB

页数:16页

时间:2019-02-14

简易介电常数测试仪的设计与制作(19)_第1页
简易介电常数测试仪的设计与制作(19)_第2页
简易介电常数测试仪的设计与制作(19)_第3页
简易介电常数测试仪的设计与制作(19)_第4页
简易介电常数测试仪的设计与制作(19)_第5页
资源描述:

《简易介电常数测试仪的设计与制作(19)》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库

1、实验题目:简易介电常数测试仪的设计与制作评分:88介电体(又称电介质)最基本的物理性质是它的介电性,对介电性的研究不但在电介质材料的应用上具有重要意义,而且也是了解电介质的分子结构和激化机理的重要分析手段2—,探索高介电常数的电介质材料,对屯子工业元器件的小型化有着重要的意义。介电常数(又称电容率)是反映材料特性的重要参量,电介质极化能力越强,其介电常数就越大。测量介电常数的方法很多,常用的有比较法,替代法,电桥法,谐振法,Q表法,直流测量法和微波测量法等。各种方法各有特点和适用范围,因而要根据材料的性能,样品的形状和尺寸大小及所需测量的频率范

2、围等选择适当的测量方法。实验冃的:了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围,掌握替代法,比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法,用自己设计与制作的介电常数测试仪,测量压电陶瓷的介电常数。实验原理:介质材料的介电常数一般采用相对介电常数&来表示,通常采用测量样品的电容量,经过计算求出它们满足如下关系:_]2、式屮w为绝对介电常数,&为真空介电常数,£o=8・85xlO「F/〃,$为样品的有效面积,d为样品的厚度,C为被测样品的电容量,通常取频率为lldh时的电容量C。一、替代法当实验室无专用测量电容的仪器,但有标准可变电容箱或标准可变

3、电容器时,可采用替代法设计一简易的电容测试仪来测量电容。这种方法的优点是对仪器的要求不高,由于引线参数可以抵消,故测量精度只取决于标准可变电容箱或标准可变电容器读数的精度。若待测电容与标准可变电容的损耗相差不大,则该方法具有较高的测量精度。替代法参考屯路如图2.2.6-1(a)所示,将待测电容G(图中&是待测电容的介电损耗电阻),限流电阻R。(取lkQ)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关K”调节信号源的频率和电压及限流电阻R。,使安培计的读数在毫安范围恒定(并保持仪器最高的有效位数),记录读数良。将开关b打到B点,让标准屯容箱G和交流

4、电阻箱&替代G调节G和&值,使Is接近1“多次变换开关&的位置(A,B位),反复调节G和使【s=【x。假定G上的介电损耗电阻R、与标准电容箱的介电损耗电阻&相接近(磁=他),则有=°$°2.2.6-1(b)另一种参考电路如图2.2.6-1(b)所示,将标准电容箱G调到极小值,双刀双掷开关佥扳到AA,,测量G上的电压也值;再将金扳到BB,,调节C,让G上的电压Vs接近Vx将开关K2来回扳到AA,和BB,位,不断调节G和&值,使伏特计上的读数不变,即%=叭,若心二、比较法当待测的电容量较小时,用替代法测量,标准可变电容箱的有效位数损失太大,可采用比

5、较法。此时电路引入的参量少,测量精度与标准电容箱的精度密切相关,考虑到G和&均是十进制旋钮调节,故无法真正调到匕二匕,所以用比较法只能部分修正电压差带来的误差。比较法的参考电路如图2.2.6-2所示,假定G上的R占&接近Rs),贝ij测量G和G上的电压比Vs/孔即可求得Cx:Cx=CSXVS/Vx(此时匕可以不等于也)IS2.J.6-3iU搬旅sitfe壽的B?用图三、谐振法谐振法测量电容的原理图见图2.2.6-3,由己知电感L(取1H),电阻R(取lkQ)和待测电容G组成振荡电路,改变信号源频率使RLC回路谐振,伏特计上指示最大,则电容可由下

6、式求出:(2)式屮f为频率,L为已知电感,G为待测电容。当待测电容G•较小时,线圈和引线的分布电容,伏特计的输入电容等都对测量结构有影响,信号源频率的波动和读数精度都将对测量结果有很大的影响,若不采取其他措施,将导致式(2)计算的电容产生很大误差,而且待测电容G越小,测量误差越大,这时可采用谐振替代法来解决。谐振替代法参考屯路如图2.2.6-4所示,将屯感器的一端与待测屯容G串联,调节频率『使电路达到谐振,此时电容上的电压达到极大值,固定频率心,用标准电容箱G代替G,调节C,使电路达到谐振,电容上的电压再次达到极大值,此吋G=Csq此方法的特点

7、是电路简单、测量方便、测量精度与电感L和信号源频率f的测量精度无关,只取决于标准电容箱G的精度,在保证线路状态不变的情况下,可消除分布电容和杂散电容的影响。四、电桥法对于有损耗的电容器,在其固有电感可以忽略不计的条件下,可用串联等效电路或并联等效电路来表示,如图2.2.6-5所示。有损耗的电容器的介质损耗在tan8=串联等效屯路屮为^6=a)CR.在并联等效电路中为(OCR,故只要测量出待测样品的电容量和等效电阻R,便可测量出样品的介电常数&和介电损耗tan屯桥的种类很多,主要有臂比电桥、臂乘电桥、变压器比臂屯桥、差动电桥等,现仅举单边变压器比

8、例臂电桥为例,参考电路如图2.2.6-6所示。甸桥平衡时,平衡指使器为0,流过绕组汕,N2,及被测阻抗乙和标准阻抗Zs的电流都相等,绕组N】上的感应电

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。