【技术特点】-- ZJD-B型介电常数测定仪

高频Q表是多用途的阻抗测量仪器,为了提高测量精度,除了使Q表测试回路本身残余参量尽可能地小,使耦合回路的频响尽可能地好之外,还要掌握正确的测试方法和残余参数修正方法。

1．测试注意事项

a．本仪器应水平安放；

b．如果你需要较精确地测量,请接通电源后,预热30分钟；

c．调节主调电容或主调电容数码开关时,当接近谐振点时请缓调；

d．被测件和测试电路接线柱间的接线应尽量短,足够粗,并应接触良好,可靠,以减少因接线的电阻和分布参数所带来的测量误差；

e．被测件不要直接搁在面板顶部,离顶部一公分以上,必要时可用低损耗的绝缘材料如聚苯乙烯等做成的衬垫物衬垫；

f．手不得靠近试件,以免人体感应影响造成测量误差,有屏蔽的试件,屏蔽罩应连接在低电位端的接线柱。

2．高频线圈的Q值测量（基本测量法）

A．直接法

a．将被测线圈接在“L_x”接线柱上；

b．选择适当的工作频段和工作频率；

c．先调调谐电容器到谐振点,即Q表读数达zei大,此读数即为被测电感的有效Q值(Q_e),若需得到被测电感的真实Q值（Q_T）,则应先测出线圈分布电容C₀,然后照下式修正

C₁是调谐电容器谐振时读数,如谐振时C₁的读数很大,C₀只占很小比例,则有效Q值(Q_e)和真实Q值(Q_T)差别可以忽略。

当Q值量程选择自动切换时,在调谐时,如遇量程自动转换,应停顿一下,待Q值稳定后,根据读数值变大或变小,确定继续调电容的方向。

B．变容法

a．照直读法“a-d”进行,记下谐振时电容读数C₁和Q₁；

b．调节主调电容数码开关,使Q值二次指示均为Q₁的0.707时,记下此时两次电容读数的差数ΔC,

倘要得到精确结果,则线圈的分布电容应加在C₁之内,并应使主调电容作多次偏调,然后取其平均读数。

测Q值较高的线圈时,Q值下降到0.707 Q₁时,电容偏调很小,读数误差较大,这时可将主电容作较大偏调(10％以内),记下偏调数ΔC和偏调后的Q值读数Q₂,这时Q值表达式为：

C. 变频法

a．按直读法“a-d”进行,记下谐振时读数C₁和Q₁以及频率读数f₀；

b．改变信号源的频率使Q值二次指示为Q₁的0.707(一次容性失谐,一次感性失谐),记下此时二次频率读数差值Δf,这时回路的真实Q_T为：

考虑到线圈的分布电容时,线圈的有效Q值为

变频法测量Q值一般表达式为(未考虑分布电容)：

注：Δf是频率偏调数,Q₁为谐振时Q表读数,Q₂是偏调后Q表读数。

3．高频线圈电感值的测量

a．将被测线圈接在“L_x”接线柱上,接触要良好；

b．根据线圈大约电感值,按所需选一个合适的频率以保证能谐振；

c．如要得到真实电感数（L_T）,必须先测得电感分布电容量C₀,如分布电容较小的话,在调到谐振点后,记下主调电容C₁,然后再将主调电容量调在“C₁ C₀”值上,这时指示的电感读数,就是所求真实电感读数,也可按以下公式计算求得：

f被测电感小于1μH时,按上法测得电感值还应减去仪器中测试回路本身剩余电感“L₀”（ZJD-B L0约26nH,,ZJD-C L0约7nH）。

4．高频线圈分布电容C₀的测量

A．倍频率法

如线圈的分布电容较大,可用此法作近似测试。

将被测线圈按在“L_x””接线柱上,调调谐电容器到zei大电容数值,调讯号源频率到谐振,令谐振时频率和指示调谐电容分别是f₁和C₁。然后将讯号源频率调到f₂ (f₂=n f₁),再调电容器度盘到谐振点,此时电容读数为C₂,根据下式即可求出分布电容量（测量时微调电容到零）

如取n=2,则为：C₀=（C₁－4C₂）/ 3。

若取不同C₁进行多次测量后取一个平均值,则测试结果将较为准确。

B．自然频率法（此法可获得较准确的结果）

a．将被测线圈接在“L_x”接线柱上；

b．调谐电容器度盘调到zei大电容值C₁；

c．调讯号源频率,使回路谐振,该频率为f₁；

d．取下被测线圈,换上一个能在调谐电容器调节范围内和十倍于f₁频率谐振的电感；

e．讯号源调到10 f₁位置,调节调谐电容器到谐振点；

f．将被测线圈接在“C_x”两端,调节调谐电容器达谐振,此时视电容读数是增加还是减小。若增加,则应将振荡器频率调高些,若减小,则频率调低些；

g．再取下被测线圈,调节主调电容达到谐振；

h．重复步骤“f”,“g”直到某一频率,被测线圈接上“C_x”两端和不接上均不改变谐振点,这一频率即为被测线圈的自然谐振频率f₂,它的C₀数值为：C₀=C₁ (f₁／f₂)2

注：测量中所需辅助线圈可由LKI-l电感组提供便利。

5．电容器容量的测量

A. 在测量范围内的小于主调电容量的电容器的测量

a．选一个适当的谐振电感接到“L_x”的两端；

b．将调谐电容器调到zei大值附近,令这个电容是C₁,如未知电容是小数值的,C₁应调到较小电容值附近,以便达到尽可能高的分辨率；

c．调讯号源的频率,使测试回路谐振,令谐振器Q的读数为Q₁；

d．将被测电容接在“C_x”两端,调节调谐电容器,使测试电路再谐振,令新的调谐电容值为C₂和指示Q值为Q₂。

被测电容的有效电容为：C_x= C₁－C₂

电容器损耗角正切为：

电容器的有效并联电阻为：

C₀为回路谐振电感的自身电容。

B．大于调谐电容量的电容器用可替代法测量

a. 取一只适当容量的标准电容量,其容量为C₃,将它接在“C_x”接线柱上；

b．按5A／a-c各测试步骤；

c．取下标准电容器,将被测电容接到“C_x”接线柱,调节调谐电容器到谐振,此时主调电容量读数为C₂,则C_x可由下式得到：   C_x=C₃ C₁－C₂

6．Q合格范围预置功能使用

Q合格范围预置功能特别适用于工厂需大批量测试某同一规格元件的Q值,当该元件Q值超过某一给定值或在一定范围内即为合格,这时液晶显示屏显示“OK”,仪器同时鸣叫提醒,这样可减轻工人视力疲劳,同时大大加快了测试速度。

Q合格范围预置的步骤（例150-170）：

a．选择要求的测试频率；

b．用一只合格元件或一只辅助线圈调谐主调电容,使Q值读数指示在所需预置Q值位置上；例150,按一下Q值设置键,使显示屏第三行显示“comp OK”,同时仪器发出鸣叫声,Q值小于150值时,液晶屏第三行显示“comp ¹⁵⁰”；如果,这时要清除设置,只要在Q=0

的情况下,再按一次Q值设置键。

c．如果还要设定Q值的上限,再调谐主调电容,使Q值读数指示在所需预置Q值位置上；例170,再按一下Q值设置键,液晶屏第三行显示“comp ¹⁵⁰₁₇₀”,此时Q合格范围预置功能的设置就结束了；

d．换上要测试的器件,微调谐振电容至谐振点,如果该器件的Q值在设定范围内（例150-170）,Q合格指示“comp OK”,同时

仪器发出鸣叫。如果该器件的Q值设定超出该范围,Q合格指示

“comp¹⁵⁰₁₇₀”,如需取消已设置的合格值,只要再按一下设置键即可。

7．谐振点频率自动搜索功能的使用

如果你对电感元件无法确定它的数值时,你就可用该功能来帮你寻找出它的谐振频率点。步骤如下：

a．把元件接以接线柱上；

b．主调电容调到约中间位上；

c．按一下频率搜索按键,显示屏左下部显示“sweep”,仪器就进入搜索状态。

仪器从zei低工作频率一直搜索到zei高工作频率,如果你的元件谐振点在频率覆盖区间内,搜索结束后,将会自动停在元件的谐振频率点附近。

如果临时要退出搜索状态,可再按一次搜索键,仪器会退出搜索操作。

8．谐振点电容自动搜索功能的使用

如果你想在已知的频率找出被测量器件的谐振频率点时,你就可用该功能来帮你寻找出它的谐振点。步骤如下：

a．把元件接以接线柱上；

b．频率设置为所需的频率；

c．按一下电容搜索按键,仪器就进入电容搜索状态,仪器从zei小电容一直搜索到zei大电容,如果你的元件谐振点在电容覆盖区间内,搜索结束后,主电容将会自动停在元件的谐振频率点附近。

如果临时要退出搜索状态,可再按一次搜索键,仪器会退出搜索操作。

9．频率调谐开关的使用。

ZJD-B/ZJD-C的频率调谐采用了数码开关,它能辨别使用者的要求,来调节频率变化的速率(频率变化值／档)。在你快速调节该开关时,频率变化速率也加快,当你缓慢调节开关时,频率变化速率也慢下来。因此在调谐时接近所需的频率时,应放缓调节速度,当你调节的频率超出工作频段的频率时,仪器会自动选择低一个或高一个频段工作。

六,介电常数测定仪维修：

1．新购仪器的检查

新购的仪器zei好能先用LKI-1电感组,将各个电感在各个不同频率测试Q值,把测试的情况,例使用的电感号,测试频率Q读数,电容读数等多次测得数及测试环境条件逐一详细记录,并把记录保存起来,以供以后维修时作参考。

LKI-1电感组是专供测试时作辅助电感用的,不能把这些电感当作高精度的标准电感看待。随着测试环境条件不同,测得电感器Q值和分布电容可能略有不同。

2．使用和保养

高频Q表是比较精密的阻抗测量仪器,在合理使用和注意保养情况下,才能保证长期稳定和较高的测试精度。

a．熟悉本说明书,正确地使用仪器；

b．使仪器经常保持清洁,干燥；

c．本仪器保用期为18个月,如发现机械故障或失去准确度,可以原封送回本厂,免费修理。

3．电感组

LKI-1电感组是专供测试作辅助用的,它含有9个屏蔽罩屏蔽的电感。这些电感具有较高的Q值,各电感的电感量等数据如附表一。

附表一 LKI-2电感组,ZJD-B/ZJD-C选配电感

上述Q值是在BQG-2标准线圈为基准比较测得,电感值未扣除Q表的残余电感.,ZJD-B残余电感为0.025μH。

Q表是根据串联谐振和电压比值原理工作的,Q表的指示Q值是包括被测件的有效Q值及测试回路固有残量在内的整个谐振回路有效Q值,必须用Q表测试回路残量修正Q表的指示Q值,这是Q表测量的一个重要特点。

在一般情况下,Q表作为低精度仪器使用或利用Q表对线圈作比较测量时,可不必对残量的影响进行修正。

Q表的Q值测量误差可按Q值参考标准不同分为二类。

我厂采用的一种是以Q表生产厂家所提供并经计量部门审核的均值回路标准指示值Qen为参考标准,Q表指示Q值Qi的相对误差由下式表示：δQi=[(Qi-Qen)÷Qen]× 100％

式中Qi为标有Qen值标准量具在Q表上的实际指示值。

注：修正系数主要用于用户测量一个器件Q值时,根据指示的Qi值换算出较准础的Q值。

附表二 各Q值均值回路指示值和测试回路平均残量修正系数表

Qe：标准有效Q值

ZJD-B型Q表在测试Q值时,已对测试回路的残量作了修正,故不再需要对Q值进行均值修正。

七,交收检验：

1．检验环境要求

a．环境温度：20℃±2℃,相对湿度<50％；

b．供电电源：220V±10V,50Hz±1Hz；

c．被检设备要预热30分钟以上。

2．检验设备要求

a. 设备应在计量后的有效使用期内；

b. 检验设备应按仪器规定预热。

3．Q值指示检验

a．检验设备：BQG-2标准线圈一套；

b．把标准Q值线圈接入ZJD-B/ZJD-C Q表电感接线柱上；

c．选择标准Q值线圈所规定的检定频率；

d．ZJD-B/ZJD-C Q表的Q值读数的相对误差应符合二.1.C条中的固有误差之规定。

4．调谐电容器准确度检验

a. 测试时如发现干扰,应断开内部信号源；

b．设备连接如图六所示,连接线应尽量短,尽可能减小分布电容；

图 六

c．电容测试仪技术指标

测试范围：10-550pF,±5pF；

测试精度：10-550pF±0.1％,±5pF±0.05pF。

d．调谐电容器刻度盘上指示值与电容测试仪指示值之间误差应符合二.3条的规定。

5．频率指示误差检验

a．设备连接如图七所示：

图 七

b．从后面板的频率监测端用BNC电缆连至频率计数器输入端；

c．频率计数器技术要求

测量范围：10Hz-1000MHz；

测量误差：<1×10^-6；

测量灵敏度：<30mV。

d．测试线要求：高频电缆SYV-50-3；

e．Q表频率指示值与频率计数器读数值间的误差应符合二.4条的规定。

附：贴片元件测试夹具使用方法

【技术特点对用户带来的好处】-- ZJD-B型介电常数测定仪

【典型应用举例】-- ZJD-B型介电常数测定仪