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介電常數(shù)測量儀器

簡要描述:?本公司創(chuàng)新的自動Q值讀取技術(shù),測Q精度和速度大大提高。
?低至20nH殘余電感,保證高頻時(shí)直讀Q值的誤差較小。
?特制LCD屏菜單式顯示多參數(shù):Q值,測試頻率,調(diào)諧狀態(tài)等。
?Q值量程自動/手動量程控制。
?數(shù)字化Q值予置,能提高批量測試的可靠性和速度。
?VCO調(diào)節(jié)測試頻率,其平滑的連續(xù)頻率變化,能便捷的進(jìn)行△f法測量Q值。

  • 產(chǎn)品型號:介電常數(shù)儀
  • 廠商性質(zhì):生產(chǎn)廠家
  • 更新時(shí)間:2024-08-18
  • 訪  問  量:2026

詳細(xì)介紹

品牌AIRTIMES/中航時(shí)代

1 概述

ZJD-B介電常數(shù)測量儀器數(shù)顯Q表是一種多功能、多用途、多量程數(shù)字的化阻抗測試儀器。它是根據(jù)串聯(lián)諧振原理,以電壓比值刻度Q值的。

它能測量高頻電感和諧振回路的Q值,電感器的電感量和分布電容量,電容器的電容量和損耗角。配以夾具ZJD-B介質(zhì)損耗裝置對絕緣材料的高頻介質(zhì)損耗,高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻,傳輸線的特性阻抗等。

特點(diǎn):

  • 本公司創(chuàng)新的自動Q值讀取技術(shù),測Q精度和速度大大提高。
  • 低至20nH殘余電感,保證高頻時(shí)直讀Q值的誤差較小。
  • 特制LCD屏菜單式顯示多參數(shù):Q值,測試頻率,調(diào)諧狀態(tài)等。
  • Q值量程自動/手動量程控制。
  • 數(shù)字化Q值予置,能提高批量測試的可靠性和速度。
  • VCO調(diào)節(jié)測試頻率,其平滑的連續(xù)頻率變化,能便捷的進(jìn)行△f法測量Q值。

所以本儀器使用方便,具有較高測量精度和理想的穩(wěn)定度。能廣泛地用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位。

2 工作特性

2.1 Q值測量:

2.1.1 Q值測量范圍:5~999三位數(shù)顯。 

2.1.2 Q值量程分檔: 100、316、999,量程可自動切換。

2.1.3 標(biāo)稱誤差:(※) 

  頻率范圍:50kHz~10MHz         頻率范圍:10MHz~25MHz

固有誤差:±5%±滿刻度的2%     固有誤差:﹤±8%±滿刻度的2%  

工作誤差:±7%±滿刻度的2%     工作誤差:﹤±10%±滿刻度的2%

頻率范圍:25MHz~50MHz           

固有誤差:±12%±滿刻度的2%

工作誤差:±15%±滿刻度的2%   

Q值誤差說明:

※用經(jīng)計(jì)量單位檢定的標(biāo)準(zhǔn)線圈的標(biāo)稱有效Q值為標(biāo)準(zhǔn),按變頻法測得的均值為定標(biāo)值(按照國家計(jì)量單位檢定規(guī)程:JJF1073-2000高頻Q表校準(zhǔn)規(guī)范)。

具體修正系數(shù)見表1(P13)

2.2 電感測量:

2.2.1 測量范圍:0.1μH~100mH

2.2.2 分六個(gè)量程:0.1~1μH、1~10μH、10~100μH、0.1~1mH,

1mH~10mH、10mH~100mH

  • 測量誤差:﹤5%±0.02μH

2.3 調(diào)諧電容器特性:

2.3.1 電容量范圍:主調(diào)電容器:40~500pF

      刻度誤差:≤±1% ±1pF

      微調(diào)電容器:-3PF~0~+3PF

      分辨率:0.2PF

2.4  頻率范圍及刻度誤差:

2.4.1 50kHz~50MHz,分六檔頻段,四位數(shù)顯。

2.4.2 工作誤差:<0.1%

2.5 Q合格指示預(yù)置:

預(yù)置范圍5~999,設(shè)置誤差:±1%。

2.6 正常工作條件:

環(huán)境溫度:-0℃~+40℃

相對濕度:<80%

大氣壓力:750±30mmHg

電源:220V±10%  50Hz±4%

2.7 其它:

消耗功率:約20W。

凈重:7kg

外形尺寸:415(長)×180(高)×170(寬)(mm)

3 工作原理:

3.1 “Q"的定義:



符號“Q"表明一個(gè)元件或一個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量,它等于每振蕩一周間貯藏能量對損耗比值的2π倍。按數(shù)值計(jì)算它是在測試頻率的電抗對電阻的比率。

通過一個(gè)簡單的串聯(lián)諧振電路說明“Q"表工作原理。

圖(一)示回路中,串聯(lián)引入一個(gè)幅度為e頻率為f地電動勢。諧振時(shí):

 



 

(圖一)

 

    如果e保持常數(shù)(已知電平)一個(gè)約定的電壓表連于回路電容的兩端,電壓表的指示直接用回路Q的單位進(jìn)行定標(biāo),從而能直接讀出回路的Q值。

串聯(lián)諧振電路中,有效電阻R,除被測電感有效電阻外,還包括Q表內(nèi)部調(diào)諧電容器,指示電壓表,寬帶變壓器和接線柱等損耗等效電阻值。所以Q表測得值將稍低于被測電感的實(shí)際的有效Q值。

基于上述理由,為了正確地測量元件的Q值,還需要考慮到測試回路中殘余參數(shù)的影響。

本機(jī)測試回路中殘余成分是很小的,對一般的測量可予忽略,即Q表指示讀得值等于被測元件的有效Q值。對測試頻率高于10MHz,又要較高精確度時(shí),需按均值進(jìn)行修正。均值的高低能直接表征Q表自身回路的品質(zhì)優(yōu)劣。不能提供均值的Q表,其測得Q值的有效性不能得到確認(rèn)。Q表修正值見第13頁的表格。


3.2 ZJD-B數(shù)顯 Q表由以下幾個(gè)基本部分組成:

(圖二)

4 結(jié)構(gòu)特性

為了便于操作,所有的控制旋鈕均裝在正前方的面板上,排列對稱,美觀大方,LCD顯示屏直觀易讀。

4.1 前面板控制旋鈕連接和顯示器示意圖,見圖(三)

 

(圖三)


(1) 自動量程鍵:開機(jī)默認(rèn)狀態(tài)為Q值手動量程(LCD屏右上角顯示“⊙")。按該鍵即為Q值自動量程,此時(shí)“⊙"消失,再按該鍵,又為手動量程。

(2) 手動量程鍵:分高、中、低三檔。高—LCD屏右上角顯示“HIGH-Q",Q值約在300-999。中—LCD屏顯示“⊙",Q值約在30-300。低—LCD屏顯示“LOW-Q",Q值約在5-100。

(3) Q記憶鍵:默認(rèn)為手動測Q狀態(tài),按該鍵即為Q自動記憶狀態(tài),此時(shí)LCD屏右上方顯示“AUTO",自動顯示調(diào)諧過程中諧振峰值,即Q值。

(4) Q預(yù)置鍵,當(dāng)按鍵后,即能把當(dāng)時(shí)顯示的Q值作為預(yù)置值,以后當(dāng)測試超過該值時(shí),會顯示“GO"并蜂鳴,表示超過原預(yù)置值。適宜于批量元件測試。

(5) LCD顯示屏,(另見4.3 LCD屏示意圖)。

(6) 頻率調(diào)節(jié)旋鈕。

(7) 頻率頻段選擇鍵(由于是穩(wěn)幅信號源,在高頻段時(shí),將會有幾秒的穩(wěn)幅過程。)

(8) 信號輸出端口:能輸出測試信號,頻率從50kHz至50MHz,幅值隨Q量程變化,可用于監(jiān)視。

(9) 電感測量頻率表格,按該表格規(guī)定的頻率點(diǎn)測試電感值,可以直接從右邊刻度盤讀出。

(10) 測試回路接線柱:左邊是電感器接線柱,右邊是接電容器接線柱。

(11) 調(diào)諧電容刻度(相應(yīng)是電感刻度)

(12) 主調(diào)電容:同軸慢轉(zhuǎn)調(diào)諧旋鈕。

(13) 微調(diào)電容調(diào)諧旋鈕。

4.2 后面板器件安裝位置示意圖。見圖(四)

 


                               (圖四)

(1)電源開關(guān)。

(2)保險(xiǎn)絲座。

(3)電源插座(220V)。

 

4.3 LCD顯示屏示意圖。見圖(五)

 





(圖五)

5 使用方法

5.1 測試時(shí)的注意事項(xiàng):

5.1.1儀器可水平或用支架成斜面安放。

5.1.2接通電源后,本儀器即能工作,但要保證測試精度,請預(yù)熱30分鐘后使用,儀器開機(jī)狀態(tài),如圖(六)。



 

(圖六)

5.1.3 調(diào)節(jié)測試頻率和調(diào)諧電容量時(shí),當(dāng)刻度已到zui大或zui小時(shí),不要用力繼續(xù)再調(diào),以免損壞刻度。

5.1.4被測件和測試電路接線柱間的接線應(yīng)盡量短,足夠粗,并應(yīng)接觸良好可靠,以減小因接線電阻和分布參數(shù)帶來的測試誤差。

5.1.5手不得靠近被測件,以免人體感應(yīng)影響。有屏蔽罩的被測體,屏蔽罩應(yīng)連接在低電位端接線柱上。

5.2 高頻線圈的Q值測量(基本測量方法):

5.2.1 直讀法:

a)將被測線圈接在“Lx"接線柱上。

b)調(diào)整信號源的頻率(7)、(6)到所需的測量頻率點(diǎn)。

c)按“手動量程"鍵(3)可選擇三檔Q量程: ⊙為通常Q值檔(30—300),LOW—Q為低Q值檔(5—100),HIGH—Q為高Q值檔(300—999)。

d) 調(diào)主調(diào)電器(12)到遠(yuǎn)離諧振點(diǎn)(使諧振指針在0%左右)。

e) 調(diào)主調(diào)電容器到諧振點(diǎn)附近,再調(diào)微調(diào)電容器到精確的諧振點(diǎn),即諧振指針顯示達(dá)zui大(當(dāng)TUNE>35%時(shí)有效),這時(shí)LCD屏顯示Q值即為被測電感的有效Q值(Qe)。若需得到被測電感的真實(shí)Q值(QT)。則應(yīng)先測出線圈分布電容Co,然后照下式修正。

f) 當(dāng)按“Q記憶"鍵(3)后,在調(diào)節(jié)主調(diào)電容器到諧振的過程中,LCD屏“MAX Q值"能自動顯示諧振點(diǎn)的Q值,使測試速度和精確度提高。

 

Ci是主調(diào)電容器諧振時(shí)讀數(shù)(微調(diào)電容讀數(shù)合計(jì)在內(nèi)),如諧振時(shí)Ci讀數(shù)很大,Co只占很小的比例。則有效Q值(Qe)和真實(shí)Q值(QT),差別可以忽略。

如測試小于1μH電感的Q值,則要考慮回路殘感的修正:

 

式中Lo為本機(jī)剩余電感約20nH(0.02uH)

5.2.2 變?nèi)莘ǎ?/span>

a. 照直讀法a—f進(jìn)行,記下振諧時(shí)讀數(shù)C1和Q1。

b. 轉(zhuǎn)動主調(diào)諧電容,使Q值二次指示均為Q1的0.707時(shí),記下此時(shí)兩次電容讀數(shù)的差數(shù)△C,

 

測Q值較高的線圈時(shí),Q2值下降到Q1的0.707倍時(shí),電容偏調(diào)很小,讀數(shù)誤差較大,這時(shí)可將主電容作較大偏調(diào)(10%以內(nèi))這時(shí)需要用Q值一般表達(dá)方式:

 

△C是偏調(diào)數(shù),Q2是偏調(diào)后Q表的讀數(shù)。

為了使變?nèi)莘ǖ玫奖容^精確的結(jié)果,外接分辨率為0.004pF殘感小的微調(diào)電容器。

5.2.3變頻法:

a) 按直接讀法a)~f)進(jìn)行,記下諧振時(shí)讀數(shù)C1和Q1以及頻率讀數(shù)fo。

b) 改變信號源的頻率,使電表Q值二次指示為Q1的0.707倍(一次容性失諧、一次感性失諧)記下此時(shí)二次頻率讀數(shù)差值△f。這時(shí)回路的真實(shí)Q值:

考慮到線圈的分布電容時(shí),線圈的有效Q值:

變頻法測量Q值一般表達(dá)式:(未考慮分布電容)

  • f是頻率偏調(diào)數(shù),Q1是諧振時(shí)Q表讀數(shù),Q2是偏調(diào)后Q表讀數(shù)。


5.3 高頻線圈電感值的測量:

5.3.1 將被測線圈接在“Lx"接線柱上,接觸良好。

5.3.2 根據(jù)線圈大約電感值,在面板左上方對照“電感測量頻率表"(9)上選擇一測試頻率點(diǎn),然后將頻率調(diào)節(jié)旋鈕(7)調(diào)到這一頻率點(diǎn)上。

5.3.3 置Q值“手動量程"(2)適當(dāng)?shù)臋n級上。

5.3.4 使微調(diào)電容指針(14)放在“0"上,調(diào)節(jié)主調(diào)電容(12)到諧振,這時(shí)刻度盤(11)所指示電容數(shù)是C1,對應(yīng)度盤上指示電感值,乘以對照表(9)上所指的倍數(shù),就是線圈有效電感值(Le)。Le值將會比用其他原理測得的電感值稍大,其原因是Q表諧振時(shí)被測電感的分布電容也相應(yīng)起作用,故稱之為有效電感值。這個(gè)有效電感概念對高頻使用時(shí)更有實(shí)用價(jià)值。

2.3.5 非測量電感頻率表(10)上,要測量電感值,可按以下公式計(jì)算

 

式中:f-MHz,Ce-pF .

5.3.6 如果要得到真實(shí)電感數(shù)(LT),必須先測得電感分布電量Co,如分布電容較小的話,可將主調(diào)電容器調(diào)在“C1+CO"上,這時(shí)度盤的電感讀數(shù)乘以對應(yīng)的倍數(shù),就是所求真實(shí)電感讀數(shù)。也可按:

 

計(jì)算求得真實(shí)電感LT。

5.3.7 被測電感小于1μH時(shí),按上法測量電感值還應(yīng)減去儀器中測試回路本身剩余電感“LO"(本機(jī)LO≌20nH)。


5.4 高頻線圈分布電容Co的測量:

5.4.1倍頻率法:

如線圈的分布電容較大,可用此法作近似測試。

將被測線圈接在“Lx"接線柱上,調(diào)主調(diào)電容器到zui大電容數(shù)值,調(diào)節(jié)信號源頻率到諧振,令諧振時(shí)頻率和調(diào)諧電容分別是f1和C1,然后將信號源頻率調(diào)到f2(f2=nf1),再調(diào)電容器度盤到諧振點(diǎn),此時(shí)電容讀數(shù)為C2,根據(jù)下式即可求出分布電容量。(測量時(shí)微電容置零)

 



若取n=2,則為:C0=(C1-4C2)/3    (14)

若取不同C1進(jìn)行多次測量后取一個(gè)平均值,則測試結(jié)果將較為精確。

5.4.2 自然頻率法:(此法可獲得較準(zhǔn)確的結(jié)果)

a 將被測線圈接在“Lx"接線柱上。

b將微調(diào)電容器度盤調(diào)至零,主調(diào)電容器度盤調(diào)到zui大電容值記為C1。

c 調(diào)信號源頻率,使回路諧振,該頻率為f1。

d取下被測線圈,換上一個(gè)能在主調(diào)電容器調(diào)節(jié)范圍內(nèi)和十倍于f1頻率諧振的輔助電感。

e信號源調(diào)到10倍f1位置,調(diào)節(jié)主調(diào)電容器到諧振點(diǎn)。

f) 將被測線圈接在“Cx"兩端,調(diào)節(jié)主調(diào)電容器達(dá)諧振,此時(shí)視電容讀數(shù)是增加還是減小。若增加,則應(yīng)將振蕩器頻率調(diào)高些,若減小,則頻率調(diào)低些。g)再取下被測線圈,調(diào)節(jié)主調(diào)電容達(dá)到諧振。

h)重復(fù)“f"、“g"直到某一頻率,被測線圈接上“Cx"兩端和不接上去均不改變諧振點(diǎn),這一頻率為被測線圈的自然諧振頻率f2,它的Co數(shù)值:

 


注:測量中所需輔助線圈可自制或向Q表產(chǎn)生廠購買電感組。

5.5電容器參數(shù)的測量:

5.5.1 小于460pF電容器的測量:

a) 取一個(gè)適當(dāng)?shù)闹C振電感連接到“Lx“端。

b) 將微調(diào)電容調(diào)至零,主調(diào)電容器調(diào)到zui大值附近,令這個(gè)電容是C1,如未知電容是小數(shù)值的,C1應(yīng)調(diào)到較小電容值附近,以便得到盡可能高的分辨率。

c) 調(diào)信號源的頻率,使測試回路諧振,令諧振時(shí)Q表的讀數(shù)為Q1。

d) 將被測電容接在“Cx"兩端,調(diào)主調(diào)電容器,使測試電路再諧振,令新的調(diào)諧電容值為C2和指示Q值Q2。

被測電容的有效電容由下式給出:

Cx=C1-C2            (16)    

電容器的損耗角正切tgδ由下式給出:

 

 


電容器的有效并聯(lián)電阻:

 



Co是回路諧振電感的分布電容。

5.5.2大于460pF電容器用替代法測量:

a) 取一只適當(dāng)容量的標(biāo)準(zhǔn)電容器,其容量為C3。將它接在Cx接線柱上。

b) 按5.5.1 a)~c)各條測試。

c) 取下標(biāo)準(zhǔn)電容器,將被測電容接到“CX"接線柱,調(diào)節(jié)主調(diào)電容器到諧振,此時(shí)主調(diào)電容器讀數(shù)為C2,則CX可由下式給出

Cx=C3+C1-C2          (19)


5.6 Q預(yù)置的使用:

Q預(yù)置特別適用于工廠中需大批量測試電感器的Q值和電感值時(shí),當(dāng)該元件Q值超過某一給定值即為合格,這時(shí)合格顯示(GO)和蜂鳴,這樣可減輕工人視力疲勞,同時(shí)大大地加快了測試速度。

5.6.1 Q預(yù)置的步驟:

a) 在非“自動測Q"狀態(tài)時(shí), 用一只合格電感器或一只輔助線圈接至“LX"

端,調(diào)諧電容(12)使之諧振,再調(diào)微調(diào)電容(13),使Q值顯示為需要預(yù)置值,例如Q為100。

b) 按“Q預(yù)置"鍵,LCD屏即顯示“Q-PRE=100"

c) 以后測試過程中,當(dāng)調(diào)諧到Q值大于預(yù)置值后,LCD屏原顯示的“NOGO"變成“GO  "并發(fā)生蜂鳴,表示被測件Q值達(dá)到預(yù)置值要求。

Q預(yù)置功能也可以用于對批量電感器值允差快速測試。用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電感器按基本測試方法測試出Q值和有效值。例:某電感器測得Q=160,Le=50µH。如該電感器的電感值允差±4%。調(diào)節(jié)主調(diào)電容器,使指標(biāo)于48µH或52µH時(shí),此時(shí)Q值的讀數(shù)為:預(yù)置Q值,按“Q預(yù)置"鍵加以確認(rèn),再調(diào)主調(diào)電容器至指示50µH處。本機(jī)應(yīng)顯示“GO"并發(fā)蜂鳴聲。完成上述設(shè)置后,就可以進(jìn)行批量快速測試,凡測試電感器接上“LX"后本機(jī)發(fā)出蜂鳴的電感器即為合格品。


6 維修

6.1使用和保養(yǎng):

ZJD-BQ表是比較精密的阻抗測量儀器,在合理使用和注意保養(yǎng)情況下,才能保證長期穩(wěn)定和較高的測試精度。

6.1.1熟悉本說明書,正確地使用儀器。

6.1.2 使儀器經(jīng)常保持清潔、干燥。

6.1.3 本儀器保修期12個(gè)月(除人為損壞外),如發(fā)現(xiàn)儀器故障或精確超差,請?jiān)獠粍臃祷乇緩S修理。

6.2 新購儀器的檢查:

新購的儀器能先用輔助電感組,各個(gè)電感在各個(gè)不同頻率測試Q值,把測試的情況,例使用的電感號,測試頻率,Q讀數(shù),電容讀數(shù)等多次測得數(shù)及測試時(shí)環(huán)境條件逐一詳細(xì)記錄,并把記錄保存起來,以供以后維修時(shí)作參考。


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