LJD系列介電常數(shù)測(cè)試儀

　　一、介電常數(shù)測(cè)試儀/介質(zhì)損耗檢測(cè)儀/固液體概述

　　LJD-B高頻Q表和LJD-C高頻Q表主要區(qū)別

　　LJD系列高頻Q表能在較高的測(cè)試頻率條件下，測(cè)量高頻電感或諧振回路的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正切值，電工材料的高頻介質(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。該儀器廣泛地用于科研機(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位。

　　LJD系列介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀是北京中航鼎力儀器設(shè)備有限公司新研制的產(chǎn)品，LJD系列介電常數(shù)介質(zhì)損耗測(cè)試儀以DDS數(shù)字直接合成方式產(chǎn)生信號(hào)源，頻率達(dá)60MHz /160MHz，信號(hào)源具有信號(hào)失真小、頻率、信號(hào)幅度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，更保證了測(cè)量精度的性。LJD-B介電常數(shù)測(cè)試儀主電容調(diào)節(jié)用傳感器感應(yīng)，電容讀數(shù),且頻率值可設(shè)置。LJD-C介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測(cè)試儀主電容調(diào)節(jié)用步進(jìn)馬達(dá)控制，電容讀數(shù)更加,頻率值和電容值均可設(shè)置。LJD系電容、電感、Q值、頻率、量程都用數(shù)字顯示，在某一頻率下，只要能找到諧振點(diǎn)，都能直接讀出電感、電容值，大大擴(kuò)展了電感的測(cè)量范圍，而不再是固定的幾個(gè)頻率下才能測(cè)出電感值的大小。LJD系*的諧振點(diǎn)頻率自動(dòng)搜索或電容自動(dòng)搜索功能，能幫助你在使用時(shí)快速地找到被測(cè)量器件的諧振點(diǎn)，自動(dòng)讀出Q值和其它參數(shù)。Q值量程可手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

　　二、介電常數(shù)測(cè)試儀/介質(zhì)損耗檢測(cè)儀/固液體工作特性

　　1．Q值測(cè)量

　　a．Q值測(cè)量范圍：2～1023；

　　b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔；

　　c．標(biāo)稱誤差

　　2．電感測(cè)量范圍

　　3．電容測(cè)量

　　注：大于直接測(cè)量范圍的電容測(cè)量見(jiàn)使用方法。

　　4．信號(hào)源頻率覆蓋范圍

　　5．Q合格指示預(yù)置功能：預(yù)置范圍：5～1000

　　6．Q表正常工作條件

　　a.環(huán)境溫度：0℃～+40℃；

　　b．相對(duì)濕度 lt;80％；

　　c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

　　7．其他

　　a．消耗功率：約25W；

　　b．凈重：約7kg；

　　c. 外型尺寸：（寬×高×深）mm：380×132×280。

　　三、介電常數(shù)測(cè)試儀工作原理

　　1．“Q”的定義

　　Q表是根據(jù)串聯(lián)諧振原理設(shè)計(jì)，以諧振電壓的比值來(lái)定位Q值。

　　“Q”表示元件或系統(tǒng)的“品質(zhì)因數(shù)”，其物理含義是在一個(gè)振蕩周期內(nèi)貯存的能量與損耗的能量之比。對(duì)于電抗元件(電感或電容)來(lái)說(shuō)，即在測(cè)試頻率上呈現(xiàn)的電抗與電阻之比。

　　或

　　 (1)

　　圖一

　　在圖（一）所示的串聯(lián)諧振電路中，所加的信號(hào)電壓為Ui，頻率為f，在發(fā)生諧振時(shí)

　　或

　　 (2)

　　回路中電流

　　 (3)

　　故電容兩端的電壓

　　 (4)

　　即諧振時(shí)電容上的電壓與輸入電壓之比為Q。

　　Q表是按上述原理設(shè)計(jì)的。

　　2．Q表整機(jī)工作原理（見(jiàn)圖二）

　　圖二

　　LJD-B/LJD-C型Q表的工作原理框圖如圖二所示。它以ATM128單片機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種功能的控制。DDS數(shù)字直接合成信號(hào)源為Q值測(cè)量提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的高頻信號(hào)。信號(hào)源輸出一路送到程控衰減器和自動(dòng)穩(wěn)幅放大控制單元，該單元根據(jù)CPU的指令對(duì)信號(hào)衰減后送往信號(hào)激勵(lì)放大器，同時(shí)對(duì)信號(hào)檢波后送出一直流控制信號(hào)到壓控信號(hào)源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)幅。信號(hào)激勵(lì)部分輸出送到一個(gè)寬帶分壓器，由分壓器饋給測(cè)試調(diào)諧回路一個(gè)恒定幅度的信號(hào)。當(dāng)測(cè)試回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，在調(diào)諧電容CT兩端的信號(hào)幅度將是分壓器提供的信號(hào)幅度Q倍。在CT兩端取得的調(diào)諧信號(hào)被信號(hào)放大單元適當(dāng)放大后送到檢波和數(shù)字取樣單元，檢波后送到控制中心CPU去進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

　　LJD-B調(diào)諧電容帶動(dòng)傳感器，不斷地將電容變化的信息送往中心控制CPU，經(jīng)處理后計(jì)算出電容值，再根據(jù)頻率值計(jì)算出諧振時(shí)的頻率值。

　　LJD-C調(diào)諧電容有步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)，根據(jù)不同電容值由CPU計(jì)算脈沖數(shù)去控制馬達(dá)。電容值可預(yù)置并可電容搜索。

　　LJD-B與LJD-C型Q表工作頻率值、頻段、主調(diào)電容器值、諧振電感值、Q值、Q值比較設(shè)置狀態(tài)、Q值量程、手/自動(dòng)狀態(tài)、頻率或電容搜索指示、Q值調(diào)諧指示帶都顯示在液晶屏上，如圖三所示。

　　圖三

　　整個(gè)顯示屏共分為四行

　　一行：左邊 信號(hào)源頻率指示，共6位；右邊 信號(hào)源虛擬頻段指示（1-4）。

　　第二行：左邊 調(diào)諧電容指示值，4位；右邊 電感指示值，4位。

　　第三行：左邊 Q值指示值；右邊 Q值合格比較狀態(tài) 。

　　第四行：左邊 Q值量程，手動(dòng)/自動(dòng)切換指示/調(diào)諧點(diǎn)自動(dòng)搜索指示；

　　右邊上部 Q值量程范圍指示；

　　右邊下部 Q值調(diào)諧光帶指示。

　　四、介電常數(shù)測(cè)試儀結(jié)構(gòu)特性：

　　LJD-B/LJD-C型Q表采用了較低的臺(tái)式機(jī)箱，面板采用PC絲印面板，美觀大方。

　　各主要功能單元，除了顯示部分為了顯示方便和調(diào)諧測(cè)試回路，放大單元為了減小分布參數(shù)，安裝在面板上外，其余都安裝在機(jī)內(nèi)底板上，詳見(jiàn)圖四面板示意圖。

　　A．LJD-B/LJD-C型前面板各功能鍵說(shuō)明

上述Q值是在BQG-2標(biāo)準(zhǔn)線圈為基準(zhǔn)比較測(cè)得,電感值未扣除Q表的殘余電感.,LJD-B殘余電感為0.025μH。

Q表是根據(jù)串聯(lián)諧振和電壓比值原理工作的,Q表的指示Q值是包括被測(cè)件的有效Q值及測(cè)試回路固有殘量在內(nèi)的整個(gè)諧振回路有效Q值,必須用Q表測(cè)試回路殘量修正Q表的指示Q值,這是Q表測(cè)量的一個(gè)重要特點(diǎn)。

在一般情況下,Q表作為低精度儀器使用或利用Q表對(duì)線圈作比較測(cè)量時(shí),可不必對(duì)殘量的影響進(jìn)行修正。

Q表的Q值測(cè)量誤差可按Q值參考標(biāo)準(zhǔn)不同分為二類。

我廠采用的一種是以Q表生產(chǎn)廠家所提供并經(jīng)計(jì)量部門審核的均值回路標(biāo)準(zhǔn)指示值Qen為參考標(biāo)準(zhǔn),Q表指示Q值Qi的相對(duì)誤差由下式表示：δQi=[(Qi-Qen)÷Qen]× 100％

式中Qi為標(biāo)有Qen值標(biāo)準(zhǔn)量具在Q表上的實(shí)際指示值。

注：修正系數(shù)主要用于用戶測(cè)量一個(gè)器件Q值時(shí),根據(jù)指示的Qi值換算出較準(zhǔn)礎(chǔ)的Q值。

附表二 各Q值均值回路指示值和測(cè)試回路平均殘量修正系數(shù)表

Qe：標(biāo)準(zhǔn)有效Q值

LJD-B型Q表在測(cè)試Q值時(shí),已對(duì)測(cè)試回路的殘量作了修正,故不再需要對(duì)Q值進(jìn)行均值修正。

七,交收檢驗(yàn)：

1．檢驗(yàn)環(huán)境要求

a．環(huán)境溫度：20℃±2℃,相對(duì)濕度<50％；

b．供電電源：220V±10V,50Hz±1Hz；

c．被檢設(shè)備要預(yù)熱30分鐘以上。

2．檢驗(yàn)設(shè)備要求

a. 設(shè)備應(yīng)在計(jì)量后的有效使用期內(nèi)；

b. 檢驗(yàn)設(shè)備應(yīng)按儀器規(guī)定預(yù)熱。

3．Q值指示檢驗(yàn)

a．檢驗(yàn)設(shè)備：BQG-2標(biāo)準(zhǔn)線圈一套；

b．把標(biāo)準(zhǔn)Q值線圈接入LJD-B/LJD-C Q表電感接線柱上；

c．選擇標(biāo)準(zhǔn)Q值線圈所規(guī)定的檢定頻率；

d．LJD-B/LJD-C Q表的Q值讀數(shù)的相對(duì)誤差應(yīng)符合二.1.C條中的固有誤差之規(guī)定。

4．調(diào)諧電容器準(zhǔn)確度檢驗(yàn)

a. 測(cè)試時(shí)如發(fā)現(xiàn)干擾,應(yīng)斷開(kāi)內(nèi)部信號(hào)源；

b．設(shè)備連接如圖六所示,連接線應(yīng)盡量短,盡可能減小分布電容；

圖 六

c．電容測(cè)試儀技術(shù)指標(biāo)

測(cè)試范圍：10-550pF,±5pF；

測(cè)試精度：10-550pF±0.1％,±5pF±0.05pF。

d．調(diào)諧電容器刻度盤上指示值與電容測(cè)試儀指示值之間誤差應(yīng)符合二.3條的規(guī)定。

5．頻率指示誤差檢驗(yàn)

a．設(shè)備連接如圖七所示：

圖 七

b．從后面板的頻率監(jiān)測(cè)端用BNC電纜連至頻率計(jì)數(shù)器輸入端；

c．頻率計(jì)數(shù)器技術(shù)要求

測(cè)量范圍：10Hz-1000MHz；

測(cè)量誤差：<1×10^-6；

測(cè)量靈敏度：<30mV。

d．測(cè)試線要求：高頻電纜SYV-50-3；

e．Q表頻率指示值與頻率計(jì)數(shù)器讀數(shù)值間的誤差應(yīng)符合二.4條的規(guī)定。

附：貼片元件測(cè)試夾具使用方法

當(dāng)采用我公司生產(chǎn)的LJD-B與LJD-C Q表及配上相應(yīng)的貼片元件測(cè)試夾具時(shí)可對(duì)貼片電容及貼片電感進(jìn)行電容量,電感量及Q值,tgδ值的測(cè)量,測(cè)量時(shí)只要將測(cè)試夾具接入相應(yīng)的Lx或Cx接線柱內(nèi),然后按說(shuō)明書(shū)中“3”高頻線圈電感值的測(cè)量及“5”電容器電容量的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。

注意：因貼片元件尺寸較小,規(guī)格又不盡相同,因此放入夾具時(shí)應(yīng)保持盡量居中并保證接觸良好。

在測(cè)量小電感時(shí),為了測(cè)試值的正確性,測(cè)得的讀數(shù)應(yīng)減去儀器的測(cè)試回路的剩余電感值,LJD-B約26nH,LJD-C約7nH（包括測(cè)試夾具）。