介电常数及介质损耗测定仪基本原理与测量方法详解

2025年08月19日 13:35:07人气：487来源：北京中航鼎力仪器设备有限公司

　　介电常数及介质损耗测定仪是用于测量材料的介电性能（包括介电常数和介质损耗）的仪器。以下是其基本原理与测量方法的详解：

　　一、介电常数测定基本原理与测量方法

　　1.基本原理

　　介电常数测定仪主要采用电容法进行测量。其基本原理是利用物质对电场的响应特性，测量物质在不同频率下的电容值，进而计算得到介电常数。具体来说，当物质置于电场中时，会发生极化现象，从而产生电容效应。通过测量电容器的电容值，并利用电容器的公式C=εA/d（其中C为电容值，ε为介电常数，A为电极面积，d为电极间距），可以计算出介电常数。

　　2.测量方法

　　（1）设置平行板电容器：在测定仪中设置一个平行板电容器，其中一个平板固定不动，而另一个平板可以移动或改变距离。将待测物质作为电容器的介质，放置在两个平行板之间。

　　（2）施加交流电压：通过连接电源施加交流电压，使电场形成。在电场作用下，待测物质极化并产生电容效应。

　　（3）测量电容值：根据电容器的特定公式，通过改变电源频率，从低频到高频逐步扫描，记录不同频率下的电容值。

　　（4）计算介电常数：根据测得的电容值和已知参数（如电极面积、电极间距等），利用公式计算出介电常数。

　　二、介质损耗测定基本原理与测量方法

　　1.基本原理

　　介质损耗测定仪主要采用谐振法进行测量。其基本原理是利用带有待测样品的谐振回路，测量在谐振状态下的电压和电流，进而计算得到介质损耗。具体来说，在谐振状态下，电流和电压的相位差为零，能量传输最大。通过测量谐振状态下的电压和电流值，以及激励信号的频率，可以计算出介质损耗。

　　2.测量方法

　　（1）设置谐振电路：在测定仪中设置一个谐振电路，包括电感器和电容器构成的并联回路。将待测样品作为电容器的介质，连接到谐振电路中。

　　（2）激励谐振电路：通过信号源激励谐振电路，使其达到谐振状态。

　　（3）测量电压和电流：在谐振状态下，测定仪会记录在谐振状态下的电压和电流值，同时测定激励信号的频率。

　　（4）计算介质损耗：根据谐振电路的特性和测得的电压、电流值，以及激励信号的频率，可以计算出介质损耗。

　　（5）多频率测量：为了更全面地了解材料的介质损耗特性，可以进行多个频率下的测量，从而得到介质损耗与频率的关系曲线。

　　三、其他测量方法

　　除了上述电容法和谐振法外，介电常数及介质损耗测定仪还可以采用其他方法进行测量，如电桥法、共振频率法、时域反射法等。这些方法各有特点，适用于不同的测量需求和场景。

　　介电常数及介质损耗测定仪的基本原理与测量方法是基于物质对电场的响应特性和谐振原理进行的。通过精确测量材料的电容值、电压和电流等参数，可以计算出介电常数和介质损耗，为材料性能评估提供关键数据支撑。

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