淺析介電常數介質(zhì)損耗測試儀
點(diǎn)擊次數:932 更新時(shí)間:2022-05-05
介電常數是物體的重要物理性質(zhì),對介電常數的研究有重要的理論和應用意義。電氣工程中的電介質(zhì)問(wèn)題、電磁兼容問(wèn)題、生物醫學(xué)、微波、電子技術(shù)、食品加工和地質(zhì)勘探中,無(wú)一不利用到物質(zhì)的電磁特性,對介電常數的測量提出了要求。目前對介電常數測量方法的應用可以說(shuō)是遍及民用、工業(yè)、國防的各個(gè)領(lǐng)域。
介電常數測試儀測量介電常數的幾種主要方法:
從總體來(lái)說(shuō),目前介電常數測試儀測量介電常數的方法主要有集中電路法、傳輸線(xiàn)法、諧振法、自由空間波法等等。其中,傳輸線(xiàn)法、集中電路法、諧振法等屬于實(shí)驗室測量方法,測量通常是在實(shí)驗室中進(jìn)行,要求具有相應的樣品采集技術(shù)。另外對于已知介電常數材料發(fā)泡后的介電常數通常用經(jīng)驗公式得到。下面,分別對這幾種方法的原理、特點(diǎn)和發(fā)展現狀等做分別闡述。
1、集中電路法
集中電路法是一種在低頻段將有耗材料填充電容,利用電容各參數以及測量得到的導納推出介電常數的一種方法。其原理公式為:
其中,Y為導納,A為電容面積,d為極板間距離,ε0為空氣介電常數,ω為角頻率。
2、傳輸線(xiàn)法
傳輸線(xiàn)法是網(wǎng)絡(luò )法的一種,是將介質(zhì)置入測試系統適當位置作為單端口或雙端口網(wǎng)絡(luò )。雙端口情況下,通過(guò)測量網(wǎng)絡(luò )的s參數來(lái)得到微波的電磁參數。
3、諧振法
諧振法是將樣品作為諧振結構的一部分來(lái)測量介電常數的方法,分為微擾法、全部填充諧振器空間的方法以及部分填充諧振器空間的方法。全部填充可以用公式(6)來(lái)計算
其中ε’是復介電常數實(shí)部,ε’’是復介電常數虛部,Q是品質(zhì)因數,tanδ是損耗角正切,f0是無(wú)樣品時(shí)的諧振頻率。
4、自由空間法
自由空間法其實(shí)也可算是傳輸線(xiàn)法。它的原理可參考線(xiàn)路傳輸法,通過(guò)測得傳輸和反射系數,改變樣品數據和頻率來(lái)得到介電常數的數值。