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产品名称:硫化橡胶介电常数测试仪

产品型号:介质损耗正切值

产品报价:

产品特点:ZJD-C硫化橡胶介电常数测试仪
1.信号源: DDS数字合成信号 100KHZ-160MHZ
2.信号源频率精度3×10-5 ±1个字,6位有效数
3.Q值测量范围:1~1023
4.Q值量程分档:30、100、300、1000、自动换档或手动换档;

介质损耗正切值硫化橡胶介电常数测试仪的详细资料:

GB3960硫化橡胶介电常数和介质损耗角

正切值的测定方法

警告:使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。

 

1范围

本标准规定了介电常数和介质损耗角正切值的两种测定方法。方法A为工频(50Hz)下的测定方法,方法B为高频电场下的测定方法。

本标准适用于硫化橡胶。

 

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件,其zui新版本适用于本标准。

GB/T 2941 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序(GB/T 2941-2006,ISO 23529:2004,IDT)

 

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

介质损耗 dielectric loss

绝缘材料在电场作用下,由于介质电导和介质极化的滞后效应,在其内部引起的能量损耗。

3.2

损耗角 δloss angleδ

在交变电场下,电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角(功率因数角φ)的余角(δ)。

3.3

损耗角正切 tanδ loss tangentδ

介质损耗因数 dielectric loss factor

介质损耗角正切值。

3.4

介电常数 εdielectric constant

绝缘材料在电场作用下产生极化,电容器极板间有电介质存在时的电容量C、与同样形状和尺寸的真空电容量C0之比。

注:不同试样、不同电极的真空电容和边缘校正的计算参见附录A。

 

4测试电极

4.1 电极材料

见表1。

表 1 电极材料

电极材料

规格要求

适应范围

铝箔和锡箔

铝箔和锡箔应退火,厚度为0。01mm左右,用凡士林、变压器油、硅油或其他合适油作为粘接剂

接触电极用

导电橡胶

体积电阻系数不大于300Ω·cm(交流),邵尔A硬度为40~60,表面应光滑

接触电极用

表面可镀防腐蚀的金属层,但镀层应均匀一致,工作面粗糙度Ra值应不低于3.2

一般做辅助电极用,对软质胶可直接作接触电极用

导电粉末

石墨粉,银粉,铜粉等

管状试样内电极用

4.2 电极尺寸

4.2.1 板状试样电极

4。2。1。1 方法A:板状电极尺寸见表2,电极如图1所示。

表 2 板状试样电极尺寸 单位为毫米

D1

D2

D3

D4

H1

H2

25.0±0.1

29.0±0.1

40

≥40

30

5

50。0±0。1

54.0±0.1

74

≥74

 

1——测量电极;

2——保护电源;

3——试样;

4——高压电极。

图 1 板状试样电极配置(工频)

4.2.1.2 方法B:采用二电极系统。电极尺寸大小与试样尺寸相等,或电极小于试样尺寸。板状试样电极直径为φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。

4.2.2 管状试样电极

4.2.2.1 方法A:管状试样电极尺寸见表3,电极如图2所示。

表 3 管状试样电极尺寸

L1

L2

L3

g

25

5

≥40

2.0±0.1

50

10

≥74

 

 

1——保护电极;

2——测量电极;

3——高压电极;

4——试样。

图 2 管状试样电极配置(工频)

4。2。2。2 方法B:管状试样电极尺寸,电极如图3所示。

管状试样的电极长度为50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。

 

1——试样;

2——上电极;

3——下电极。

图 3 管状试样电极配置(高频)

4.3 电极装置

在进行高频测试时,根据测试频率与测试要求可用支架电极(如图4),当频率大于或等于1MHz且小于10MHz时,宜用测微电极(如图5);当频率大于或等于10MHz时,应用测微电极。

 

1——上盖螺钉;

2——上盖板;

3——升降螺杆;

4——上电极导轨;

5——螺帽;

6——导筒;

7——导槽螺钉;

8——绝缘杆;

9——高压电极;

10——试样;

11——测量电极;

12——保护电极;

13——绝缘板(聚四氟乙烯板);

14——绝缘支脚;

15——有机玻璃板。

图 4 支架电极

 

1——微调管形电容器;

2——测试样品电容器;

3——上支撑板;

4——上电极;

5——试样;

6——下电极;

7——底板。

图 5 测微电极

 

5测试仪器

5.1 方法A

5.1.1 测试仪器为工频高压电桥,其原理图如图6所示。

 

T  试验变压器;

C3  标准电容器;

C5  试样;

R3  可变电阻;

C2、C4 可变电容;

R4  固定电阻;

G-  电桥平衡指示器;

P  放电器。

图 6 工频高压电桥原理图

5。1。2 测量范围

损耗角正切(tanδ):0。001~1;电容(C):40pF~2000pF。

5.1.3 电桥测量误差

测量时误差不超过10%,当试样tanδ小于0.001时测量误差不超过0.0001,电容的测量误差不超过5%,标准电容器的tanδ应小于0.0001。

5。1。4 电桥必须有良好的屏蔽接地装置。

5.2 方法B

5.2.1 方法B的测试仪器有两种:一种是谐振升高法(Q表),另一种时变电钠法。

5。2。1。1 谐振升高法(Q表)

其测试原理图如图7所示。

 

A  电流表;

R0  耦合电阻;

L  辅助线圈;

C  标准电容;

C0  试样;

V、V1 电压表(用Q值表示)。

图 7 Q表原理图

5.2.1.1.1 测量范围

频率为50Hz~50MHz,电容40pF~500pF,Q值10~600。

5.2.1.1.2 测量误差

电容误差:±(0.5%C+0.1pF),Q值±10%;有关仪器的测量误差均为±10%。

5。2。1。2 变电钠法

其测试原理如图8所示。

 

C——可调电容;

L——谐振线圈;

CT——管形微调电容;

Cu——主电容;

Cx——试样。

图 8 高频介质损耗仪原理图

 

6试样

6.1 试样尺寸

6.1.1 方法A试样尺寸见表4。

表 4 试样尺寸 单位为毫米

试样

尺寸

厚度

板状

圆形:φ100

正方形:边长100

软质橡胶1。0±0。1

硬质橡胶2.0±0.2

管状

管长100

6.1.2 方法B试样尺寸见表5。

表 5 试样尺寸 单位为毫米

试样

尺寸

厚度

板状

圆形:φ38,φ50、φ100

正方形:边长100

软质橡胶1.0±0.1

硬质橡胶2.0±0.2

管状

管长50,管长70

6.2 试样的制备

试样的制备应符合GB/T 2941的规定,也可以在符合试样厚度尺寸的胶板上用旋转刀进行裁切,制样方法的不同,其试验结果无可比性。

6.3 试样数量

试样的数量不少于3个。

 

 

 

7硫化与试验之间的时间间隔

试样在硫化与试验之间的时间间隔按GB/T2941的规定执行。

 

 

8试验条件

8.1 试样表面应清洁、平滑,无裂纹、气泡和杂质等,试样表面应用蘸有无水乙醇的布擦洗。

8.2 试样应在标准实验室温度及湿度下至少调节24h。

8。3当试样处理有特殊要求时,可按其产品标准规定的进行。

 

9试验步骤

9.1 方法A

9.1.1 试验电压为1000V~3000V,一般情况下为1000V,电源频率为50Hz。

9。1。2 按设备说明书正确的连接。

9.1.3 接通电源预热30min。

9。1。4 将试样接人电桥C、的桥臂中,加上试验电压,根据电桥使用方法进行平衡,读取R3和tanδ或C4的值。

9.2 方法B—谐振升高法(Q表法)

9.2.1 按照Q表的操作规程调整仪器,选定测量频率,测定C1和Q1的值。

9。2。2 将试样放入测试电极中,并调节电容器C,使电路谐振,达到大Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。

9.2.3 将试样从测试电极中取出,调节C或测试电极的距离,使电路重新谐振,记下C、或测试电极的校正电容值与Q值,并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。

9.2.4 其他高频测试仪器按其说明书进行操作,通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。

 

10试验结果

10.1 方法A

10.1.1 介质损耗角正切值(tanδ)可在电桥上直接读数,按式(1)进行计算:

tanδ=2πfR4C4×10-6…………………………(1)

式中:

π——3.14;

f——频率50Hz;

R4——固定电阻阻值,单位为欧姆(Ω);

C4——可变电容值,单位为微法(μF);

10.1.2 介电常数(ε)的计算见表6。

表 6 介电常数的计算

tanδ

板状试样

管状试样

≤0。1

…………(2)

…………(3)

>0。1

…………(4)

…………(5)

式中:

d  试样厚度,单位为厘米(cm);

CR  标准电容器电容量,单位为皮法(pF),

R4  固定电阻阻值,单位为欧姆(Ω);

R3  可变电阻阻值,单位为欧姆(Ω);

S  电极有效面积单位为平方厘米(cm2);

……………………………(6)

 

L1  管状试样测量电极长度,单位为厘米(cm);

D  测量电极有效直径,单位为厘米(cm);

DB  管外径,单位为厘米(cm);

DA 管内径,单位为厘米(cm);

g  测量电极与环电极间距,单位为厘米(cm);

ln  自然对效;

π  3.14。

 

 

10.2 方法B

10。2。1 电容的计算

10。2。1。1 谐振升高法

应用支架电极时按式(7)计算:

Cx=C1-C2+Ca…………………………………(7)

 

应用测微电极时按式(8)计算:

Cx=C’1-C’2+Ca……………………………(8)

10.2.1.2 变电纳法(配用测微电极):

按式(9)、式(10)计算:

Cx=C1-C2+Ca…………………………………(9)

 

其中:Ca…………………………(10)

 

当电极直径为38mm时,则Ca=1/d

式中:

Cx——试样的并联等值电容,单位为皮法(pF);

C1——电极间距为试样厚度d,且无试样时谐振电容量,单位为皮法(pF);

C2——有试样时谐振电容量,单位为皮法(pF);

C'1——极的校正电容值,单位为皮法(pF);

C'——有试样时,测微电极间距等于试样厚度时,测微电极的校正电容值,单位为皮法(pF);

C——试样的几何电容量,单位为皮法(pF);

S——电极面积单位为平方厘米(cm2);

d——试样厚度,单位为厘米(cm)。

10.2.2 介电常数ε的计算

按式(11)计算:

………………………(11)

 

式中:

Cx——试样的并联等值电容,单位为皮法(pF);

d——试样的厚度,单位为厘米(cm);

D——电极的直径,单位为厘米(cm)。

10.2.3介质损耗角正切tanδ值的计算

10。2。3。1谐振升高法(Q表法)按式(12)计算:

……………………(12)

 

10。2。3。2 变电纳法:各种高频损耗测试仪配用测微电极使用时按式(I3)计算:

………………………(13)

 

式中:

C’——无电极时,谐振回路标准电容器指示值单位为皮法(pF);

Q1——无试样时,电极间距为d时,谐振Q值;

Q2——电极间有试样时的谐振Q值;

△Ci—有试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF);

△C0——无试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF);

Cx——试样的并联等值电容,单位为皮法(pF)。

10。2。4 管状试样测试结果计算

10。2。4。1 试样电容量按式(14)计算:

Cx=C1-C2…………………………(14)

 

式中:

C1——无试样时,谐振电容量;

C2——有试样时,谐振电容量。

10.2.4.2试样介电常数按式(15)式(16)计算:

…………………………(15)

 

其中:…………………(16)

 

式中:

L——电极长度,单位为厘米(cm);

D1、D2——管外径和内径,单位为厘米(cm)。

10.2.4.3 损耗角正切值的计算

与Q表接线柱直接连线时按式(17)计算:

………………………(17)

 

当高频介质损耗角测试仪与测微电极连接时按式(l8)计算:

………………………(18)

 

式中:

C1、Q1——无试样时,谐振电容量及Q值;

C2、Q2——有试样时,谐振电容量及Q值;

△Ci——有试样时两次衰减至谐振峰0.707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF);

△C0——无试样时两次衰减至谐振峰0。707时,微调电容变化量,单位为皮法(pF)。

注:不同试验环境对试验结果的影响因素参见附录B。

10.3 试验结果以每组试验结果的中位数表示,取两位有效数字。

 

11、介电常数仪试验报告

介电常数仪试验报告应包括以下内容:

a) 介电常数仪试样编号;

b) 本标准编号或本标准名称;

c) 介电常数仪试验结果

d) 实验室温度、湿度;

e) 介电常数仪试样的规格;

f) 测元件及电极尺寸;

g) 试样和测试条件的调节;

h) 介电常数仪测量方法和测量电路;

i) 介电常数仪试验电压及频率;

j) 试验者;

k) 试验日期。

相关型号

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ZJD-C硫化橡胶介电常数测定仪

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