LJD系列介電常數(shù)測試儀

　　一、介電常數(shù)測試儀/介質(zhì)損耗檢測儀/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表能在較高的測試頻率條件下，測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關(guān)、學校、工廠等單位。

　　LJD系列介電常數(shù)介質(zhì)損耗測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)損耗測試儀以DDS數(shù)字直接合成方式產(chǎn)生信號源，頻率達60MHz /160MHz，信號源具有信號失真小、頻率、信號幅度穩(wěn)定的優(yōu)點，更保證了測量精度的性。LJD-B介電常數(shù)測試儀主電容調(diào)節(jié)用傳感器感應，電容讀數(shù),且頻率值可設(shè)置。LJD-C介電常數(shù)及介質(zhì)損耗測試儀主電容調(diào)節(jié)用步進馬達控制，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，都能直接讀出電感、電容值，大大擴展了電感的測量范圍，而不再是固定的幾個頻率下才能測出電感值的大小。LJD系的諧振點頻率自動搜索或電容自動搜索功能，能幫助你在使用時快速地找到被測量器件的諧振點，自動讀出Q值和其它參數(shù)。Q值量程可手動或自動轉(zhuǎn)換。

　　二、介電常數(shù)測試儀/介質(zhì)損耗檢測儀/固液體工作特性

　　1．Q值測量

　　a．Q值測量范圍：2～1023；

　　b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔；

　　c．標稱誤差

　　2．電感測量范圍

　　3．電容測量

　　注：大于直接測量范圍的電容測量見使用方法。

　　4．信號源頻率覆蓋范圍

　　5．Q合格指示預置功能：預置范圍：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，以諧振電壓的比值來定位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振蕩周期內(nèi)貯存的能量與損耗的能量之比。對于電抗元件(電感或電容)來說，即在測試頻率上呈現(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，所加的信號電壓為Ui，頻率為f，在發(fā)生諧振時

　　或

　　 (2)

　　回路中電流

　　 (3)

　　故電容兩端的電壓

　　 (4)

　　即諧振時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)計的。

　　2．Q表整機工作原理（見圖二）

　　圖二

　　LJD-B/LJD-C型Q表的工作原理框圖如圖二所示。它以ATM128單片機作為控制核心，實現(xiàn)對各種功能的控制。DDS數(shù)字直接合成信號源為Q值測量提供了一個優(yōu)質(zhì)的高頻信號。信號源輸出一路送到程控衰減器和自動穩(wěn)幅放大控制單元，該單元根據(jù)CPU的指令對信號衰減后送往信號激勵放大器，同時對信號檢波后送出一直流控制信號到壓控信號源實現(xiàn)自動穩(wěn)幅。信號激勵部分輸出送到一個寬帶分壓器，由分壓器饋給測試調(diào)諧回路一個恒定幅度的信號。當測試回路處于諧振狀態(tài)時，在調(diào)諧電容CT兩端的信號幅度將是分壓器提供的信號幅度Q倍。在CT兩端取得的調(diào)諧信號被信號放大單元適當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去進行數(shù)據(jù)處理。

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

　　LJD-C調(diào)諧電容有步進馬達帶動，根據(jù)不同電容值由CPU計算脈沖數(shù)去控制馬達。電容值可預置并可電容搜索。

　　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

　　整個顯示屏共分為四行

　　一行：左邊 信號源頻率指示，共6位；右邊 信號源虛擬頻段指示（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/自動切換指示/調(diào)諧點自動搜索指示；

　　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)測試儀結(jié)構(gòu)特性：

　　LJD-B/LJD-C型Q表采用了較低的臺式機箱，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，其余都安裝在機內(nèi)底板上，詳見圖四面板示意圖。

　　A．LJD-B/LJD-C型前面板各功能鍵說明

上述Q值是在BQG-2標準線圈為基準比較測得,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值是包括被測件的有效Q值及測試回路固有殘量在內(nèi)的整個諧振回路有效Q值,必須用Q表測試回路殘量修正Q表的指示Q值,這是Q表測量的一個重要特點。

在一般情況下,Q表作為低精度儀器使用或利用Q表對線圈作比較測量時,可不必對殘量的影響進行修正。

Q表的Q值測量誤差可按Q值參考標準不同分為二類。

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

式中Qi為標有Qen值標準量具在Q表上的實際指示值。

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

附表二 各Q值均值回路指示值和測試回路平均殘量修正系數(shù)表

Qe：標準有效Q值

LJD-B型Q表在測試Q值時,已對測試回路的殘量作了修正,故不再需要對Q值進行均值修正。

七,交收檢驗：

1．檢驗環(huán)境要求

a．環(huán)境溫度：20℃±2℃,相對濕度<50％；

b．供電電源：220V±10V,50Hz±1Hz；

c．被檢設(shè)備要預熱30分鐘以上。

2．檢驗設(shè)備要求

a. 設(shè)備應在計量后的有效使用期內(nèi)；

b. 檢驗設(shè)備應按儀器規(guī)定預熱。

3．Q值指示檢驗

a．檢驗設(shè)備：BQG-2標準線圈一套；

b．把標準Q值線圈接入LJD-B/LJD-C Q表電感接線柱上；

c．選擇標準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)的相對誤差應符合二.1.C條中的固有誤差之規(guī)定。

4．調(diào)諧電容器準確度檢驗

a. 測試時如發(fā)現(xiàn)干擾,應斷開內(nèi)部信號源；

b．設(shè)備連接如圖六所示,連接線應盡量短,盡可能減小分布電容；

圖 六

c．電容測試儀技術(shù)指標

測試范圍：10-550pF,±5pF；

測試精度：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試儀指示值之間誤差應符合二.3條的規(guī)定。

5．頻率指示誤差檢驗

a．設(shè)備連接如圖七所示：

圖 七

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

c．頻率計數(shù)器技術(shù)要求

測量范圍：10Hz-1000MHz；

測量誤差：<1×10^-6；

測量靈敏度：<30mV。

d．測試線要求：高頻電纜SYV-50-3；

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

附：貼片元件測試夾具使用方法

當采用我公司生產(chǎn)的LJD-B與LJD-C Q表及配上相應的貼片元件測試夾具時可對貼片電容及貼片電感進行電容量,電感量及Q值,tgδ值的測量,測量時只要將測試夾具接入相應的Lx或Cx接線柱內(nèi),然后按說明書中“3”高頻線圈電感值的測量及“5”電容器電容量的測量方法進行測量。

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

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