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北京北廣精儀儀器設備有限公司

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介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀

參   考   價: 49000

訂  貨  量: ≥1 臺

具體成交價以合同協(xié)議為準

產(chǎn)品型號GDAT-S

品       牌其他品牌

廠商性質(zhì)生產(chǎn)商

所  在  地北京市

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更新時間:2025-04-24 14:31:18瀏覽次數(shù):336次

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介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀概述GDAT-S是具有多種功能和更高測試頻率的新型阻抗分析儀,體積小,緊湊便攜,便于上架使用。本系列儀器基本精度為0.05%,測試頻率87高1MHz及10mHz的分辨率,4.3寸的LCD屏幕配合中英文操作界面,操作方便簡潔。集成了變壓器測試功能、平衡測試功能,提高了測試效率。儀器提供了豐富的接口,能滿足自動分選測試,數(shù)據(jù)傳輸和保存的各種要求。

介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀

顯示區(qū)域定義GDAT-S用了65k 色的4.3 寸寬屏TFT 顯示屏,顯示屏顯示的內(nèi)容被劃分成如下的四個顯示區(qū)域顯示頁面區(qū)域:該區(qū)域指示當前頁面的名稱。軟鍵區(qū)域:該區(qū)域被用于顯示軟鍵的功能定義。軟鍵的定義隨光標所在的域的位置不同而具有不同功能的定義。

機殼接地端:該接線端與儀器機殼相連??梢杂糜诒Wo或屏蔽接地連接。

開機插上三線電源插頭,注意:應保持供電電壓、頻率等條件符合上述規(guī)定。電源輸入相線L、零線N、地線E 應與本儀器電源插頭上的相線,零線相同。打開電源,按下前面板上左下角電源開關,儀器開啟,顯示開機畫面 。

介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀

平衡測試功能變壓器參數(shù)測試功能87高測試速度:13ms/次電壓或電流的自動電平調(diào)整(ALC)功能V、I 測試信號電平監(jiān)視功能內(nèi)部自帶直流偏置源可外接大電流直流偏置源10點列表掃描測試功能30Ω、50Ω、100Ω可選內(nèi)阻內(nèi)建比較器,10檔分選和計數(shù)功能內(nèi)部文件存儲和外部U盤文件保存測量數(shù)據(jù)可直接保存到U盤RS232C、 USB 、LAN、HANDLER、GPIB、DCI接口

準確度ALC ON 10% x設定電流 + 20μAALC OFF 6% x設定電壓 + 20μADC偏置電壓源電壓 / 電流范圍:0V—±5V / 0mA—±50mA分辨率:0.5mV / 5μA電壓準確度:1% x設定電壓 + 5mVISO ON:用于電感、變壓器加偏置測試AC源內(nèi)阻ISO ON:100ΩISO OFF:30Ω、50Ω、100Ω可選DCR源內(nèi)阻

性能特點4.3寸TFT液晶顯示中英文可選操作界面87高1MHz的測試頻率,10mHz分辨率

測量結(jié)果/條件顯示區(qū)域:該區(qū)域顯示測試結(jié)果信息和當前的測試條件。助手顯示區(qū)域:該區(qū)域用于顯示系統(tǒng)提示信息。

電源電壓:220V±20%,50Hz±2Hz功耗87大80VA體積(W×H×D): 280 mm × 88 mm × 370 mm(無護套),369 mm × 108 mm × 408 mm(帶護套)。重量:約5kg

電源插座:用于輸入交流電源。

技術參數(shù)顯示器:480×RGB×272,4.3寸TFT LCD顯示器。測試信號頻率:20Hz—1MHz87小分辨率:10mHz,4位頻率輸入準確度:0.01%AC電平測試信號電壓范圍:10mV—2Vrms電壓87小分辨率:100μV,3位輸入準確度ALC ON 10% x設定電壓 + 2mVALC OFF 6% x設定電壓 + 2mV測試信號電流范圍:100μA—20mA電流87小分辨率:1μA,3位輸入

高壓西林電橋介電常數(shù)測試儀研究報告

摘要高壓西林電橋(Schering Bridge)是一種經(jīng)典的高精度介電常數(shù)測量裝置,廣泛應用于電力設備絕緣材料、高分子聚合物、陶瓷等材料的介電性能測試。本報告系統(tǒng)闡述了高壓西林電橋的工作原理、儀器結(jié)構(gòu)、測試流程及實驗案例分析,并探討其在高壓條件下的修正方法及未來發(fā)展方向。

1. 引言

介電常數(shù)(ε)是衡量材料極化能力的重要參數(shù),直接影響材料的絕緣性能、儲能特性及電磁場分布。在電力系統(tǒng)、電子元件制造和材料科學研究中,準確測量介電常數(shù)對材料篩選和設備設計至關重要。

傳統(tǒng)西林電橋通過平衡交流電橋原理實現(xiàn)介電常數(shù)的無損檢測,但在高壓(如10 kV以上)條件下,電極邊緣效應、分布電容等因素會顯著影響測量精度。高壓西林電橋通過改進電路設計、屏蔽干擾源和優(yōu)化算法,有效解決了高壓環(huán)境下的測量難題,成為當前介電性能測試的核心設備之一。

2. 高壓西林電橋的工作原理

2.1 電橋平衡條件

西林電橋由四個阻抗臂構(gòu)成(圖1):

·?Z??:待測樣品(等效為并聯(lián)電容C_x和電阻R_x);

·?Z??:標準電容C?;

·?Z?、Z??:可調(diào)電阻R?、R?。

當電橋平衡時,滿足:

Z_1 \cdot Z_4 = Z_2 \cdot Z_3Z1?Z4=Z2?Z3

推導可得介電常數(shù)計算公式:

ε = \frac{C_x \cdot d}{A \cdot ε_0}ε=A?ε0Cx?d

其中,d為樣品厚度,A為電極面積,ε?為真空介電常數(shù)。

2.2 高壓條件下的修正

在高壓測試中,需考慮以下修正因素:

電極邊緣效應?:通過引入保護環(huán)電極減少邊緣電場畸變;

溫度漂移?:采用恒溫箱控制樣品溫度;

介質(zhì)損耗角(tanδ)?:通過相位檢測電路優(yōu)化損耗因子計算。

3. 儀器結(jié)構(gòu)與關鍵技術

3.1 硬件組成

高壓西林電橋系統(tǒng)包含以下模塊:

高壓電源?:提供0~15 kV可調(diào)交流電壓;

精密電容箱?:標準電容C?精度達±0.01%;

平衡檢測器?:高靈敏度檢流計或數(shù)字鎖相放大器;

屏蔽箱?:防止外界電磁干擾。

3.2 軟件算法

現(xiàn)代高壓西林電橋集成自動化控制系統(tǒng),通過以下算法提升效率:

·?自適應平衡算法?:動態(tài)調(diào)節(jié)R?、R?實現(xiàn)快速平衡;

·?頻域分析法?:在10 Hz~1 MHz范圍內(nèi)掃頻測量介電頻譜。

4. 實驗設計與案例分析

4.1 實驗步驟

.?樣品制備?:將待測材料切割為直徑50 mm、厚度2 mm的圓片,表面鍍金電極;

.?系統(tǒng)校準?:在無樣品狀態(tài)下調(diào)節(jié)電橋至平衡;

.?數(shù)據(jù)采集?:施加5 kV電壓,記錄平衡時的C?、R?值;

.?重復性驗證?:每組樣品測試3次取平均值。

4.2 測試結(jié)果

以環(huán)氧樹脂復合材料為例,測試數(shù)據(jù)如下:

頻率(Hz) 介電常數(shù)(ε) 損耗因子(tanδ)

50 4.2 0.0021

1000 3.9 0.0035

10000 3.5 0.0058

結(jié)果表明:介電常數(shù)隨頻率升高而降低,符合極性材料弛豫特性。

4.3 誤差分析

系統(tǒng)誤差主要來源于:

電容標定誤差?(±0.5%);

溫度波動?(±1℃導致ε偏差約0.3%)。

5. 應用領域與前景

5.1 當前應用

電力設備檢測?:變壓器油、電纜絕緣層老化評估;

新材料研發(fā)?:納米復合電介質(zhì)、柔性儲能材料性能表征;

航空航天?:耐高溫陶瓷涂層介電性能測試。

5.2 技術挑戰(zhàn)與展望

未來發(fā)展方向包括:

超高壓兼容性?:拓展至50 kV以上電壓等級;

多物理場耦合測試?:同步測量溫度、壓力對介電性能的影響;

人工智能優(yōu)化?:基于機器學習的自適應校準與故障診斷。

6. 結(jié)論

高壓西林電橋憑借其高精度、寬電壓范圍和抗干擾能力,在介電常數(shù)測試領域具有不可替代性。通過硬件創(chuàng)新與算法升級,該設備將進一步推動功能材料研究與電力設備智能化檢測的發(fā)展。

 

介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀


高壓西林電橋介電常數(shù)測試儀綜合解析

一、測量原理與核心結(jié)構(gòu)

?西林電橋平衡原理?:

通過調(diào)節(jié)可調(diào)電阻(R3)和電容(C4)使電橋達到平衡,結(jié)合相位差檢測技術計算復介電常數(shù)(ε'和ε''),并推導介質(zhì)損耗角正切值(tanδ=ε''/ε')。

通過標準電容器(Cn)與待測樣品(Cx)的比值計算介電常數(shù)。

?高壓修正技術?:

采用雙層屏蔽設計和保護環(huán)電極消除電極邊緣效應及電磁干擾;

引入恒溫箱或溫控模塊(-40℃至200℃)抑制溫度漂移對測量的影響。

二、硬件組成與技術指標

?核心模塊?:

?高壓電源?:輸出0-15 kV可調(diào)交流電壓,部分型號支持數(shù)顯調(diào)節(jié)(如BQS37a系列);

?電極系統(tǒng)?:三電極結(jié)構(gòu)(保護電極、測量電極、高壓電極),減少接觸誤差;

?檢測單元?:數(shù)字鎖相放大器或高靈敏度檢流計,分辨率達0.00000146。

?性能參數(shù)?:?測量范圍?:

電容量(Cx):4 pF—20000 pF,誤差±0.5%56;

介質(zhì)損耗(tanδ):0—1,誤差±1.5%或±0.000157。

?工作環(huán)境?:溫度20±5℃,濕度30%-80%,部分機型支持液氮低溫擴展。

三、應用場景與典型案例

?電力設備檢測?:

評估變壓器油老化(新油tanδ≤0.005@90℃)及GIS環(huán)氧絕緣件介電性能(40-70 kV/mm電場);

測試電纜絕緣層、電容器等工頻高壓下的損耗特性。

?材料科學研究?:

測量納米復合電介質(zhì)、陶瓷涂層的介電溫譜(-40℃~200℃);

支持頻率譜、電壓譜、溫度譜等多維度分析(1 Hz-1 MHz)。

四、主流型號與廠商對比

?型號? ?廠商? ?關鍵技術? ?適用標準?

?ZJD-87? 中航時代儀器正/反接線法,10 kV高壓兼容,自動平衡算法GB/T 1693、IEC 6025045

?BQS-37A? 華測儀器雙層屏蔽,輔橋自動電位跟蹤,數(shù)顯高壓電源GB 1409、ASTM D15047

?HQS-40? 北廣精儀外接擴展電容線路,寬頻掃頻(10 Hz-1 MHz)IEEE 286-2020、JB 1811-9224

五、操作規(guī)范與安全要求

?抗干擾措施?:

使用金屬屏蔽罩或倒向開關消除同頻干擾;

工作電壓通常為5-10 kV,需確保接地可靠及絕緣防護。

?樣品制備?:固體材料需制成直徑5-40 mm、厚度≤8 mm的圓片,表面鍍電極保證接觸平整;

液體材料需采用專用實驗池,避免氣泡影響測量精度。

?總結(jié)?:高壓西林電橋憑借其高精度、寬頻帶和抗干擾能力,成為介電性能測試的核心設備,未來將向超高壓(>50 kV)、多物理場耦合及智能化校準方向突破

測試設備及性能要求高壓西林電橋

輸出電壓不少于1000V;頻率f等于1kHz;小型:正弦波。

測量范圍:電容C=200~2×104pF,損耗角正切值tgδ=10-3~1。

測量誤差:電容測量相對誤差不大于±1.0%;介質(zhì)損耗角正切測量相對誤差不大于±15%。

測試夾具清潔干燥,絕緣電阻不少于1010Ω。

油槽槽內(nèi)油溫在所需溫度范圍內(nèi)均勻且連續(xù)可調(diào),介質(zhì)油的絕緣電阻不少于1010Ω。

測試步驟把試樣置于空氣介質(zhì)中(或油介質(zhì)),并接入前圖的高壓西林電橋。緩慢增加電壓至所需要的值;分別反復調(diào)節(jié)電阻箱R3和電容箱C4,使零值指示器的指示最??;讀下電阻箱R3和電容C4的數(shù)值。

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