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    硫化橡膠介電常數測試儀

    簡要描述:ZJD-C硫化橡膠介電常數測試儀
    1.信號源: DDS數字合成信號 100KHZ-160MHZ
    2.信號源頻率精度3&#215;10-5 &#177;1個字,6位有效數
    3.Q值測量范圍:1~1023
    4.Q值量程分檔:30、100、300、1000、自動換檔或手動換檔;

    • 產品型號:介質損耗正切值
    • 廠商性質:生產廠家
    • 更新時間:2021-05-11
    • 訪  問  量:2797

    詳細介紹

    品牌AIRTIMES/中航時代價格區間2萬-5萬
    應用領域印刷包裝

    GB3960硫化橡膠介電常數和介質損耗角

    正切值的測定方法

    警告:使用本標準的人員應有正規實驗室工作的實踐經驗。本標準并未指出所有可能的安全問題。使用者有責任采取適當的安全和健康措施,并保證符合國家有關法規規定的條件。

     

    1、范圍

    本標準規定了介電常數和介質損耗角正切值的兩種測定方法。方法A為工頻(50Hz)下的測定方法,方法B為高頻電場下的測定方法。

    本標準適用于硫化橡膠。

     

    2、規范性引用文件

    下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件,其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件,其版本適用于本標準。

    GB/T 2941 橡膠物理試驗方法試樣制備和調節通用程序(GB/T 2941-2006,ISO 23529:2004,IDT)

     

    3、術語和定義

    下列術語和定義適用于本標準。

    3.1

    介質損耗 dielectric loss

    絕緣材料在電場作用下,由于介質電導和介質極化的滯后效應,在其內部引起的能量損耗。

    3.2

    損耗角 δloss angleδ

    在交變電場下,電介質內流過的電流向量和電壓向量之間的夾角(功率因數角φ)的余角(δ)。

    3.3

    損耗角正切 tanδ loss tangentδ

    介質損耗因數 dielectric loss factor

    介質損耗角正切值。

    3.4

    介電常數 εdielectric constant

    絕緣材料在電場作用下產生極化,電容器極板間有電介質存在時的電容量C、與同樣形狀和尺寸的真空電容量C0之比。

    注:不同試樣、不同電極的真空電容和邊緣校正的計算參見附錄A。

     

    4、測試電極

    4.1 電極材料

    見表1。

    表 1 電極材料

    電極材料

    規格要求

    適應范圍

    鋁箔和錫箔

    鋁箔和錫箔應退火,厚度為0.01mm左右,用凡士林、變壓器油、硅油或其他合適油作為粘接劑

    接觸電極用

    導電橡膠

    體積電阻系數不大于300Ω·cm(交流),邵爾A硬度為40~60,表面應光滑

    接觸電極用

    表面可鍍防腐蝕的金屬層,但鍍層應均勻*,工作面粗糙度Ra值應不低于3.2

    一般做輔助電極用,對軟質膠可直接作接觸電極用

    導電粉末

    石墨粉,銀粉,銅粉等

    管狀試樣內電極用

    4.2 電極尺寸

    4.2.1 板狀試樣電極

    4.2.1.1 方法A:板狀電極尺寸見表2,電極如圖1所示。

    表 2 板狀試樣電極尺寸 單位為毫米

    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——測量電極;

    2——保護電源;

    3——試樣;

    4——高壓電極。

    圖 1 板狀試樣電極配置(工頻)

    4.2.1.2 方法B:采用二電極系統。電極尺寸大小與試樣尺寸相等,或電極小于試樣尺寸。板狀試樣電極直徑為φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。

    4.2.2 管狀試樣電極

    4.2.2.1 方法A:管狀試樣電極尺寸見表3,電極如圖2所示。

    表 3 管狀試樣電極尺寸

    L1

    L2

    L3

    g

    25

    5

    ≥40

    2.0±0.1

    50

    10

    ≥74

     

     

    1——保護電極;

    2——測量電極;

    3——高壓電極;

    4——試樣。

    圖 2 管狀試樣電極配置(工頻)

    4.2.2.2 方法B:管狀試樣電極尺寸,電極如圖3所示。

    管狀試樣的電極長度為50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。

     

    1——試樣;

    2——上電極;

    3——下電極。

    圖 3 管狀試樣電極配置(高頻)

    4.3 電極裝置

    在進行高頻測試時,根據測試頻率與測試要求可用支架電極(如圖4),當頻率大于或等于1MHz且小于10MHz時,宜用測微電極(如圖5);當頻率大于或等于10MHz時,應用測微電極。

     

    1——上蓋螺釘;

    2——上蓋板;

    3——升降螺桿;

    4——上電極導軌;

    5——螺帽;

    6——導筒;

    7——導槽螺釘;

    8——絕緣桿;

    9——高壓電極;

    10——試樣;

    11——測量電極;

    12——保護電極;

    13——絕緣板(聚四氟乙烯板);

    14——絕緣支腳;

    15——有機玻璃板。

    圖 4 支架電極

     

    1——微調管形電容器;

    2——測試樣品電容器;

    3——上支撐板;

    4——上電極;

    5——試樣;

    6——下電極;

    7——底板。

    圖 5 測微電極

     

    5、測試儀器

    5.1 方法A

    5.1.1 測試儀器為工頻高壓電橋,其原理圖如圖6所示。

     

    T  試驗變壓器;

    C3  標準電容器;

    C5  試樣;

    R3  可變電阻;

    C2、C4 可變電容;

    R4  固定電阻;

    G-  電橋平衡指示器;

    P  放電器。

    圖 6 工頻高壓電橋原理圖

    5.1.2 測量范圍

    損耗角正切(tanδ):0.001~1;電容(C):40pF~2000pF。

    5.1.3 電橋測量誤差

    測量時誤差不超過10%,當試樣tanδ小于0.001時測量誤差不超過0.0001,電容的測量誤差不超過5%,標準電容器的tanδ應小于0.0001。

    5.1.4 電橋必須有良好的屏蔽接地裝置。

    5.2 方法B

    5.2.1 方法B的測試儀器有兩種:一種是諧振升高法(Q表),另一種時變電鈉法。

    5.2.1.1 諧振升高法(Q表)

    其測試原理圖如圖7所示。

     

    A  電流表;

    R0  耦合電阻;

    L  輔助線圈;

    C  標準電容;

    C0  試樣;

    V、V1 電壓表(用Q值表示)。

    圖 7 Q表原理圖

    5.2.1.1.1 測量范圍

    頻率為50Hz~50MHz,電容40pF~500pF,Q值10~600。

    5.2.1.1.2 測量誤差

    電容誤差:±(0.5%C+0.1pF),Q值±10%;有關儀器的測量誤差均為±10%。

    5.2.1.2 變電鈉法

    其測試原理如圖8所示。

     

    C——可調電容;

    L——諧振線圈;

    CT——管形微調電容;

    Cu——主電容;

    Cx——試樣。

    圖 8 高頻介質損耗儀原理圖

     

    6、試樣

    6.1 試樣尺寸

    6.1.1 方法A試樣尺寸見表4。

    表 4 試樣尺寸 單位為毫米

    試樣

    尺寸

    厚度

    板狀

    圓形:φ100

    正方形:邊長100

    軟質橡膠1.0±0.1

    硬質橡膠2.0±0.2

    管狀

    管長100

    6.1.2 方法B試樣尺寸見表5。

    表 5 試樣尺寸 單位為毫米

    試樣

    尺寸

    厚度

    板狀

    圓形:φ38,φ50、φ100

    正方形:邊長100

    軟質橡膠1.0±0.1

    硬質橡膠2.0±0.2

    管狀

    管長50,管長70

    6.2 試樣的制備

    試樣的制備應符合GB/T 2941的規定,也可以在符合試樣厚度尺寸的膠板上用旋轉刀進行裁切,制樣方法的不同,其試驗結果無可比性。

    6.3 試樣數量

    試樣的數量不少于3個。

     

     

     

    7、硫化與試驗之間的時間間隔

    試樣在硫化與試驗之間的時間間隔按GB/T2941的規定執行。

     

     

    8、試驗條件

    8.1 試樣表面應清潔、平滑,無裂紋、氣泡和雜質等,試樣表面應用蘸有無水乙醇的布擦洗。

    8.2 試樣應在標準實驗室溫度及濕度下至少調節24h。

    8.3當試樣處理有特殊要求時,可按其產品標準規定的進行。

     

    9、試驗步驟

    9.1 方法A

    9.1.1 試驗電壓為1000V~3000V,一般情況下為1000V,電源頻率為50Hz。

    9.1.2 按設備說明書正確的連接。

    9.1.3 接通電源預熱30min。

    9.1.4 將試樣接人電橋C、的橋臂中,加上試驗電壓,根據電橋使用方法進行平衡,讀取R3和tanδ或C4的值。

    9.2 方法B—諧振升高法(Q表法)

    9.2.1 按照Q表的操作規程調整儀器,選定測量頻率,測定C1和Q1的值。

    9.2.2 將試樣放入測試電極中,并調節電容器C,使電路諧振,達到大Q值記下調諧電容量C2和Q2的值。

    9.2.3 將試樣從測試電極中取出,調節C或測試電極的距離,使電路重新諧振,記下C、或測試電極的校正電容值與Q值,并根據測試值計算出損耗角tanδ與介電常數ε。

    9.2.4 其他高頻測試儀器按其說明書進行操作,通過測試值計算出損耗角tanδ和介電常數ε。

     

    10、試驗結果

    10.1 方法A

    10.1.1 介質損耗角正切值(tanδ)可在電橋上直接讀數,按式(1)進行計算:

    tanδ=2πfR4C4×10-6…………………………(1)

    式中:

    π——3.14;

    f——頻率50Hz;

    R4——固定電阻阻值,單位為歐姆(Ω);

    C4——可變電容值,單位為微法(μF);

    10.1.2 介電常數(ε)的計算見表6。

    表 6 介電常數的計算

    tanδ

    板狀試樣

    管狀試樣

    ≤0.1

    …………(2)

    …………(3)

    >0.1

    …………(4)

    …………(5)

    式中:

    d  試樣厚度,單位為厘米(cm);

    CR  標準電容器電容量,單位為皮法(pF),

    R4  固定電阻阻值,單位為歐姆(Ω);

    R3  可變電阻阻值,單位為歐姆(Ω);

    S  電極有效面積單位為平方厘米(cm2);

    ……………………………(6)

     

    L1  管狀試樣測量電極長度,單位為厘米(cm);

    D  測量電極有效直徑,單位為厘米(cm);

    DB  管外徑,單位為厘米(cm);

    DA 管內徑,單位為厘米(cm);

    g  測量電極與環電極間距,單位為厘米(cm);

    ln  自然對效;

    π  3.14。

     

     

    10.2 方法B

    10.2.1 電容的計算

    10.2.1.1 諧振升高法

    應用支架電極時按式(7)計算:

    Cx=C1-C2+Ca…………………………………(7)

     

    應用測微電極時按式(8)計算:

    Cx=C’1-C’2+Ca……………………………(8)

    10.2.1.2 變電納法(配用測微電極):

    按式(9)、式(10)計算:

    Cx=C1-C2+Ca…………………………………(9)

     

    其中:Ca…………………………(10)

     

    當電極直徑為38mm時,則Ca=1/d

    式中:

    Cx——試樣的并聯等值電容,單位為皮法(pF);

    C1——電極間距為試樣厚度d,且無試樣時諧振電容量,單位為皮法(pF);

    C2——有試樣時諧振電容量,單位為皮法(pF);

    C'1——極的校正電容值,單位為皮法(pF);

    C'——有試樣時,測微電極間距等于試樣厚度時,測微電極的校正電容值,單位為皮法(pF);

    C——試樣的幾何電容量,單位為皮法(pF);

    S——電極面積單位為平方厘米(cm2);

    d——試樣厚度,單位為厘米(cm)。

    10.2.2 介電常數ε的計算

    按式(11)計算:

    ………………………(11)

     

    式中:

    Cx——試樣的并聯等值電容,單位為皮法(pF);

    d——試樣的厚度,單位為厘米(cm);

    D——電極的直徑,單位為厘米(cm)。

    10.2.3介質損耗角正切tanδ值的計算

    10.2.3.1諧振升高法(Q表法)按式(12)計算:

    ……………………(12)

     

    10.2.3.2 變電納法:各種高頻損耗測試儀配用測微電極使用時按式(I3)計算:

    ………………………(13)

     

    式中:

    C’——無電極時,諧振回路標準電容器指示值單位為皮法(pF);

    Q1——無試樣時,電極間距為d時,諧振Q值;

    Q2——電極間有試樣時的諧振Q值;

    △Ci—有試樣時兩次衰減至諧振峰0.707時,微調電容變化量,單位為皮法(pF);

    △C0——無試樣時兩次衰減至諧振峰0.707時,微調電容變化量,單位為皮法(pF);

    Cx——試樣的并聯等值電容,單位為皮法(pF)。

    10.2.4 管狀試樣測試結果計算

    10.2.4.1 試樣電容量按式(14)計算:

    Cx=C1-C2…………………………(14)

     

    式中:

    C1——無試樣時,諧振電容量;

    C2——有試樣時,諧振電容量。

    10.2.4.2試樣介電常數按式(15)式(16)計算:

    …………………………(15)

     

    其中:…………………(16)

     

    式中:

    L——電極長度,單位為厘米(cm);

    D1、D2——管外徑和內徑,單位為厘米(cm)。

    10.2.4.3 損耗角正切值的計算

    與Q表接線柱直接連線時按式(17)計算:

    ………………………(17)

     

    當高頻介質損耗角測試儀與測微電極連接時按式(l8)計算:

    ………………………(18)

     

    式中:

    C1、Q1——無試樣時,諧振電容量及Q值;

    C2、Q2——有試樣時,諧振電容量及Q值;

    △Ci——有試樣時兩次衰減至諧振峰0.707時,微調電容變化量,單位為皮法(pF);

    △C0——無試樣時兩次衰減至諧振峰0.707時,微調電容變化量,單位為皮法(pF)。

    注:不同試驗環境對試驗結果的影響因素參見附錄B。

    10.3 試驗結果以每組試驗結果的中位數表示,取兩位有效數字。

     

    11、介電常數儀試驗報告

    介電常數儀試驗報告應包括以下內容:

    a) 介電常數儀試樣編號;

    b) 本標準編號或本標準名稱;

    c) 介電常數儀試驗結果

    d) 實驗室溫度、濕度;

    e) 介電常數儀試樣的規格;

    f) 測元件及電極尺寸;

    g) 試樣和測試條件的調節;

    h) 介電常數儀測量方法和測量電路;

    i) 介電常數儀試驗電壓及頻率;

    j) 試驗者;

    k) 試驗日期。

    相關型號

    ZJD-A硫化橡膠介電常數測試儀

    ZJD-B硫化橡膠介電常數測試儀

    ZJD-C硫化橡膠介電常數測定儀

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