高壓電橋介電常數介質損耗測試前的樣品準備指南

一、適用樣品類型

高壓電橋測試儀主要用于測量以下材料的介電性能：

1.固體絕緣材料：如橡膠、塑料、陶瓷、玻璃、高分子材料等，需確保材料均勻無氣泡，厚度公差控制在±0.1mm內。

2.液體絕緣材料：需使用專用容器盛放，避免污染和揮發，測試前需靜置消泡。

3.特殊材料：如壓電陶瓷、復合材料等，需根據材料特性定制電極和測試條件。

二、樣品制備具體要求

1.尺寸與形狀：

a.固體樣品需裁剪為標準尺寸（如直徑50mm的圓片或方形片），邊緣需光滑無毛刺。

b.液體樣品需使用帶蓋的測試容器，避免外界濕度影響。

2.表面處理：

l清潔：使用無水乙醇或丙酮去除表面油污、灰塵，避免局部放電。

l導電性處理：非導電樣品需噴薄炭膜（厚度≤0.1μm）以防止電荷積累。

3.電極安裝：

l采用標準化電極（如鋁箔、銅片），接觸面需拋光，確保與樣品緊密貼合。

l電極間距需調節（誤差≤0.01mm），避免電場分布不均。

三、特殊測試條件下的處理

1.溫濕度控制：

l高溫測試：樣品需在恒溫箱中預熱至測試溫度（如60℃），避免熱應力影響。

l高濕環境：需使用防潮箱控制濕度（如RH≤30%），防止吸濕導致參數漂移。

2.高頻測試：

l高頻材料（如射頻陶瓷）需使用低損耗電極（如銀漿涂覆），減少寄生電容影響。

3.安全防護：

l高壓測試時，樣品需固定于絕緣支架，避免電極間短路。

四、常見問題與解決方案

通過以上步驟，可確保樣品滿足高壓電橋測試的要求，獲得準確的介電性能數據。

高壓電橋介電常數介質損耗測試儀詳解

一、基本原理與結構

高壓電橋介電常數介質損耗測試儀基于西林電橋經典線路設計，通過測量介質損耗角正切值（tanδ）和電容量來評估絕緣材料的介電性能。其核心結構包括：

1.橋體：由標準電容器（Cs）、可調電阻（R3）、可調電容（C4）及固定電阻（R4）組成，通過平衡條件計算被測樣品（Cx）的介電參數。

2.高壓電源：提供0-15kV測試電壓，模擬實際工作環境下的電場條件。

3.檢測系統：采用電子管放大器或數字檢流計，測量橋臂不平衡信號。 

西林電橋介電常數測試儀電橋的特點；橋體內附電位根宗器及指零儀，外圍接線及少。

電橋采用接觸電阻小，機械壽命長的十進開關，保證測量的穩定性 

儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾。

儀器內部電阻及電容元件經特殊老化處理，使儀器技術性能穩定可靠。

內附高壓電源晶度3%

西林電橋介電常數測試儀內附標準電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

西林電橋介電常數測試儀技術指標

測量范圍及誤差

本電橋的環境溫度為20±5℃，相對濕度為30%-80%條件下，應滿足下列表中的技術指示要求。

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）時

測量項目 測量范圍 測量誤差

電容量Cx 40pF—20000pF ±0.5%  Cx±2pF

介損損耗tgδ 0-1 ±1.5%  tgδx±0.0001

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時

測量項目 測量范圍 測量誤差

電容量Cx 4pF—2000pF ±0.5%  Cx±3pF

介損損耗tgδ 0-0.1 ±1.5%  tgδx±0.0001

電橋測量靈敏度

    電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩衡的分辨程度，為保證測量準確度，希望電橋靈敏度達到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比。

    在下面的計算公式中，用戶可根據實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個水平上的電容與介質損耗因數的微小變化都能夠反應出來。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中: U 為測量電壓   伏特  (ω為角頻率2πf=314(50Hz)        Cn標準電容器容量       法拉(F) 

Ig通用指零儀的電流5×10-10      安培(A)  

Rg平衡指零儀內阻約1500     歐姆(Ω)

R4橋臂R4阻值3183      歐姆(Ω)

Cx被測試品電容值      法拉(pF)

工作電壓說明

西林電橋介電常數測試儀在使用中，本電橋頂A，B對V點的電壓Z高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規定：

10×1kΩ      1max≤15mA

10×100Ω     1max≤120mA

10×10Ω      l max≤150mA

西林電橋介電常數測試儀用戶在使用前應注意以上的問題。如不清楚，可根據實驗電壓及標準電容量，按以下公式來計算出大概的工作電流。

I=ω V C  

輔橋的技術特性：

不失真根宗電壓0～11V（有效值）

西林電橋介電常數測試儀指零裝置的技術特性：

在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格

二次諧波 減不小于25dB

三次諧波 減不小于50dB

西林電橋介電常數測試儀電橋工作原理

BQS-37a（QS-37a）型高壓電橋采用典型的西林電橋線路。橋臂在基本量程時，與R4橋臂并聯，測量數值為正損耗因數。結構采用了雙層屏蔽。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數對電橋平衡的影響。輔橋由電位自動電位根宗器與內層屏蔽（S）組成。

自動根宗器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓，通過放大后，在內屏蔽（S）產生一個與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時，A,B,S三點電位必然相等，從而達到自動根宗的目的。

本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位根宗，在主橋平衡過程的同時，輔橋也自動根宗始終處于平衡的狀態，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數據。

同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響。在指零部分，采用了指針式電表指示，視覺直觀，分辨清楚，克服了以往振動式檢流計的缺點。

橋體的組成

電橋各臂的組成

弟壹臂：由被測對象Cx組成Z1。

弟貳臂：由高壓標準電容器Cn組成Z2。

弟三臂：由十進電阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）歐姆和滑線電阻（0-0.13）歐姆組成Z3。

弟四臂：由十進電容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電容器100pF組成再與電組R4并聯組成Z4。

計算公式

Cx=R4× Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·     R4[Ω]  [F]

當R4=10K/π

tgδ=      

當R4=1K/π

tgδ=0.1   

我們采取相對固定R4電阻，分別調節R3和使橋跟平衡，從而測得試品的電容值Cx和介質損耗tg。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍。

公式說明

.頻率對介質損耗正公式：

本電橋額定的工作頻率f=50Hz，在實際工作頻率偏離額定頻率時可用修正式進行修正：

tg=f’·tgδ / f

式中：f    為額定工作頻率（f=50Hz）

f’   為實際工作頻率

tgδ  電橋測得損耗值

tgδ  為被測試品介質損耗角正切的實際值