高頻介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀

一、概述

   ZJD-C介質(zhì)損耗及介電常數(shù)測試儀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(jī)關(guān)、學(xué)校、工廠等單位。

   ZJD-C介質(zhì)損耗及介電常數(shù)測試儀是中航時(shí)代公司研制的產(chǎn)品。它以DDS數(shù)字直接合成方式產(chǎn)生信號(hào)源，頻率達(dá)160MHz，信號(hào)源具有信號(hào)失真小，頻率精確、信號(hào)幅度穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，更保證了測量精度的精確性，主電容調(diào)節(jié)用步進(jìn)馬達(dá)控制，頻率和電容值可設(shè)置，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(diǎn)，都能直接讀出電感、電容值，大大擴(kuò)展了電感的測量范圍，而不再是固定的幾個(gè)頻率下才能測出電感值的大小。ZJD-C*的諧振點(diǎn)頻率自動(dòng)搜索或電容自動(dòng)搜索功能，能幫助你在使用時(shí)快速地找到被測量器件的諧振點(diǎn)，自動(dòng)讀出Q值和其它參數(shù)。Q值量程可手動(dòng)或自動(dòng)轉(zhuǎn)換。

二、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(dòng)換檔或手動(dòng)換檔。

c．標(biāo)稱誤差

頻率范圍（100kHz～10MHz）： 頻率范圍（10MHz～160MHz）：

固有誤差：≤5％±滿度值的2% 固有誤差：≤6％±滿度值的2%

工作誤差：≤7％±滿度值的2% 工作誤差：≤8％±滿度值的2%

   2．電感測量范圍：4.5nH~7.9mH

3．電容測量：1~205

主電容調(diào)節(jié)范圍：18～220pF

準(zhǔn)確度：150pF以下±1.5pF； 150pF以上±1%

   注：大于直接測量范圍的電容測量見后頁使用說明

   4．信號(hào)源頻率覆蓋范圍

 頻率范圍CH1:0.1～0.999999MHz, CH2: 1～9.99999MHz,

 CH3:10～99.9999MHz, CH1 :100～160MHz,

   5．Q合格指示預(yù)置功能:      預(yù)置范圍：5～1000。

   6．-B測試儀正常工作條件

   a.  環(huán)境溫度：0℃～+40℃；

   b．相對(duì)濕度：<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：（l×b×h）mm：380×132×280。

三、工作原理

     1．“Q"的定義

     ZJD-C測試儀是根據(jù)串聯(lián)諧振原理設(shè)計(jì)，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(gè)振蕩周期內(nèi)貯存的能量與損耗的能量之比。對(duì)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(hào)電壓為Ui，頻率為f，在發(fā)生諧振時(shí)：

 或  ………………………………(2)

    回路中電流  ……………………………………………(3)

故電容兩端的電壓 

                  …………………………………(4)

 即諧振時(shí)電容上的電壓與輸入電壓之比為Q。

    -B測試儀就是按上述原理設(shè)計(jì)的。

    2．-B測試儀整機(jī)工作原理（見圖二）

圖  二

ZJD-C型測試儀的工作原理框圖如圖二所示。它以ATM128單片計(jì)算機(jī)作為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種功能的控制。DDS數(shù)字直接合成信號(hào)源為Q值測量提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的高頻信號(hào)。信號(hào)源輸出一路送到程控衰減器和自動(dòng)穩(wěn)幅放大控制單元，該單元根據(jù)CPU的指令對(duì)信號(hào)

衰減后送往信號(hào)激勵(lì)放大器，同時(shí)對(duì)信號(hào)檢波后送出一直流控制信號(hào)到壓控信號(hào)源實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)幅。信號(hào)激勵(lì)部分輸出送到一個(gè)寬帶分壓器，由分壓器饋給測試調(diào)諧回路一個(gè)恒定幅度的信號(hào)。當(dāng)測試回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，在調(diào)諧電容CT兩端的信號(hào)幅度將是分壓器提供的信號(hào)幅度Q倍。在CT兩端取得的調(diào)諧信號(hào)被信號(hào)放大單元適當(dāng)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(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

調(diào)諧電容有步進(jìn)馬達(dá)帶動(dòng)，根據(jù)不同電容值由CPU計(jì)算脈沖數(shù)去控制馬達(dá)。電容值可預(yù)置并可電容搜索。  

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(dòng)狀態(tài)、頻率或電容搜索指示、Q值調(diào)諧指示帶、，都顯示液晶屏上，如圖三所示。

圖  三

整個(gè)顯示屏共分為四行

先進(jìn)行：左邊  信號(hào)源頻率指示，共6位

        右邊  信號(hào)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(dòng)/自動(dòng)切換指示/調(diào)諧點(diǎn)自動(dòng)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