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词条 复数介电常数测量
释义

§ 正文

如果以真空为介质的电容器的电容量为C0,以电介质为介质的同一电容器的电容量为C,当电容器两端加上电压U后,前者的电荷量为Q0,后者的电荷量为Q,则电介质的相对介电常

ε′=Q/Q0=C/C0

电介质在极化过程中靠消耗电场的能量而发热。这种能量消耗称为介质损耗,其值为tanδ(δ为损耗角)。这时相对复数介电常数(简称复数介电常数)

εr=ε′-jε″=ε′(1-tanδ)式中

tanδ=ε″/ε′

复数介电常数的测量方法主要有两类,即固定频率法和宽带法。固定频率法的测量不确定度较小,可用于损耗大小不同的测量;宽带法的频带宽,可用于快速测量。

固定频率法  又分电桥法、传输线法和谐振法。

①电桥法:将被测件接在电桥的测量臂上,根据接入前后电桥平衡时电容和电阻(或相移和衰减)的变化量可以算出ε′和tanδ,这种方法可用于10-3~1011赫的频率范围,并适于测量损耗较大的电介质。

②传输线法:将被测件与测量线终端的短路波导或同轴线相连接,通过测量接入前后驻波节点位置和驻波系数的变化量可以算出ε′和tanδ。这种方法可用于108~1010赫的频率范围,适于测量损耗量中等的电介质。

③谐振法:将被测件接在谐振回路(或谐振腔)中,通过测量接入前后回路电容和Q值(或腔长和Q值)的变化量可以算出ε′和tanδ。这种方法可用于104~1011赫的频率范围,适于测量损耗较小的电介质。

宽带法  包括阶跃法和时域法。利用电介质对阶跃波(或电脉冲)的响应,即电介质的电特性与频域散射参数S(ω)的关系,通过时域测量和傅里叶变换求出在不同频率下的ε′和tanδ。这种方法可用于10-4~1010赫的频率范围。

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更新时间:2025/3/21 20:46:04