LJD系列介电常数测试仪

　　一、介电常数测试仪/介质损耗检测仪/固液体概述

　　LJD-B高频Q表和LJD-C高频Q表主要区别

　　LJD系列高频Q表能在较高的测试频率条件下，测量高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等。该仪器广泛地用于科研机关、学校、工厂等单位。

　　LJD系列介电常数介质损耗测试仪是北京中航鼎力仪器设备有限公司新研制的产品，LJD系列介电常数介质损耗测试仪以DDS数字直接合成方式产生信号源，频率达60MHz /160MHz，信号源具有信号失真小、频率、信号幅度稳定的优点，更保证了测量精度的性。LJD-B介电常数测试仪主电容调节用传感器感应，电容读数,且频率值可设置。LJD-C介电常数及介质损耗测试仪主电容调节用步进马达控制，电容读数更加,频率值和电容值均可设置。LJD系电容、电感、Q值、频率、量程都用数字显示，在某一频率下，只要能找到谐振点，都能直接读出电感、电容值，大大扩展了电感的测量范围，而不再是固定的几个频率下才能测出电感值的大小。LJD系*的谐振点频率自动搜索或电容自动搜索功能，能帮助你在使用时快速地找到被测量器件的谐振点，自动读出Q值和其它参数。Q值量程可手动或自动转换。

　　二、介电常数测试仪/介质损耗检测仪/固液体工作特性

　　1．Q值测量

　　a．Q值测量范围：2～1023；

　　b．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；

　　c．标称误差

　　2．电感测量范围

　　3．电容测量

　　注：大于直接测量范围的电容测量见使用方法。

　　4．信号源频率覆盖范围

　　5．Q合格指示预置功能：预置范围：5～1000

　　6．Q表正常工作条件

　　a.环境温度：0℃～+40℃；

　　b．相对湿度 lt;80％；

　　c．电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。

　　7．其他

　　a．消耗功率：约25W；

　　b．净重：约7kg；

　　c. 外型尺寸：（宽×高×深）mm：380×132×280。

　　三、介电常数测试仪工作原理

　　1．“Q”的定义

　　Q表是根据串联谐振原理设计，以谐振电压的比值来定位Q值。

　　“Q”表示元件或系统的“品质因数”，其物理含义是在一个振荡周期内贮存的能量与损耗的能量之比。对于电抗元件(电感或电容)来说，即在测试频率上呈现的电抗与电阻之比。

　　或

　　 (1)

　　图一

　　在图（一）所示的串联谐振电路中，所加的信号电压为Ui，频率为f，在发生谐振时

　　或

　　 (2)

　　回路中电流

　　 (3)

　　故电容两端的电压

　　 (4)

　　即谐振时电容上的电压与输入电压之比为Q。

　　Q表是按上述原理设计的。

　　2．Q表整机工作原理（见图二）

　　图二

　　LJD-B/LJD-C型Q表的工作原理框图如图二所示。它以ATM128单片机作为控制核心，实现对各种功能的控制。DDS数字直接合成信号源为Q值测量提供了一个优质的高频信号。信号源输出一路送到程控衰减器和自动稳幅放大控制单元，该单元根据CPU的指令对信号衰减后送往信号激励放大器，同时对信号检波后送出一直流控制信号到压控信号源实现自动稳幅。信号激励部分输出送到一个宽带分压器，由分压器馈给测试调谐回路一个恒定幅度的信号。当测试回路处于谐振状态时，在调谐电容CT两端的信号幅度将是分压器提供的信号幅度Q倍。在CT两端取得的调谐信号被信号放大单元适当放大后送到检波和数字取样单元，检波后送到控制中心CPU去进行数据处理。

　　LJD-B调谐电容带动传感器，不断地将电容变化的信息送往中心控制CPU，经处理后计算出电容值，再根据频率值计算出谐振时的频率值。

　　LJD-C调谐电容有步进马达带动，根据不同电容值由CPU计算脉冲数去控制马达。电容值可预置并可电容搜索。

　　LJD-B与LJD-C型Q表工作频率值、频段、主调电容器值、谐振电感值、Q值、Q值比较设置状态、Q值量程、手/自动状态、频率或电容搜索指示、Q值调谐指示带都显示在液晶屏上，如图三所示。

　　图三

　　整个显示屏共分为四行

　　一行：左边 信号源频率指示，共6位；右边 信号源虚拟频段指示（1-4）。

　　第二行：左边 调谐电容指示值，4位；右边 电感指示值，4位。

　　第三行：左边 Q值指示值；右边 Q值合格比较状态 。

　　第四行：左边 Q值量程，手动/自动切换指示/调谐点自动搜索指示；

　　右边上部 Q值量程范围指示；

　　右边下部 Q值调谐光带指示。

　　四、介电常数测试仪结构特性：

　　LJD-B/LJD-C型Q表采用了较低的台式机箱，面板采用PC丝印面板，美观大方。

　　各主要功能单元，除了显示部分为了显示方便和调谐测试回路，放大单元为了减小分布参数，安装在面板上外，其余都安装在机内底板上，详见图四面板示意图。

　　A．LJD-B/LJD-C型前面板各功能键说明

上述Q值是在BQG-2标准线圈为基准比较测得,电感值未扣除Q表的残余电感.,LJD-B残余电感为0.025μH。

Q表是根据串联谐振和电压比值原理工作的,Q表的指示Q值是包括被测件的有效Q值及测试回路固有残量在内的整个谐振回路有效Q值,必须用Q表测试回路残量修正Q表的指示Q值,这是Q表测量的一个重要特点。

在一般情况下,Q表作为低精度仪器使用或利用Q表对线圈作比较测量时,可不必对残量的影响进行修正。

Q表的Q值测量误差可按Q值参考标准不同分为二类。

我厂采用的一种是以Q表生产厂家所提供并经计量部门审核的均值回路标准指示值Qen为参考标准,Q表指示Q值Qi的相对误差由下式表示：δQi=[(Qi-Qen)÷Qen]× 100％

式中Qi为标有Qen值标准量具在Q表上的实际指示值。

注：修正系数主要用于用户测量一个器件Q值时,根据指示的Qi值换算出较准础的Q值。

附表二 各Q值均值回路指示值和测试回路平均残量修正系数表

Qe：标准有效Q值

LJD-B型Q表在测试Q值时,已对测试回路的残量作了修正,故不再需要对Q值进行均值修正。

七,交收检验：

1．检验环境要求

a．环境温度：20℃±2℃,相对湿度<50％；

b．供电电源：220V±10V,50Hz±1Hz；

c．被检设备要预热30分钟以上。

2．检验设备要求

a. 设备应在计量后的有效使用期内；

b. 检验设备应按仪器规定预热。

3．Q值指示检验

a．检验设备：BQG-2标准线圈一套；

b．把标准Q值线圈接入LJD-B/LJD-C Q表电感接线柱上；

c．选择标准Q值线圈所规定的检定频率；

d．LJD-B/LJD-C Q表的Q值读数的相对误差应符合二.1.C条中的固有误差之规定。

4．调谐电容器准确度检验

a. 测试时如发现干扰,应断开内部信号源；

b．设备连接如图六所示,连接线应尽量短,尽可能减小分布电容；

图 六

c．电容测试仪技术指标

测试范围：10-550pF,±5pF；

测试精度：10-550pF±0.1％,±5pF±0.05pF。

d．调谐电容器刻度盘上指示值与电容测试仪指示值之间误差应符合二.3条的规定。

5．频率指示误差检验

a．设备连接如图七所示：

图 七

b．从后面板的频率监测端用BNC电缆连至频率计数器输入端；

c．频率计数器技术要求

测量范围：10Hz-1000MHz；

测量误差：<1×10^-6；

测量灵敏度：<30mV。

d．测试线要求：高频电缆SYV-50-3；

e．Q表频率指示值与频率计数器读数值间的误差应符合二.4条的规定。

附：贴片元件测试夹具使用方法

当采用我公司生产的LJD-B与LJD-C Q表及配上相应的贴片元件测试夹具时可对贴片电容及贴片电感进行电容量,电感量及Q值,tgδ值的测量,测量时只要将测试夹具接入相应的Lx或Cx接线柱内,然后按说明书中“3”高频线圈电感值的测量及“5”电容器电容量的测量方法进行测量。

注意：因贴片元件尺寸较小,规格又不尽相同,因此放入夹具时应保持尽量居中并保证接触良好。

在测量小电感时,为了测试值的正确性,测得的读数应减去仪器的测试回路的剩余电感值,LJD-B约26nH,LJD-C约7nH（包括测试夹具）。