谐振法原理

高压西林电桥、变压器电桥（电感比例电桥）、双T电桥等电桥法测量回路中的杂散电容及电感对测量结果的影响，都随着测量频率的提高而增大。电桥回路和元件的杂散电容及电感较大，一般适用于测量频率在MHz以下，MHz以上一般都用谐振法测量。由于谐振法测试回路简单，用的元件少，杂散电容和电感较小，再加上是采用替代法测量，可把部分固定的误差减除。因此在很高的测量频率下（GHz以上）都可使测量误差减到允许范围。

谐振法测量电容

谐振法的测量线路很简单，它是由一个电感线圈和一个调谐电容C组成，由于L和C工作时都要损耗少量电能，这部分损耗用等效电导G0来表示。谐振回路的品质因数Q0和损耗因数tanδ是倒数关系，可表示如下

式中ω——电源U0的角频率。电压表V用以测量C两端的电压。

用谐振法来测量试品的电容Cp是根据谐振回路的谐振条件来求得的。测量时要调谐两次，先是闭合开关S，接入试品，调节C使回路出现谐振，即C的两端电压(电压表的读数)达到最大，这时回路应满足谐振条件

式中ω--电源电压的角频率；

L-谐振回路的电感(H)；

谐振时C的读数(F)；

试品的电容(F)。

之后打开S，不接试品，电源的ω不变,回路的电感也不变，调节C使回路重新出现谐振，这时C的读数为C0。谐振条件为

可以得出

试品的电容Cp可从接和不接试品两次谐振时，调谐电容C的变化量△C来求得。C0和Ci都是直接测量值，它们不可避免地存在误差，但只要这误差是相同的，在△C计算时就可以消除，这是替代法测量的优点。

变Q值法测量tanδ

谐振回路的品质因数Q值可用谐振时调谐电容器C两端的电压Ut与电源电压U0之比来表示，Q值可用Q表来测得。谐振回路中接或不接试品，回路的Q值要发生变化，如图所示，接试品时的Q值比不接试品时的小。

Q表是用以测量品质因数Q值的仪表，它由三部分组成：

1.电源

Q表电源是一个频率和幅值都可变的高频正弦电压发生器。频率范围一般是几十kHz到几百MHz,电压一般在几V范围。但要求负载能力很强(输出阻抗很小)，频率和幅值在负载变化时都很稳定

2.谐振回路

由电感工和谐振电容C组成谐振回路，C的可调范围一般是30~500pF；电感线圈做成外插的独立元件，当测量频率高时，要选较小的电感量，使得在C的可调范围内能达到谐振，即能满足ωL=1/ωC。要求回路的损耗小，即Q0值大。

3.电压表

用以测量电源及调谐电容C两端的电压，后者要求输入阻抗很高，很灵敏，通常是用电子毫伏表。

一般Q表的Q值分辨率不高，每一小格(1mm)Q=10，当试品的tanδx很小时，Q0和Qi的差别很小，很难测量准确。为了提高Q值读数的分辨率，一种新型的Q表能直接读取△Q=Q0-Qi。如上图所示，普通Q表把电子毫伏表直接接到C的两端，而这种新型的Q表是把C两端的电压经过差动放大器(或比较器)D，再输入电压表V，差动放大器的另一输入端通过开关S接地或接到参考电压Uf，Uf的频率与U0相同，大小是可调的。测量时，先接试品并把开关S接地，调电容C使回路达到谐振，这时可读得Qi，之后，把开关S置于参考电压Uf，调Uf使电压表读数为0，说明正好补偿了这时的谐振电压，使Q表读数为0。此后把试品取掉，调节电容C，使回路重新出现谐振，这时Q表上的读数即为△Q=Q0-Qi，因为这时差动放大器输人的电压即为接和不接试品两次谐振电压之差。由于这个电压信号很小，可以提高放大倍数，使△Q读数分辨提高10~100倍。

产品简介

LDJD-B介电常数测定仪 阻抗分析仪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。

适用范围

LDJD-B介电常数测定仪 阻抗分析仪适用于塑料、橡胶、陶瓷等电气绝缘材料、高分子复合材料以及漆膜、光学胶OCA等材料的介电常数和介质损耗的测试。搭配液体电极，可测试果汁、植物萃取剂等有机材料或溶剂的介电常数和介质损耗。

常见测试材料：

绝缘导热硅胶、石英晶玻璃、陶瓷片、薄膜、OCA光学胶、环氧树脂材料、塑料材料、FR4 PCB板材、 PA尼龙/涤纶、PE聚乙烯、PTFE聚四氟乙烯、PS聚苯乙烯、PC聚碳酸酯、PVC聚氯乙烯、PMMA聚甲基丙烯酸甲酯等。

常用测试标准：

GB/T 1409-2006 《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长在内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法》（等效IEC 60250：1969）

GB/T 1693-2007 《硫化橡胶 介电常数和介质损耗角正切值的测定方法》

ASTM D150 《Standard Test Methods for AC Loss Characteristics and Permittivity (Dielectric Constant) of Solid Electrical Insulation》