介电常数的测量按材质分类可以分为对固体、液体、气体以及粉末(颗粒)的测量[7]。固体电介质在测量时应用最为广泛，通常可以分为对固定形状大小的固体和对形状不确定的固体的测量。相对于固体，液体和气体的测试方法较少。对于液体，可以采用波导反射法测量其介电常数，误差在5%左右[8]。此外国家标准中给出了在90℃、工频条件下测量液体损耗角正切及介电常数的方法[9]。对于气体，具体测试方法少且精度都不十分高。文献[10]中给出一种测量方法，以测量共振频率为基础，在LC串联谐振电路中产生震荡，利用数字频率计测量谐振频率，不断改变压强和记录当前压强下谐振频率，最后用作图或者一元线性回归法处理数据，得到电容变化率进而计算出相对介电常数。
表1是测量固体介电常数的国家标准方法(不包括废止的方法)及其对频率、介电常数范围、材料等情况的要求。
表1. 测量固体介电常数国家标准方法[9,11-25]
如表1所示，国家标准中已经对微扰法和开式腔法的过程做了详细介绍，然而对适用频率和介电常数的范围都有所限制。所以在不同材料，不同频率的情况下，国家标准也给出了相应的具体测量方法。可见，上面所分析的方法并不是可以随便套用的。在不同的系统、测量不同的材料、所要求的频率不同的情况下，需要对其具体问题具体分析，这样才能得出最准确的方法。国家标准测量方法覆盖的频率为50 MHz以下和100 MHz到30 GHz，可以说是一个较广的频率覆盖范围，但是不同范围适用的材料和环境等都有所不同。介电常数的覆盖范围是2到100，接近1的介电常数和较高介电常数的测量方法比较稀缺，损耗普遍在10-3到10-4的数量级上。
高频绝缘材料介电常数介质损耗测试系统由测试装置（夹具）、高频Q表、数据采集和tanδ自动测量控件电感器组成。依据国标GB/T 1409-2006、GB/T 1693-2007、美标ASTM D150以及国际电工委员会IEC60250的规定设计制作。系统提供了绝缘材料的高频介质损耗角正切值(tanδ)和介电常数(ε)自动测量的最佳解决方案。本仪器中测试装置是由平板电容器组成，平板电容器一般用来夹被测样品，配用Q表作为指示仪器。绝缘材料的损耗角正切值是通过被测样品放入平板电容器和不放样品的Q值变化和厚度的刻度读数通过公式计算得到。使用数字Q表具有自动计算介电常数（ε）和介质损耗（tanδ）。
一 本设备适用标准
1 GBT 1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频(包括米波波长存内)下电容率和介质损耗因数的推荐方法
2 GBT 1693-2007 硫化橡胶 介电常数和介质损耗角正切值的测定方法
3 ASTM-D150-介电常数测试方法
4 GB9622.9-88/SJT 11043-1996 电子玻璃高频介质损耗和介电常数的测试方法
介电常数/介质损耗测试系统系统组成：
1. 主机：高频Q表
功能名称： | GHJ-B |
信号源范围DDS数字合成信号 | 100KHZ-160MHz |
信号源频率覆盖比 | 16000:1 |
信号源频率精度 6位有效数 | 3×10-5 ±1个字 |
采样精度 | 12BIT 高精度的AD采样，保证了Q值的稳定性，以及低介质损耗材料测试时候的稳定性 |
Q测量范围 | 1-1000自动/手动量程 |
Q分辨率 | 4位有效数,分辨率0.1 |
Q测量工作误差 | <5% |
电感测量范围 4位有效数,分辨率0.1nH | 1nH-140mH分辨率0.1nH |
电感测量误差 | <3% |
调谐电容 | 主电容17-240pF (一体镀银成型,精度高) |
电容自动搜索 | 是(带步进马达) |
电容直接测量范围 | 1pF～25nF |
调谐电容误差 分辨率 | ±1 pF或<1% 0.1pF |
谐振点搜索 | 自动扫描 |
Q合格预置范围 | 5-1000声光提示 |
Q量程切换 | 自动/手动 |
LCD显示参数 | F，L，C，Q，Lt，Ct, tn, Σr |
自身残余电感和测试引线电感的 | 有 |
大电容值直接测量显示功能 | 测量值可达25nF |
介质损耗系数 | 精度 万分之一 |
介电常数 | 精度 千分之一 |
材料测试厚度 | 0.1mm-10mm |
介电常数 | LCD直接显示 |
介质损耗系数 | LCD直接显示 |
2. （数显）介电常数εr和介质损耗因数tanδ测试装置：
固体：材料测量直径Φ38mm ；厚度可调 ≥ 15mm
3. 电感组
电感No | 电感量 | 准确度% | Q值≥ | 分布电容约略值 | 谐振频率范围 MHz | 适合介电常数测试频率 | |
1 | 0.1μH | ±0.05μH | 200 | 5pF | 20~70 | 31~103 | 50MHz |
2 | 0.5μH | ±0.05μH | 200 | 5pF | 10~37 | 14.8~46.6 | 15MHz |
3 | 2.5μH | ±5% | 200 | 5pF | 4.6~17.4 | 6.8~21.4 | 10MHz |
4 | 10μH | ±5% | 200 | 6pF | 2.3~8.6 | 3.4~10.55 | 5MHz |
5 | 50μH | ±5% | 200 | 6pF | 1~3.75 | 1.5~4.55 | 1.5MHz |
6 | 100μH | ±5% | 200 | 6pF | 0.75~2.64 | 1.06~3.20 | 1MHz |
7 | 1mH | ±5% | 150 | 8pF | 0.23~0.84 | 0.34~1.02 | 0.5MHz |
8 | 5mH | ±5% | 130 | 8pF | 0.1~0.33 | 0.148~0.39 | 0.25MHz |
9 | 10mH | ±5% | 90 | 8pF | 0.072~0.26 | 0.107~0.32 | 0.1MHz |
注意: 可定制100MHz电感.
三 高频介电常数及介质蒜损耗测试系统主要测试材料:
1 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聚碳酸旨,PVC,PMMA等
