電容與介質(zhì)損耗角正切的測量(下)

1、LOGO低頻下低頻下高頻下高頻下 相對介電系數(shù)和介質(zhì)損角正切的測量相對介電系數(shù)和介質(zhì)損角正切的測量極低頻下超高頻下 電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量第二章第二章 電容與介質(zhì)損耗角正切的測量電容與介質(zhì)損耗角正切的測量高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量正切的測量LOGO高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量頻率增高頻率增高電阻臂電電阻臂電感、電容感、電容橋臂間雜橋臂間雜散電容散電容影響嚴重影響嚴重普通電橋普通電橋測試誤差測試誤差加大甚至加大甚至不能測試不能測試特殊電橋特殊電橋諧振法諧振法集中參數(shù)諧振集中參數(shù)諧振(一般高頻一

2、般高頻)分布參數(shù)諧振分布參數(shù)諧振(特高頻特高頻)雙雙T電橋電橋一、雙一、雙T電橋電橋v1.原理v2.能用于高頻測量的原因一、雙一、雙T電橋電橋1.雙雙T電橋的原理電橋的原理兩個并聯(lián)的兩個并聯(lián)的T型網(wǎng)絡(luò)型網(wǎng)絡(luò)TT平衡條件：平衡條件：I0+I0=0即即C，D等電位，等電位，因此電路可等效如圖：因此電路可等效如圖：I0I0四端網(wǎng)絡(luò)四端網(wǎng)絡(luò)一、雙T電橋回路總電流回路總電流并聯(lián)支路電壓并聯(lián)支路電壓I0同樣可得：同樣可得：所以：所以：一、雙T電橋因此，可以根據(jù)上式，在因此，可以根據(jù)上式，在Z2(或或Z2)上并聯(lián)被測電容，用替代法兩次測上并聯(lián)被測電容，用替代法兩次測量可以確定被測電容容值和損耗角量可以確定被

3、測電容容值和損耗角正切值。正切值。Z2或Z2并聯(lián)被測電容一、雙T電橋Z1，Z3為電容為電容CZ2為輔助線圈為輔助線圈和標準可調(diào)電和標準可調(diào)電容容C2Z1為電容為電容C1Z3為無感電阻為無感電阻RZ2為輔助線圈為輔助線圈和標準可調(diào)電和標準可調(diào)電容容C3被測試樣接入被測試樣接入aa端時，利用替代法兩次測量，端時，利用替代法兩次測量，利用兩次平衡方程實部和虛部相等可以推導利用兩次平衡方程實部和虛部相等可以推導aa端作為測量端，有：端作為測量端，有：同理，同理，bb端作為測試端，有端作為測試端，有：一、雙T電橋3031xaaCCC223121xxxC R CtgC RCC33130CCC22021CC

4、CC21、C31接試樣時，電橋重新平衡時的接試樣時，電橋重新平衡時的C2、C3。C20、C30不接試樣時，電橋平衡時的不接試樣時，電橋平衡時的C2、C3；2021xbbCCC122231xxxCCtgC RC R C一、雙T電橋2.雙雙T電橋用于高頻測試且能獲得高精度的原因：電橋用于高頻測試且能獲得高精度的原因：(1).分布電容影響較小分布電容影響較小B，D接地，不存在對地分布電容A，C兩點對地電容：與電源和指示器并聯(lián)AE、EC、AF、FC間的雜散電容對電容測量無影響，對損耗角的影響可以估計出來。E，F(xiàn)分布電容采用替代法可以減弱aa端作為測量端，有：端作為測量端，有：3031xaaCCC223

5、121xxxC R CtgC RCC(2).結(jié)構(gòu)上可以作得很對稱，可以抵消一些影響。結(jié)構(gòu)上可以作得很對稱，可以抵消一些影響。2.雙雙T電橋用于高頻測試且能獲得高精度的原因：電橋用于高頻測試且能獲得高精度的原因：(3).儀器結(jié)構(gòu)緊湊，連接導線短，接頭采用儀器結(jié)構(gòu)緊湊，連接導線短，接頭采用同軸型連接器等，使這種電橋不需要特殊同軸型連接器等，使這種電橋不需要特殊屏蔽措施。屏蔽措施。適用的頻率范圍可達到適用的頻率范圍可達到250MHz250MHz二、諧振法v1.諧振法的基本原理v2.四種常見的諧振法：v變電阻法、變電導法、變Q值法、變電納法（或失諧法）1.諧振法的基本原理諧振法的基本原理串聯(lián)諧振電路串

6、聯(lián)諧振電路 1()()Z jRjXRjLC等效電抗：CLX1)(某一頻率0使得0)(,1000XCL此時為串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振角頻率01LC012fLC串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振時，電路的特殊現(xiàn)象：串聯(lián)諧振時，電路的特殊現(xiàn)象：RjZX)(, 0)(. 1RUjZUISSO)(電流值最大，且與電壓同相。CL001. 2電感及電容兩端電壓模值相等二者大小相等，方向相反激勵源電壓全部加于電阻上。激勵源電壓全部加于電阻上。若：若：RCL001則：則：0000RIULIUsL00001RIUCIUsC諧振時電感電壓有效值和電容電壓諧振時電感電壓有效值和電容電壓有效值都將遠大于激勵電壓的有效值有效值都將遠大于激勵

7、電壓的有效值OIROUCOULOUSU阻抗的模最小串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路 激勵供給電路的能量全轉(zhuǎn)化為電阻發(fā)熱。激勵供給電路的能量全轉(zhuǎn)化為電阻發(fā)熱。為了維持振蕩，激勵必須不斷供給能量補償電阻的發(fā)為了維持振蕩，激勵必須不斷供給能量補償電阻的發(fā)熱消耗，與電路中總的電磁場能量相比每振蕩一次電熱消耗，與電路中總的電磁場能量相比每振蕩一次電路消耗的能量越少，電路的路消耗的能量越少，電路的品質(zhì)品質(zhì)越好。越好。諧振時，電感電壓與電容電壓等值異號，即電感電容吸諧振時，電感電壓與電容電壓等值異號，即電感電容吸收等值異號的無功功率，使電路吸收的無功功率為收等值異號的無功功率，使電路吸收的無功功率為0； 3.電場能

8、量和磁場能量都在不斷變化，但此增彼減，互相補電場能量和磁場能量都在不斷變化，但此增彼減，互相補償，這部分能量在電場和磁場之間振蕩，全電路電磁場能償，這部分能量在電場和磁場之間振蕩，全電路電磁場能量總和不變；量總和不變；串聯(lián)諧振時，電路的特殊現(xiàn)象：串聯(lián)諧振時，電路的特殊現(xiàn)象：串聯(lián)諧振電路串聯(lián)諧振電路 諧振時，電磁場總能量不變，應(yīng)等于電場（或磁場）能量的最大值：損耗諧振一周期電路的能量電磁場總能量2Q定義諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為：定義諧振電路的品質(zhì)因數(shù)為：20202121mmCLICU2000200011222mLILLQfT RIRRCR回路的回路的Q值可達幾十到幾百。值可達幾十到幾百。諧振時電感線

9、圈和電容兩端的電壓可以比信號源電壓大幾十到幾諧振時電感線圈和電容兩端的電壓可以比信號源電壓大幾十到幾百倍，所以又叫百倍，所以又叫電壓諧振電壓諧振。LOCOSSUUUU1.諧振法的基本原理諧振法的基本原理v 基于回路諧振特性而建立的測試方法。v 理論上講，其準確度不如交流電橋。v 測試電路簡單，不需特殊屏蔽、保護，使用方便。v 由于其使用方便，在高頻測量中最常采用。v 集中參數(shù)諧振電路通常采用電感、電容組成諧振回路； 與高頻信號作松耦合進行測試； 試樣電容與調(diào)諧電容器并聯(lián)； 諧振指示器用（伏特計）與試樣電容并聯(lián)。1.諧振法的基本原理諧振法的基本原理1.1.變電阻法變電阻法2.2.變電導法變電導法

10、4.4.變電納法變電納法( (失諧法失諧法) )5.5.變變Q Q值法值法( (諧振升高法諧振升高法) )3.3.變頻法變頻法測測tg由于具體方法和線路不同分為五種：由于具體方法和線路不同分為五種：替代法測電容：替代法測電容：12xCCC不接試樣，調(diào)電容使電路不接試樣，調(diào)電容使電路發(fā)生諧振，電容讀數(shù)為發(fā)生諧振，電容讀數(shù)為C1，111LC接試樣，調(diào)電容使電路發(fā)接試樣，調(diào)電容使電路發(fā)生諧振，電容讀數(shù)為生諧振，電容讀數(shù)為C2，221xL CC2、諧振法變電阻法變電阻法2.接入試樣。1.閉合開關(guān)，可變電阻短路。3.改變C使諧振。諧振電流：諧振電流：基本特點：基本特點：諧振回路中串聯(lián)一可變的標準電阻。步

11、驟：步驟：1.接入試樣接入試樣，閉合開關(guān)，調(diào)C使電路諧振。諧振發(fā)生時，電流表的讀數(shù)最大。0LsEIRR E閉合回路中通過電感耦合的感應(yīng)電勢LR 回路中總的線路電阻，可近似認為是電感線圈的電阻sR 閉合等效負載損耗電阻諧振法變電阻法變電阻法損耗較小損耗較小2.取出試樣取出試樣，打開開關(guān)，調(diào)C使電路諧振， 此時電容為C2，同時調(diào)節(jié)R使回路電流仍為I0，此時電阻為R。2ssCCC 22ssssCRRC 簡單數(shù)學推導得：簡單數(shù)學推導得：21ssCCCC sRR 12sCCC22ssssCRRC222ssxsssssCCtgC RCRRCC變電阻法誤差的來源變電阻法誤差的來源v 由于串聯(lián)電阻的存在，使線

12、圈L和標準調(diào)諧電容器C不能同時接地，因而雜散電容將并聯(lián)于R和安培計上。v 隨著頻率的增加，誤差也隨之增加，此法適合于較低的頻率場合。諧振法變電導法變電導法與調(diào)諧電容并聯(lián)的電導代替回路中串聯(lián)的電阻其測量方法與變電阻法完全相同其測量方法與變電阻法完全相同1.接入試樣接入試樣，打開開關(guān)，調(diào)C使電路諧振。2.取出試樣取出試樣，閉合開關(guān)，調(diào)C使電路諧振，此時電容為C2， 同時調(diào)節(jié)R使回路電流仍為I0，此時電阻為R。諧振法Q表法表法變變Q Q值法（諧振升高法或值法（諧振升高法或Q Q表法）表法）（1 1）變）變Q Q值法的電路原理值法的電路原理高頻信號源：產(chǎn)生一定頻率信號，且連續(xù)可調(diào)高頻信號源：產(chǎn)生一定頻

13、率信號，且連續(xù)可調(diào)指示部分：諧振電壓伏特計和回路電流安培計指示部分：諧振電壓伏特計和回路電流安培計測量回路：標準電感和可變電容組成諧振回路，測量回路：標準電感和可變電容組成諧振回路，電源部分：電源部分：采用采用松耦合松耦合加入測試回路加入測試回路Q表法表法采用松耦合目的：采用松耦合目的：a.a.使信號的饋入基本上不引起回路品質(zhì)因數(shù)的下降使信號的饋入基本上不引起回路品質(zhì)因數(shù)的下降b.b.回路諧振時產(chǎn)生的過電壓不影響發(fā)生器的輸出電壓穩(wěn)定度和頻率穩(wěn)定度回路諧振時產(chǎn)生的過電壓不影響發(fā)生器的輸出電壓穩(wěn)定度和頻率穩(wěn)定度(1)(1)低電阻耦合低電阻耦合(2)(2)低電感耦合低電感耦合(4)(4)互感耦合互感

14、耦合( (磁耦合磁耦合) )(3)(3)電容耦合電容耦合常常用用的的松松耦耦合合LL0常用的松耦合方式常用的松耦合方式v 低電阻耦合v 將信號電壓通過寬頻低阻分壓器R、R0耦合到小電阻R0上；v R0串聯(lián)在LC回路中；v R0應(yīng)比整個回路損耗電阻小得多，且具有極低的電感（ L,從而限制了電容耦合在很高頻率下應(yīng)用。 用于用于100MHz100MHz以下頻率以下頻率常用的松耦合方式常用的松耦合方式v 互感耦合（磁耦合）v 通過電感線圈之間的互感將高頻信號耦合到串聯(lián)諧振回路中；v 通過調(diào)整將 L和L之間的距離，就可調(diào)節(jié)耦合強弱，從而達到適度的松耦合。 應(yīng)用的最高頻率可達應(yīng)用的最高頻率可達1000MH

15、zQ表法表法v將高頻信號源、指示部分、測量回路、電源部分做到一起，就形成了Q表。Q表的用途表的用途vQ表可以用來測量高頻電感或諧振回路的Q值、電感器的電感量及其分布電容量、電容器的電容量及其損耗角、電工材料的高頻介質(zhì)損耗、高頻回路的有效并聯(lián)電阻及串聯(lián)電阻、傳輸線特性阻抗等。vQ表雖然型號不少。但是它們除頻率范圍、測量范圍、測量精度等不完全一樣外，基本使用方法是相同的。 （2）變）變Q值法的測量原理值法的測量原理Q表法表法線路的品質(zhì)因數(shù)線路的品質(zhì)因數(shù)Q定義為：定義為： Q=UC/E0UCQ的倒數(shù)定義為線路的損耗因數(shù)的倒數(shù)定義為線路的損耗因數(shù)tg： tg=1/ Q=E0/UC串聯(lián)諧振時有：串聯(lián)諧振

16、時有： X=L-1/C=0回路電流回路電流 I0=E0/(R0+RL)Uc=I0/C =E0/ C(R0+RL) =E0/ tg =E0QQ=UC/E0=kUCk=1/E0 倍率倍率刻度成倍率Q表法表法v（3）變）變Q值法測量電容和損耗角的原理值法測量電容和損耗角的原理a.小電容測試小電容測試 b.大電容測試大電容測試 c.對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試 Q表法表法a.小電容測試小電容測試 一般采用替代法，不接入和接入樣品分別兩次測量讀取測量值C1、Q1，C2、Q2121CL110111()LLQCRRC R不接入樣品，不接入樣品，選用適當線圈選用適當線圈L，調(diào)節(jié)，調(diào)

17、節(jié)到規(guī)定頻率，到規(guī)定頻率，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使回路發(fā)生諧振，記調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使回路發(fā)生諧振，記下下C1，Q1。接入樣品，接入樣品，保持保持不變，減小調(diào)諧電容不變，減小調(diào)諧電容C使回路恢復(fù)諧振，記使回路恢復(fù)諧振，記下下C2，Q2。221xCCL221()xLsQCCRR1221xCCCL由由 可得，可得，12xCCCQ表法表法根據(jù)虛部相等：根據(jù)虛部相等：Rs由如圖等值變換計算確定由如圖等值變換計算確定實部相等：實部相等：因因很高，很高，RS又較大，所以有：又較大，所以有：a.小電容測試小電容測試 Q表法表法b.大電容測試大電容測試 串接如電感端可借助損耗很小的輔助標準電容采用并聯(lián)替代法測試可借助損耗很小

18、的輔助標準電容采用并聯(lián)替代法測試串聯(lián)替代法測試串聯(lián)替代法測試當被測電容較大時，利用調(diào)諧電容的并聯(lián)替代法無法測量。當被測電容較大時，利用調(diào)諧電容的并聯(lián)替代法無法測量。Q表法表法根據(jù)等效電路推算：根據(jù)等效電路推算：串聯(lián)替代法測試串聯(lián)替代法測試選用適當線圈選用適當線圈L接入接入A、B端，調(diào)節(jié)端，調(diào)節(jié)到規(guī)定頻率，到規(guī)定頻率，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使回路發(fā)生諧振，記調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使回路發(fā)生諧振，記下下C1，Q1。將被測電容將被測電容Cx與與L串聯(lián)后串聯(lián)后接入接入A、B端，保持端，保持不變，不變，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容調(diào)節(jié)調(diào)諧電容C使回路恢復(fù)諧振，記使回路恢復(fù)諧振，記下下C2，Q2。作業(yè)！作業(yè)！Q表法表法可借助損耗很小的輔助標

19、準電容，可借助損耗很小的輔助標準電容， 采用并聯(lián)替代法測試采用并聯(lián)替代法測試先將輔助標準電容與調(diào)諧電容并聯(lián)，先將輔助標準電容與調(diào)諧電容并聯(lián)，選用適當線圈選用適當線圈L，調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到規(guī)定到規(guī)定頻率，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使回路發(fā)生諧振，記頻率，調(diào)節(jié)調(diào)諧電容使回路發(fā)生諧振，記下下C1，Q1。再將樣品與與調(diào)諧電容并聯(lián)，再將樣品與與調(diào)諧電容并聯(lián)，保持保持不變，減小調(diào)諧電容不變，減小調(diào)諧電容C使回路使回路恢復(fù)諧振，記恢復(fù)諧振，記下下C2，Q2。12xCCC1121212()()xC QQtgQ QCC并聯(lián)替代法并聯(lián)替代法11NCCC令 “” 代 替 “”c.對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試

20、 Q表法表法 借助于一小損耗的附加電容器借助于一小損耗的附加電容器CN與被測電容串聯(lián)組成一與被測電容串聯(lián)組成一電路，將該電路并在調(diào)諧電容兩端，從而使回路諧振曲電路，將該電路并在調(diào)諧電容兩端，從而使回路諧振曲線變尖銳，諧振峰值變明顯，然后再求出附加電容器線變尖銳，諧振峰值變明顯，然后再求出附加電容器CN，QN通過計算得到試樣通過計算得到試樣Cx和和tgx x因為損耗大，諧振曲線比較平坦，因此很難確定諧振因為損耗大，諧振曲線比較平坦，因此很難確定諧振的發(fā)生，難以準確地確定回路諧振時的調(diào)諧電容值。的發(fā)生，難以準確地確定回路諧振時的調(diào)諧電容值?；舅枷耄夯舅枷耄篞表法表法c.對損耗大的電容或介質(zhì)材料

21、測試對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試 首先，不接試樣情況下，調(diào)諧得首先，不接試樣情況下，調(diào)諧得C1，Q1；然后，將一適當容量且損耗較小的附加電容器然后，將一適當容量且損耗較小的附加電容器CN接入調(diào)諧電容器兩端，減小接入調(diào)諧電容器兩端，減小調(diào)諧電容值調(diào)諧電容值，使回路恢復(fù)諧振，得，使回路恢復(fù)諧振，得C2，Q2；最后，將附加電容器最后，將附加電容器CN與樣品與樣品Cx并聯(lián)，并聯(lián)，接入調(diào)諧電容器兩端，增大調(diào)諧接入調(diào)諧電容器兩端，增大調(diào)諧電容值，使回路恢復(fù)諧振，調(diào)諧得電容值，使回路恢復(fù)諧振，調(diào)諧得C3，Q3。123=+xNNxNC CCCCCCC1121212()1()NNNC QQtgC RQ QCC1

22、131312()1()NNxNxC QQtgCCRRQ Q CC Q表法表法123=+xNNxNC CCCCCCC1121212()1()NNNC QQtgC RQ QCC1131312()1()NNxNxC QQtgCCRRQ Q CC c.對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試對損耗大的電容或介質(zhì)材料測試 131232=xCCCCCCC1231213322212131231313()()()()xQ Q QCCCCCCtgCQQQCCQQQCC（4）變）變Q值法測量誤差及其修正方法值法測量誤差及其修正方法Q表法表法a.回路電阻的影響回路電阻的影響變變Q值法在高頻測量中非常方便，但其測量準確度不可能十

23、值法在高頻測量中非常方便，但其測量準確度不可能十分高，一般分高，一般Q值測量準確度為值測量準確度為10%。01=cULQERCR諧振回路的有效電阻諧振回路的有效電阻R包括電感線圈的有效電阻包括電感線圈的有效電阻RL，調(diào)諧電容器的有效電阻，調(diào)諧電容器的有效電阻RC，耦合電阻耦合電阻R0?；芈菲焚|(zhì)因數(shù)：回路品質(zhì)因數(shù)：考慮調(diào)諧電容器的串聯(lián)等效電阻考慮調(diào)諧電容器的串聯(lián)等效電阻RC較小，較小， R0較小，用較小，用Q值推導關(guān)系式時，有：值推導關(guān)系式時，有：1=LLLQR CR需要對需要對Q值校正，校正思路是回路損耗與諧振曲線寬帶的關(guān)系。（具體原理見失諧法）值校正，校正思路是回路損耗與諧振曲線寬帶的關(guān)系。

24、（具體原理見失諧法）Q表法表法（4）變）變Q值法測量誤差及其修正方法值法測量誤差及其修正方法b.電感線圈本身存在固有分布電容電感線圈本身存在固有分布電容C0（而不是純電感）。（而不是純電感）。 隨著頻率的增高，其影響也隨著增大，這是影響隨著頻率的增高，其影響也隨著增大，這是影響Q值測量準確度的主要原因。值測量準確度的主要原因。001=LQC CRRCC真回路品質(zhì)因數(shù)：回路品質(zhì)因數(shù)：Q的讀數(shù)：的讀數(shù)：01=CUQECR讀0=1+CQQC真讀兩者的關(guān)系：兩者的關(guān)系：并聯(lián)替代法兩次測量，分布電容并聯(lián)替代法兩次測量，分布電容C0對電容的測量結(jié)果影響小。對電容的測量結(jié)果影響小。對對Q值進行修正，值進行修

25、正，1121212()()xC QQtgQ QCC10121212()()()xCCQQtgQ QCCQ表法表法c. 連線電感和元件本身殘余電感的影響連線電感和元件本身殘余電感的影響 殘余電感殘余電感以電感測量為例：以電感測量為例：諧振時，有諧振時，有121xLLLC1221xLLLC1201=CxUQRLLLECR讀當當L1 、L2不存在式，品質(zhì)因數(shù)的理想值為：不存在式，品質(zhì)因數(shù)的理想值為：1=xQRLCR真121=+1+xQQLLL真讀（4）變）變Q值法測量誤差及其修正方法值法測量誤差及其修正方法變電納法（失諧法）變電納法（失諧法）實現(xiàn)小損耗的元件和材料測試實現(xiàn)小損耗的元件和材料測試諧振法

26、變電納法變電納法測量電路原理圖測量電路原理圖未接入試樣時回路電流：未接入試樣時回路電流：電容電壓：電容電壓：令：令：諧振時總電納為零：諧振時總電納為零：諧振時諧振時總電容總電容變變Q值法測量小損耗的元件和材料的值法測量小損耗的元件和材料的tg時，若兩次所測量時，若兩次所測量的的Q值相差不大，會產(chǎn)生較大的誤差。值相差不大，會產(chǎn)生較大的誤差。UcUc最大時諧振電壓記為：最大時諧振電壓記為：與失諧時有效值平方比與失諧時有效值平方比表示失諧程度表示失諧程度諧振法變電納法變電納法諧振法變電納法變電納法1trGqCC1tarGqCC1tbrGqCC2abrCCC21tabGqCCC21tCGq連續(xù)調(diào)節(jié)調(diào)諧

27、電容連續(xù)調(diào)節(jié)調(diào)諧電容C C值，讀取值，讀取U UC C值。值。做曲線做曲線U UC C2 2 VS C VS C，得到諧振曲線。，得到諧振曲線。諧振法變電納法變電納法a.a.在一定的在一定的q q值下，回路的損耗決定于值下，回路的損耗決定于C C，因而可利用曲線的寬帶確定損，因而可利用曲線的寬帶確定損耗大小，計算損耗角正切值耗大小，計算損耗角正切值b. b. C越大，回路損耗越大，諧振曲線越平坦越大，回路損耗越大，諧振曲線越平坦c. 對于損耗大的回路對于損耗大的回路Cr不易測準，可通過選取一定的不易測準，可通過選取一定的q值測得值測得Ca，Cb然后求然后求平均得到平均得到在一定的諧振狀態(tài)下，有

28、：在一定的諧振狀態(tài)下，有：21tCGq諧振法變電納法變電納法0021tCGq21itiCGq000212121iixtitCCCCGGGqqq 021xixxxGCCtgCCq 諧振法變電納法變電納法a.a.各元件并聯(lián)，且有一個公共接地點，各元件并聯(lián)，且有一個公共接地點， 從而減小雜散電容影響；從而減小雜散電容影響；c.對于損耗大的元件，其諧振曲線較為平坦，諧振時的電容對于損耗大的元件，其諧振曲線較為平坦，諧振時的電容Cr不易準確確定，而失諧選擇半功率點處曲線變化大，不易準確確定，而失諧選擇半功率點處曲線變化大，Ca，Cb易準確測定，從而計算出易準確測定，從而計算出Cr值比較準確。值比較準確。

29、變電納法測試的優(yōu)點：變電納法測試的優(yōu)點：b.b.損耗角正切的測量準確度主要決定于損耗角正切的測量準確度主要決定于C C測量的精度，由測量的精度，由于配備了標準可變電容，能準確地測量，而且分辨率較于配備了標準可變電容，能準確地測量，而且分辨率較Q Q值值法高，因而測量精度高；法高，因而測量精度高；諧振法變電納法變電納法v在接入試樣和不接入試樣時，都必須進行一次調(diào)諧和兩次失諧，因此，測量花費時間較多，測量比較復(fù)雜。v利用諧振電壓與回路損耗角正切成反比關(guān)系，只需進行一次失諧，損耗角正切計算公式為：小結(jié)：高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗小結(jié)：高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量角正切的測量v 1.掌握

30、雙T電橋的基本原理圖以及平衡條件； 不同的元器件組合代入相應(yīng)的位置，要能推導出電容表達式以及介質(zhì)損耗角正切表達式。v 2.掌握諧振法中測電容的原理； 變電阻法測介質(zhì)損耗角正切的原理及能推導其表達式； 變Q值法測介質(zhì)損耗角正切的原理及能推導其表達式（注意Q值對應(yīng)的是諧振狀態(tài)下，整個測試回路的品質(zhì)因數(shù)，電容以及電阻都是整個諧振回路的總電容值以及總電阻值）； 變電納法測介質(zhì)損耗角正切的原理及能推導其表達式。 v低頻下低頻下v高頻下高頻下 相對介電系數(shù)和介質(zhì)損角正切的測相對介電系數(shù)和介質(zhì)損角正切的測量量v極低頻下v超高頻下v v電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量超高頻下相對介電系數(shù)超高頻下相對介電系數(shù)和介

31、質(zhì)損耗角正切的測量和介質(zhì)損耗角正切的測量1.測量線法測量線法2.諧振法諧振法1).駐波場法駐波場法2).反射波法反射波法3).透射波法透射波法1).同軸諧振腔同軸諧振腔2).空腔諧振器法空腔諧振器法3.時域法時域法4.準光學法準光學法一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量電磁波頻譜和波段劃分電磁波頻譜和波段劃分頻段名稱頻段范圍（含上限，不含下限）波段名稱波長范圍（含上限，不含下限）極低頻(ELF)330赫（Hz）極長波10010兆米超低頻(SLF)30300赫（Hz）超長波101兆米特低頻(ULF)3003000赫（Hz）特長波10010萬米甚低頻（VLF）330千赫（KHz）甚長波1

32、01萬米低頻（LF）30300千赫（KHz）長波101千米中頻（MF）3003000千赫（KHz）中波101百米高頻（HF）330兆赫（MHz）短波10010米甚高頻（VHF）30300兆赫（MHz）超短波101米特高頻（UHF）3003000兆赫（MHz）分米波微波101分米超高頻（SHF）330吉赫（GHz）厘米波101厘米極高頻（EHF）30300吉赫（GHz）毫米波101毫米至高頻3003000吉赫（GHz）絲米波101絲米在超短波和微波波段中，測量介質(zhì)的介電系數(shù)和損耗角正切的方法很多，在超短波和微波波段中，測量介質(zhì)的介電系數(shù)和損耗角正切的方法很多，但歸納起來：但歸納起來：一、超高頻下

33、相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量(1)利用平行線、同軸線、波導管、帶狀線或微帶線等傳輸線上定向傳播利用平行線、同軸線、波導管、帶狀線或微帶線等傳輸線上定向傳播的電磁波來測量的定向波法。的電磁波來測量的定向波法。(2)利用傳輸線和諧振腔組成的諧振法。利用傳輸線和諧振腔組成的諧振法。(3)高頻時域法，與極低頻下介電譜的測量原理類似。高頻時域法，與極低頻下介電譜的測量原理類似。1.測量線法測量線法一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量最常采用最常采用同軸測量線法同軸測量線法波導測量法波導測量法可用于可用于3G到到36GHz測量測量可用于可用于300M到到3000MHz測量測量利用定向波來測

34、量，按其電磁波與物質(zhì)的相互作用原理不同可分為三類：利用定向波來測量，按其電磁波與物質(zhì)的相互作用原理不同可分為三類：波導是一種用來約束或引導電磁波的結(jié)構(gòu)。最普通的波導形式是一根空心的金屬管子。其他形式有（電）介質(zhì)棒或由導電材料和介質(zhì)材料組成的混合構(gòu)件。 一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量(1).駐波場法駐波場法 借助于入射波與介質(zhì)末端金屬面的反射波在借助于入射波與介質(zhì)末端金屬面的反射波在介質(zhì)中形成的駐波介質(zhì)中形成的駐波，通過，通過測量這個駐波來確定材料的復(fù)介電系數(shù)。測量這個駐波來確定材料的復(fù)介電系數(shù)。反射面反射面入射波入射波Vi反射波反射波VrVi與與Vr在各點之間相位差不同，隨在各

35、點之間相位差不同，隨l不同總電不同總電壓大小及相位隨之變化，忽略損耗：壓大小及相位隨之變化，忽略損耗：lV=Vi(1+)=Vi1+| |ej(l-2l)=Vi(1 +| |ej)任意一點電壓模值：任意一點電壓模值：|V|=|Vi| (1+|2 +2|cos)1/2為反射系數(shù)，為反射系數(shù)， =Vr/Vi=| |ej， = l-2l為為被測介質(zhì)中的相位常數(shù)被測介質(zhì)中的相位常數(shù)l為終端參考面上的反射電壓與入射電壓的相位差為終端參考面上的反射電壓與入射電壓的相位差一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量|V|max= |Vi|(1+ |)由由|V|=|Vi| (1+|2 +2|cos)1/2可見

36、，當可見，當=2n時，總電壓最大：時，總電壓最大：當當=(2n+1)時，總電壓最小：時，總電壓最小：|V|min= |Vi|(1- |)電壓駐波比電壓駐波比s定義為：定義為：S=|V|max/ |V|min = (1+|)/ (1-|)則：則：|=(s-1)/(s+1)一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量當把距終端第一個最小點的距離記為當把距終端第一個最小點的距離記為lmin時，則時，則l-2lmin=-l=2lmin-類似的駐波測量線示意圖類似的駐波測量線示意圖找出最小值找出最小值電壓距離電壓距離測試步驟：測試步驟：找出最大值找出最大值電壓距離電壓距離計算比值計算比值得到得到sS=

37、|V|max/ |V|min = (1+|)/ (1-|)一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量當考慮介質(zhì)損耗后，線上電壓駐波分布更為復(fù)雜（服從有耗傳輸理論）。但對當考慮介質(zhì)損耗后，線上電壓駐波分布更為復(fù)雜（服從有耗傳輸理論）。但對于中、低損耗介質(zhì)材料相鄰極小點距離于中、低損耗介質(zhì)材料相鄰極小點距離L仍可認為等于半波長：仍可認為等于半波長：L=/2=/為被測液體中的波長為被測液體中的波長采用同軸測量線進行測采用同軸測量線進行測量時，可以推得非磁性量時，可以推得非磁性液體的相對介電系數(shù)液體的相對介電系數(shù)x x：x=(0/)2 =(0/2L)20為真空中的波長為真空中的波長聲波駐波測量示意

38、圖聲波駐波測量示意圖tg=2 |V|min /( |V|max)一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量(2).反射波法反射波法 利用入射波和反射波在利用入射波和反射波在介質(zhì)前面空間形成駐波介質(zhì)前面空間形成駐波，通過測量這個駐波來，通過測量這個駐波來決定介質(zhì)表面處的輸入阻抗，而此輸入阻抗與電介特性相關(guān)，從而可確定決定介質(zhì)表面處的輸入阻抗，而此輸入阻抗與電介特性相關(guān)，從而可確定介質(zhì)參數(shù)。介質(zhì)參數(shù)。一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量將厚度為將厚度為h的的介質(zhì)貼緊波介質(zhì)貼緊波導短路片導短路片插入介插入介質(zhì)前質(zhì)前由于損由于損耗波節(jié)耗波節(jié)電壓增電壓增加加試樣中的波試樣中的波長比空氣中長

39、比空氣中的波長短的波長短極小極小點位點位置向置向試樣試樣移動移動在介質(zhì)和金屬短接片界在介質(zhì)和金屬短接片界面發(fā)生反射，在波導中面發(fā)生反射，在波導中按干涉定律合成，從而按干涉定律合成，從而改變反射系數(shù)和終端波改變反射系數(shù)和終端波阻抗。阻抗。一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量(3).透射波法透射波法 又稱傳輸測量法，分別進行不同長又稱傳輸測量法，分別進行不同長度的試樣測試，通過測試在長度差內(nèi)度的試樣測試，通過測試在長度差內(nèi)的衰減和相移從而確定介質(zhì)試樣的衰的衰減和相移從而確定介質(zhì)試樣的衰減系數(shù)和相位系數(shù)從而得到介電系數(shù)減系數(shù)和相位系數(shù)從而得到介電系數(shù)和損耗正切。和損耗正切。波導波長、截止波

40、長和波導波長、截止波長和自由空間波長的關(guān)系：自由空間波長的關(guān)系：一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量2.諧振法諧振法 如同高頻時一樣，將被測材料試驗引入諧振系統(tǒng)內(nèi)，利用其諧振特性如同高頻時一樣，將被測材料試驗引入諧振系統(tǒng)內(nèi)，利用其諧振特性進行測試。只是在高頻范圍常利用同軸諧振腔進行測試。只是在高頻范圍常利用同軸諧振腔(使用頻率較低使用頻率較低)和各種波和各種波型的空腔諧振器型的空腔諧振器(使用頻率較高使用頻率較高)作為諧振系統(tǒng)。作為諧振系統(tǒng)。(1).同軸諧振腔同軸諧振腔 變電納法變電納法 變腔體長度法變腔體長度法 變頻法變頻法 一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量以變頻法為

41、例，測試步驟如下：以變頻法為例，測試步驟如下：不接試樣，不接試樣，改變振蕩頻改變振蕩頻率測量諧振率測量諧振頻率頻率f1改變振蕩頻改變振蕩頻率失諧到半率失諧到半功率點測量功率點測量諧振頻率諧振頻率f2因此因此1/Q1=(f2-f1)/f1第一步：第一步：接入試樣，接入試樣，改變振蕩頻改變振蕩頻率測量諧振率測量諧振頻率頻率f1改變振蕩頻改變振蕩頻率失諧到半率失諧到半功率點測量功率點測量諧振頻率諧振頻率f2因此因此1/Q2=(f2-f1)/f1第二步：第二步：最后根據(jù)同軸線中電磁場基本方程式可得到介質(zhì)損耗等最后根據(jù)同軸線中電磁場基本方程式可得到介質(zhì)損耗等一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量

42、(2).空腔諧振器法空腔諧振器法 空腔諧振器法空腔諧振器法相似于測量線相似于測量線法法 測量諧振腔測量諧振腔的品質(zhì)因數(shù)的品質(zhì)因數(shù)和諧振長度和諧振長度測量駐波比測量駐波比和第一駐波和第一駐波節(jié)距離節(jié)距離空腔諧振器法空腔諧振器法測量線法測量線法替代替代特點：特點：a)測試精度高，而且適宜低介電系數(shù)和小損耗介測試精度高，而且適宜低介電系數(shù)和小損耗介 質(zhì)的測量。質(zhì)的測量。 b)只能用于頻域的測量，而不能用于時域的測只能用于頻域的測量，而不能用于時域的測 量，而且當頻率范圍寬時需要大量的儀器和較長量，而且當頻率范圍寬時需要大量的儀器和較長 的時間，測量難于進行的時間，測量難于進行 目前主要采用矩形和圓柱

43、形諧振腔，用于矩形和圓柱形的波導傳輸線。目前主要采用矩形和圓柱形諧振腔，用于矩形和圓柱形的波導傳輸線。一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量3.時域法測量介質(zhì)材料特性時域法測量介質(zhì)材料特性(a).傅里葉變換介電譜儀傅里葉變換介電譜儀 利用脈沖反射法進行利用脈沖反射法進行試樣的時間域測量，然后試樣的時間域測量，然后進行傅里葉變換，得到一進行傅里葉變換，得到一個頻率域中的介電色散曲個頻率域中的介電色散曲線。線。 (b).時域自動網(wǎng)絡(luò)分析儀時域自動網(wǎng)絡(luò)分析儀 包括足夠頻譜和幅度包括足夠頻譜和幅度寬度的脈沖信號源，寬頻寬度的脈沖信號源，寬頻帶采樣頭和采樣示波器示帶采樣頭和采樣示波器示波器，及計

44、算機系統(tǒng)。波器，及計算機系統(tǒng)。 一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量4.準光學法準光學法(自由空間法自由空間法)基本思想：被測介質(zhì)中平面電磁波的相速和衰減，根據(jù)相速和衰減變基本思想：被測介質(zhì)中平面電磁波的相速和衰減，根據(jù)相速和衰減變化情況來確定被測材料的介電特性參數(shù)化情況來確定被測材料的介電特性參數(shù) 介質(zhì)中相速為介質(zhì)中相速為:C/, ,相位常數(shù)：相位常數(shù)： =k0=2=2/ /0 00 0: :自由空間中的波長自由空間中的波長介質(zhì)中衰減系數(shù)介質(zhì)中衰減系數(shù)由損耗角正切確定由損耗角正切確定: : = 1/2 tg=(tg)/0通過厚度為通過厚度為h的介質(zhì)平板時相移的介質(zhì)平板時相移: :h

45、=h=(2h)/0無介質(zhì)時同樣路徑上的相移無介質(zhì)時同樣路徑上的相移: :0=0h=(2h)/0一、超高頻下相對介電系數(shù)和介質(zhì)損耗角正切的測量因此放置的平板介質(zhì)所引起的附加相移因此放置的平板介質(zhì)所引起的附加相移: :=h-0=2h(-1)/0由附加相移計算的介電系數(shù)由附加相移計算的介電系數(shù): :=(1+0/2h)2由于不能忽略介質(zhì)內(nèi)多次反射對測量結(jié)果的影響，必須通過實驗得到傳輸系由于不能忽略介質(zhì)內(nèi)多次反射對測量結(jié)果的影響，必須通過實驗得到傳輸系數(shù)，然后得到衰減系數(shù)，最后計算出損耗角正切。數(shù)，然后得到衰減系數(shù)，最后計算出損耗角正切。準光學確定介質(zhì)準光學確定介質(zhì)板后波的衰減和板后波的衰減和相角可采用

46、補償相角可采用補償移相實現(xiàn)移相實現(xiàn)電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量0000000002220200022222200111(1)1()11ppppppppppRZrj Lrj Lj C Rj CRRj C Rrj LC RRC Rrj LjC RC RpR22201pC R在很高的頻率下電容器的等效電路不能在很高的頻率下電容器的等效電路不能簡單的再按電容與損耗電阻的等效電路簡單的再按電容與損耗電阻的等效電路高頻等效電路高頻等效電路串聯(lián)等效電路串聯(lián)等效電路很大002220001()11ppRZrj LjC RCrj LjC0CC022

47、01prrC R等效等效串聯(lián)串聯(lián)電阻電阻二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量在足夠高的頻率下，電容器的等效串聯(lián)電阻基本上取在足夠高的頻率下，電容器的等效串聯(lián)電阻基本上取決于決于r0，即電容器引線和極板在高頻下表現(xiàn)的電阻值，即電容器引線和極板在高頻下表現(xiàn)的電阻值高頻阻抗高頻阻抗Z是電容器的真實容量是電容器的真實容量C、固有、固有電感電感L0和等效串聯(lián)電阻在高頻下的綜合和等效串聯(lián)電阻在高頻下的綜合表現(xiàn)，因此把表現(xiàn)，因此把C、L0、r稱為電容器的高稱為電容器的高頻參數(shù)。頻參數(shù)。f0固有諧振頻率。固有諧振頻率。對于穿心電容器，由于旁路阻抗與心軸對于穿心電容器，由于旁路阻抗與心軸電感量不同，對高頻干擾信號

48、的衰減能電感量不同，對高頻干擾信號的衰減能力也不同，常引入插入損耗來描述。力也不同，常引入插入損耗來描述。阻抗頻率衰減曲線阻抗頻率衰減曲線002220001()11ppRZrj LjC RCrj LjC (1)簡單傳輸法簡單傳輸法 被測電容接入傳輸系統(tǒng)，根被測電容接入傳輸系統(tǒng)，根據(jù)測得的電流和電壓確定其阻抗。據(jù)測得的電流和電壓確定其阻抗。二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量120 xxUUZZZ02012121xjZUZZUUUeU電容器高電容器高頻參數(shù)測頻參數(shù)測試方法試方法傳輸法傳輸法諧振法諧振法電橋法電橋法掃頻示波法掃頻示波法1.傳輸法傳輸法Z012 利用矢量利用矢量電壓表電壓表二、電容器高

49、頻參數(shù)及頻率特性的測量當標準阻抗當標準阻抗Z0遠大于測試阻抗遠大于測試阻抗Zx的值，則的值，則U2遠小于遠小于U1。|Zx|=|U2/U1|Z0|可利用高頻毫伏表進行測試，這種傳輸系統(tǒng)框圖如下可利用高頻毫伏表進行測試，這種傳輸系統(tǒng)框圖如下二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量傳輸法測量原理簡單，實際測量較困難傳輸法測量原理簡單，實際測量較困難a.測試頻率高，屏蔽要求測試頻率高，屏蔽要求高，通常采用如圖夾具：高，通常采用如圖夾具：b.標準阻抗標準阻抗Z0精度要求高，精度要求高，其標定問題突出。其標定問題突出。c.負載匹配難。負載匹配難。d.諧波分量影響嚴重。諧波分量影響嚴重。二、電容器高頻參數(shù)及頻率

50、特性的測量(2)集總參數(shù)功率分配器的傳輸系統(tǒng)集總參數(shù)功率分配器的傳輸系統(tǒng) 為克服簡單傳輸系統(tǒng)的缺點，提為克服簡單傳輸系統(tǒng)的缺點，提出了集總參數(shù)功率分配器的傳輸系統(tǒng)。出了集總參數(shù)功率分配器的傳輸系統(tǒng)。集總參數(shù)是一種采用微帶線和安裝在集總參數(shù)是一種采用微帶線和安裝在微帶線上的微帶電阻構(gòu)成的微波器件，微帶線上的微帶電阻構(gòu)成的微波器件，使其分布參數(shù)與集總參數(shù)具有同樣的使其分布參數(shù)與集總參數(shù)具有同樣的數(shù)值，因此工作帶寬很寬，克服數(shù)值，因此工作帶寬很寬，克服Zo隨頻率變化的特點。隨頻率變化的特點。二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量0000003ADCDBDZ ZZZZZZZZ011227(cos)sin4

51、XZZUUjUU將上述將上述型接法變換為型接法變換為Y Y型，則如圖：型，則如圖：D工作頻率接近諧振點時，工作頻率接近諧振點時，ZxZo功功分器分器B B端處于近似匹配狀態(tài)；諧振時端處于近似匹配狀態(tài)；諧振時ZxZx接近電容器等效串聯(lián)電阻接近電容器等效串聯(lián)電阻r r，它趨，它趨零，因此，從零，因此，從E E點看點看Z ZE EZ Z0 0當當ZxZx時：時：000000000000()(2)28331.183333233XZZZZZZZZZZZZZ由此可見，由此可見，ZxZx在在0-0-變化時，從變化時，從E點看輸出阻抗在點看輸出阻抗在Zo-1.18Zo變化，變化，其匹配比簡單傳輸系統(tǒng)好。其匹配

52、比簡單傳輸系統(tǒng)好。二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量(3)利用傳輸法確定高頻參數(shù)利用傳輸法確定高頻參數(shù) 根據(jù)上述傳輸法所測得電容器阻抗頻率特性，可確定出各高頻參數(shù)。根據(jù)上述傳輸法所測得電容器阻抗頻率特性，可確定出各高頻參數(shù)。a.電容器固有諧振頻率電容器固有諧振頻率b.固有電感固有電感L 諧振：諧振：2=1/L0C, 所以電感所以電感L0=1/42f2Cc.電容器等效串聯(lián)電阻電容器等效串聯(lián)電阻r二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量2.掃頻示波法掃頻示波法 利用掃頻示波器輸出的恒幅信號通過被測電容器阻抗網(wǎng)絡(luò)，將衰減利用掃頻示波器輸出的恒幅信號通過被測電容器阻抗網(wǎng)絡(luò)，將衰減量顯示所得圖像。量顯示所得圖

53、像。測試框圖測試框圖頻率特性曲線頻率特性曲線示波器示波器掃頻信掃頻信號輸出號輸出端端示波器輸入端示波器輸入端改接匹改接匹配負載配負載Zo二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量3. 諧振法或諧振法或Q表法表法a.固有電感的測量固有電感的測量 利用回路諧振特性進行測量，即利用回路諧振特性進行測量，即回路諧振時回路諧振時=1/LC測試步驟：首先，調(diào)測試步驟：首先，調(diào)C1使電路到所使電路到所需頻率，將電容器短路，調(diào)需頻率，將電容器短路，調(diào)C5，C6使電路諧振，讀取其值。使電路諧振，讀取其值。取下短路線，接入被測電容，重新調(diào)取下短路線，接入被測電容，重新調(diào)節(jié)節(jié)C5，C6使之再次諧振，讀取其值。使之再次諧振，

54、讀取其值。最后計算的電感值最后計算的電感值二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量此法在高頻時仍有匹配、諧波等問題。此法在高頻時仍有匹配、諧波等問題。利用利用Q表法確定電容器固有電感同樣依據(jù)諧振特性原理，在具體測試中表法確定電容器固有電感同樣依據(jù)諧振特性原理，在具體測試中采用兩種方法：采用兩種方法：自諧振法：諧振回路的頻率調(diào)到被測電容器固有諧振頻率，此時被自諧振法：諧振回路的頻率調(diào)到被測電容器固有諧振頻率，此時被 測電容接入與否回路均處于諧振狀態(tài)。測電容接入與否回路均處于諧振狀態(tài)。二次頻率法：在兩個不同頻率下分別調(diào)諧回路，得到不同頻率下電二次頻率法：在兩個不同頻率下分別調(diào)諧回路，得到不同頻率下電 器

55、等效電容值，從而確定被測電容器的固有電感。器等效電容值，從而確定被測電容器的固有電感。b.等效串聯(lián)電阻測量等效串聯(lián)電阻測量二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量原理：原理： 當當Cx短接，回路損耗最短接，回路損耗最小，小，A偏轉(zhuǎn)最大，調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)最大，調(diào)節(jié)R1使使A達到滿刻度；達到滿刻度； 被測電容接入被測電容接入(被測電容被測電容遠大于回路電容遠大于回路電容C)，對回路，對回路電容影響很小，但由于使回電容影響很小，但由于使回路損耗增加，使路損耗增加，使A讀數(shù)下降；讀數(shù)下降； A的讀數(shù)事先有標準無感的讀數(shù)事先有標準無感電阻標定，可由電阻標定，可由A的讀數(shù)直接的讀數(shù)直接讀取等效串聯(lián)電阻值。讀取等效串聯(lián)電

56、阻值。二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量4. 電橋法電橋法借助輔助借助輔助L1，C1串聯(lián)回路克串聯(lián)回路克服電容器自諧頻率很高而無服電容器自諧頻率很高而無法測量的缺點，新組成回路法測量的缺點，新組成回路諧振頻率降低而易于測量。諧振頻率降低而易于測量。方法：斷開方法：斷開K，不接入，不接入Cx，電橋平衡，電橋平衡，A中無電流，指示中無電流，指示于零位。于零位。閉合閉合K，R4臂等效電阻為零，臂等效電阻為零，電橋處于最大失衡，表頭偏電橋處于最大失衡，表頭偏轉(zhuǎn)最大，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)最大，調(diào)節(jié)R5使?jié)M偏。使?jié)M偏。接入接入Cx斷開斷開K，R4上則并聯(lián)上則并聯(lián)一阻抗，使一阻抗，使R4臂總阻抗下降，臂總阻抗下降，指針偏

57、轉(zhuǎn)，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)，根據(jù)R4并聯(lián)阻抗并聯(lián)阻抗大小，事先校準刻度，直接大小，事先校準刻度，直接讀取待測阻抗值。讀取待測阻抗值。二、電容器高頻參數(shù)及頻率特性的測量通過調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)C1使使L1，C1和和Cx所處支路諧振，則支路等效所處支路諧振，則支路等效為純電阻。為純電阻。阻抗阻抗 Z=r+r0r：電容器等效串聯(lián)電阻：電容器等效串聯(lián)電阻r0：回路其它等效電阻：回路其它等效電阻因此，要準確測量因此，要準確測量r則需要進行兩步測量：則需要進行兩步測量：首先，接入樣品，調(diào)諧后測的阻抗首先，接入樣品，調(diào)諧后測的阻抗r1；然后，短接樣品，調(diào)諧后測得阻抗然后，短接樣品，調(diào)諧后測得阻抗r2；則電容器等效串聯(lián)電阻則電容器等效串聯(lián)電阻r=r1-r2.電橋法特點：電橋法特點：測試精度高，可測電容容量寬；測試精度高，可測電容容量寬；所測等效串聯(lián)電阻只是測試頻率所測等效串聯(lián)電阻只是測試頻率下的數(shù)值，且測試頻率低。下的數(shù)值，且測試頻率低。5. 電容器插入衰耗的測量電