LJD系列介電常數測試儀
一、介電常數測試儀/介質(zhì)損耗檢測儀/固液體概述
LJD-B高頻Q表和LJD-C高頻Q表主要區別
| LJD-B | LJD-C | |
| 測試頻率范圍 | 10kHz～70MHz | 100kHz～160MHz |
| 主調電容控制 | 傳感器 | 馬達 |
| 電容搜索 | 無(wú) | 有 |
LJD系列高頻Q表能在較高的測試頻率條件下，測量高頻電感或諧振回路的Q值，電感器的電感量和分布電容量，電容器的電容量和損耗角正切值，電工材料的高頻介質(zhì)損耗，高頻回路有效并聯(lián)及串聯(lián)電阻，傳輸線(xiàn)的特性阻抗等。該儀器廣泛地用于科研機關(guān)、學(xué)校、工廠(chǎng)等單位。
LJD系列介電常數介質(zhì)損耗測試儀是北京中航鼎力儀器設備有限公司新研制的產(chǎn)品，LJD系列介電常數介質(zhì)損耗測試儀以DDS數字直接合成方式產(chǎn)生信號源，頻率達60MHz /160MHz，信號源具有信號失真小、頻率、信號幅度穩定的優(yōu)點(diǎn)，更保證了測量精度的性。LJD-B介電常數測試儀主電容調節用傳感器感應，電容讀數,且頻率值可設置。LJD-C介電常數及介質(zhì)損耗測試儀主電容調節用步進(jìn)馬達控制，電容讀數更加,頻率值和電容值均可設置。LJD系電容、電感、Q值、頻率、量程都用數字顯示，在某一頻率下，只要能找到諧振點(diǎn)，都能直接讀出電感、電容值，大大擴展了電感的測量范圍，而不再是固定的幾個(gè)頻率下才能測出電感值的大小。LJD系的諧振點(diǎn)頻率自動(dòng)搜索或電容自動(dòng)搜索功能，能幫助你在使用時(shí)快速地找到被測量器件的諧振點(diǎn)，自動(dòng)讀出Q值和其它參數。Q值量程可手動(dòng)或自動(dòng)轉換。
二、介電常數測試儀/介質(zhì)損耗檢測儀/固液體工作特性
1．Q值測量
a．Q值測量范圍：2～1023；
b．Q值量程分檔：30、100、300、1000、自動(dòng)換檔或手動(dòng)換檔；
c．標稱(chēng)誤差
| LJD-B | LJD-C | |
| 頻率范圍 | 10kHz～10MHz | 100kHz～10MHz |
| 固有誤差 | ≤5％±滿(mǎn)度值的2% | ≤5％±滿(mǎn)度值的2% |
| 工作誤差 | ≤7％±滿(mǎn)度值的2% | ≤7％±滿(mǎn)度值的2% |
| 頻率范圍 | 10MHz～70MHz | 10MHz～160MHz |
| 固有誤差 | ≤6％±滿(mǎn)度值的2% | ≤6％±滿(mǎn)度值的2% |
| 工作誤差 | ≤8％±滿(mǎn)度值的2% | ≤8％±滿(mǎn)度值的2% |
2．電感測量范圍
| LJD-B | LJD-C |
| 14.5nH～8.14H | 4.5nH～140mH |
3．電容測量
| LJD-B | LJD-C | |
| 直接測量范圍 | 1～460p | 1～202p |
| 主電容調節范圍 | 40～500pF | 18～220pF |
| 準確度 | 150pF以下±1pF 150pF以上±1% | 150pF以下±1pF 150pF以上±1% |
注：大于直接測量范圍的電容測量見(jiàn)使用方法。
4．信號源頻率覆蓋范圍
| LJD-B | LJD-C | |
| 頻率范圍 | 10kHz～70MHz | 0.1～160MHz |
| CH1 | 10～99.9999kHz | 0.1～0.999999MHz |
| CH2 | 100～999.999kHz | 1～9.99999MHz |
| CH3 | 1～9.99999MHz | 10～99.9999MHz |
| CH4 | 10～70MHz | 100～160MHz |
| 頻率指示誤差 | 3×10-5±1個(gè)字 | 3×10-5±1個(gè)字 |
5．Q合格指示預置功能：預置范圍：5～1000
6．Q表正常工作條件
a.環(huán)境溫度：0℃～+40℃；
b．相對濕度 lt;80％；
c．電源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
7．其他
a．消耗功率：約25W；
b．凈重：約7kg；
c. 外型尺寸：（寬×高×深）mm：380×132×280。
三、介電常數測試儀工作原理
1．“Q”的定義
Q表是根據串聯(lián)諧振原理設計，以諧振電壓的比值來(lái)定位Q值。
“Q”表示元件或系統的“品質(zhì)因數”，其物理含義是在一個(gè)振蕩周期內貯存的能量與損耗的能量之比。對于電抗元件(電感或電容)來(lái)說(shuō)，即在測試頻率上呈現的電抗與電阻之比。
或
(1)
圖一
在圖（一）所示的串聯(lián)諧振電路中，所加的信號電壓為Ui，頻率為f，在發(fā)生諧振時(shí)
或
(2)
回路中電流
(3)
故電容兩端的電壓
(4)
即諧振時(shí)電容上的電壓與輸入電壓之比為Q。
Q表是按上述原理設計的。
2．Q表整機工作原理（見(jiàn)圖二）
圖二
LJD-B/LJD-C型Q表的工作原理框圖如圖二所示。它以ATM128單片機作為控制核心，實(shí)現對各種功能的控制。DDS數字直接合成信號源為Q值測量提供了一個(gè)優(yōu)質(zhì)的高頻信號。信號源輸出一路送到程控衰減器和自動(dòng)穩幅放大控制單元，該單元根據CPU的指令對信號衰減后送往信號激勵放大器，同時(shí)對信號檢波后送出一直流控制信號到壓控信號源實(shí)現自動(dòng)穩幅。信號激勵部分輸出送到一個(gè)寬帶分壓器，由分壓器饋給測試調諧回路一個(gè)恒定幅度的信號。當測試回路處于諧振狀態(tài)時(shí)，在調諧電容CT兩端的信號幅度將是分壓器提供的信號幅度Q倍。在CT兩端取得的調諧信號被信號放大單元適當放大后送到檢波和數字取樣單元，檢波后送到控制中心CPU去進(jìn)行數據處理。
LJD-B調諧電容帶動(dòng)傳感器，不斷地將電容變化的信息送往中心控制CPU，經(jīng)處理后計算出電容值，再根據頻率值計算出諧振時(shí)的頻率值。
LJD-C調諧電容有步進(jìn)馬達帶動(dòng)，根據不同電容值由CPU計算脈沖數去控制馬達。電容值可預置并可電容搜索。
LJD-B與LJD-C型Q表工作頻率值、頻段、主調電容器值、諧振電感值、Q值、Q值比較設置狀態(tài)、Q值量程、手/自動(dòng)狀態(tài)、頻率或電容搜索指示、Q值調諧指示帶都顯示在液晶屏上，如圖三所示。
圖三
整個(gè)顯示屏共分為四行
一行：左邊 信號源頻率指示，共6位；右邊 信號源虛擬頻段指示（1-4）。
第二行：左邊 調諧電容指示值，4位；右邊 電感指示值，4位。
第三行：左邊 Q值指示值；右邊 Q值合格比較狀態(tài) 。
第四行：左邊 Q值量程，手動(dòng)/自動(dòng)切換指示/調諧點(diǎn)自動(dòng)搜索指示；
右邊上部 Q值量程范圍指示；
右邊下部 Q值調諧光帶指示。
四、介電常數測試儀結構特性：
LJD-B/LJD-C型Q表采用了較低的臺式機箱，面板采用PC絲印面板，美觀(guān)大方。
各主要功能單元，除了顯示部分為了顯示方便和調諧測試回路，放大單元為了減小分布參數，安裝在面板上外，其余都安裝在機內底板上，詳見(jiàn)圖四面板示意圖。
A．LJD-B/LJD-C型前面板各功能鍵說(shuō)明
上述Q值是在BQG-2標準線(xiàn)圈為基準比較測得,電感值未扣除Q表的殘余電感.,LJD-B殘余電感為0.025μH。
Q表是根據串聯(lián)諧振和電壓比值原理工作的,Q表的指示Q值是包括被測件的有效Q值及測試回路固有殘量在內的整個(gè)諧振回路有效Q值,必須用Q表測試回路殘量修正Q表的指示Q值,這是Q表測量的一個(gè)重要特點(diǎn)。
在一般情況下,Q表作為低精度儀器使用或利用Q表對線(xiàn)圈作比較測量時(shí),可不必對殘量的影響進(jìn)行修正。
Q表的Q值測量誤差可按Q值參考標準不同分為二類(lèi)。
我廠(chǎng)采用的一種是以Q表生產(chǎn)廠(chǎng)家所提供并經(jīng)計量部門(mén)審核的均值回路標準指示值Qen為參考標準,Q表指示Q值Qi的相對誤差由下式表示：δQi=[(Qi-Qen)÷Qen]× 100％
式中Qi為標有Qen值標準量具在Q表上的實(shí)際指示值。
注：修正系數主要用于用戶(hù)測量一個(gè)器件Q值時(shí),根據指示的Qi值換算出較準礎的Q值。
附表二 各Q值均值回路指示值和測試回路平均殘量修正系數表
線(xiàn)圈號 | 測試 頻率 | Qe BQG-2 （No.81014） | ZJD-C | |
修正 系數 | ||||
1 | 100kHz | 114 |
|
|
2 | 400kHz | 135 | 136 | 1 |
3 | 1MHz | 134 | 134 | 1 |
4 | 2MHz | 154 |
|
|
4.5MHz | 183 | 183 | 1 | |
5 | 4.5MHz | 170 |
|
|
12MHz | 237 | 237 | 1 | |
6 | 12MHz | 234 |
|
|
25MHz | 305 | 275 | 0.9 | |
7 | 25MHz | 218 |
|
|
50MHz | 257 | 257 | 1 | |
Qe：標準有效Q值
LJD-B型Q表在測試Q值時(shí),已對測試回路的殘量作了修正,故不再需要對Q值進(jìn)行均值修正。
七,交收檢驗：
1．檢驗環(huán)境要求
a．環(huán)境溫度：20℃±2℃,相對濕度<50％；
b．供電電源：220V±10V,50Hz±1Hz；
c．被檢設備要預熱30分鐘以上。
2．檢驗設備要求
a. 設備應在計量后的有效使用期內；
b. 檢驗設備應按儀器規定預熱。
3．Q值指示檢驗
a．檢驗設備：BQG-2標準線(xiàn)圈一套；
b．把標準Q值線(xiàn)圈接入LJD-B/LJD-C Q表電感接線(xiàn)柱上；
c．選擇標準Q值線(xiàn)圈所規定的檢定頻率；
d．LJD-B/LJD-C Q表的Q值讀數的相對誤差應符合二.1.C條中的固有誤差之規定。
4．調諧電容器準確度檢驗
a. 測試時(shí)如發(fā)現干擾,應斷開(kāi)內部信號源；
b．設備連接如圖六所示,連接線(xiàn)應盡量短,盡可能減小分布電容；
圖 六
c．電容測試儀技術(shù)指標
測試范圍：10-550pF,±5pF；
測試精度：10-550pF±0.1％,±5pF±0.05pF。
d．調諧電容器刻度盤(pán)上指示值與電容測試儀指示值之間誤差應符合二.3條的規定。
5．頻率指示誤差檢驗
a．設備連接如圖七所示：
圖 七
b．從后面板的頻率監測端用BNC電纜連至頻率計數器輸入端；
c．頻率計數器技術(shù)要求
測量范圍：10Hz-1000MHz；
測量誤差：<1×10-6；
測量靈敏度：<30mV。
d．測試線(xiàn)要求：高頻電纜SYV-50-3；
e．Q表頻率指示值與頻率計數器讀數值間的誤差應符合二.4條的規定。
附：貼片元件測試夾具使用方法
當采用我公司生產(chǎn)的LJD-B與LJD-C Q表及配上相應的貼片元件測試夾具時(shí)可對貼片電容及貼片電感進(jìn)行電容量,電感量及Q值,tgδ值的測量,測量時(shí)只要將測試夾具接入相應的Lx或Cx接線(xiàn)柱內,然后按說(shuō)明書(shū)中“3”高頻線(xiàn)圈電感值的測量及“5”電容器電容量的測量方法進(jìn)行測量。
注意：因貼片元件尺寸較小,規格又不盡相同,因此放入夾具時(shí)應保持盡量居中并保證接觸良好。
在測量小電感時(shí),為了測試值的正確性,測得的讀數應減去儀器的測試回路的剩余電感值,LJD-B約26nH,LJD-C約7nH（包括測試夾具）。
