高頻介電常數(shù)阻抗測(cè)試儀 高頻介電常數(shù)阻抗測(cè)試儀 直流監(jiān)控

當(dāng)直流監(jiān)控被打開時(shí)，顯示當(dāng)前測(cè)量的直流電平和電流監(jiān)控的數(shù)值。

等效電路模擬結(jié)果

顯示了選擇的等效電路模型以及模擬得到的電阻、 電容、電感值。當(dāng)?shù)刃щ娐方Y(jié)果顯示被打開時(shí)， 該圖形會(huì)顯示在通道窗體上。

縱坐標(biāo)標(biāo)簽

顯示了坐標(biāo)系縱坐標(biāo)軸的刻度分布。當(dāng)坐標(biāo)系內(nèi)存在被測(cè)曲線時(shí)，該區(qū)域會(huì)顯示當(dāng)前激活的曲線設(shè) 置的縱坐標(biāo)刻度標(biāo)簽?？v坐標(biāo)參考值（高亮顯示）可以在坐標(biāo)軸設(shè)置菜單中更改。同時(shí)，也可以光標(biāo)功 能菜單中，將選中光標(biāo)的縱坐標(biāo)值設(shè)置為參考值?？v坐標(biāo)刻度分布、縱坐標(biāo)參考值等也可以在坐標(biāo)軸設(shè) 置菜單中手動(dòng)更改或自動(dòng)設(shè)置。

光標(biāo)

光標(biāo)被用于讀取曲線上的測(cè)量值。一條曲線上 多可以顯示 10 個(gè)光標(biāo)。圖中光標(biāo) 1 的形狀代表被  激活光標(biāo)，光標(biāo) 2 為未激活光標(biāo)?？梢酝ㄟ^(guò)光標(biāo)設(shè)置菜單或者點(diǎn)擊光標(biāo)數(shù)值區(qū)域切換激活的光標(biāo)。同時(shí) 也可以通過(guò)在光標(biāo)設(shè)置菜單修改光標(biāo)所在位置，通過(guò)手指在坐標(biāo)系內(nèi)拖動(dòng)屏幕可以直接拖動(dòng)被激活光標(biāo) 的位置。

光標(biāo)數(shù)值

顯示了當(dāng)前所有光標(biāo)的橫坐標(biāo)值以及在各條曲線上的測(cè)量值度數(shù)。光標(biāo)序號(hào)前的“> ”符號(hào)代表了 該光標(biāo)為當(dāng)前被激活光標(biāo)。點(diǎn)擊該區(qū)域可以將被激活光標(biāo)切換至下一光標(biāo)。

光標(biāo)統(tǒng)計(jì)參數(shù)

顯示了當(dāng)前曲線在光標(biāo) 1 和光標(biāo) 2 之間的所有點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（范圍、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、峰峰值）。

可以在光標(biāo)功能菜單中打開或關(guān)閉顯示。當(dāng)打開顯示時(shí)，如果光標(biāo) 1 和光標(biāo) 2 未打開，會(huì)自動(dòng)打開光標(biāo) 1 和光標(biāo) 2.

測(cè)量參數(shù)

顯示了當(dāng)前曲線的測(cè)量參數(shù)。測(cè)量參數(shù)可以在測(cè)量設(shè)置菜單中更改。

介電常數(shù)（阻抗分析儀）是各種電瓷、裝置瓷、電容器等陶瓷，還有復(fù)合材料等的一項(xiàng)重要的物理性質(zhì)，通過(guò)測(cè)定介質(zhì)損耗角正切tanδ及介電常數(shù)(ε)，可進(jìn)一步了解影響介質(zhì)損耗和介電常數(shù)的各種因素，為提高材料的性能提供依據(jù)。介電常數(shù)測(cè)試儀（阻抗分析儀）器的基本原理是采用高頻諧振法，并提供了通用、多用途、多量程的阻抗測(cè)試。儀器能在較高的測(cè)試頻率條件下，測(cè)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，傳輸線的特性阻抗等。

主要參數(shù)：

A. 準(zhǔn)確度： Cx:±（讀數(shù)×0.5%+0.5pF）；tgδ:±（讀數(shù)×0.5%+0.00005）；

B. 電容量范圍：內(nèi)施高壓：3pF～60000pF/10kV；60pF～1μF/0.5kV；

C. 外施高壓：3pF～1.5μF/10kV；60pF～30μF/0.5kV；

D. *分辨率： 高0.001pF，4位有效數(shù)字；

E. *介電常數(shù)ε測(cè)試范圍：0-200；

F. *介電常數(shù)ε準(zhǔn)確度：0.5%

G. *介質(zhì)損耗tgδ測(cè)試范圍：不限，

H. *介質(zhì)損耗tgδ分辨率：0.000001，電容、電感、電阻三種試品自動(dòng)識(shí)別。

I. 試驗(yàn)電流范圍：5μA～5A；

J. *內(nèi)施高壓：設(shè)定電壓范圍：0.5～10kV ；

K. 大輸出電流：200mA；

L. *升降壓方式：電壓隨意設(shè)置。比如5123V。

M. 試驗(yàn)頻率： 40-70Hz單頻隨意設(shè)置。比如48.7Hz.

N. 頻率精度：±0.01Hz

O. 外施高壓：接線時(shí) 大試驗(yàn)電流5A，工頻或變頻40-70Hz

P. 測(cè)量時(shí)間：約30s，與測(cè)量方式有關(guān)；

Q. 高壓電極直徑與表面積：￠98mm(75.43cm2)

R. 測(cè)量電極直徑與表面積： ￠50 mm(19.63cm2)

S. 電極材料：不銹鋼1Cr13Ni9Ti

T. 電極工作面：精面面磨

U. 電極間距：不大于5 mm

V. 電極加熱功率： >2*500W

W. 電極 高溫度：180°

X. 加熱時(shí)間：30分鐘

Y. 電極壓力：0~1.0Mpa連續(xù)可調(diào)

Z.  大測(cè)量電壓：2000V，50Hz

AA. 真空度 ：電極可抽真空至3*10-2 Mpa

AB. 輸入電源：180V～270VAC，50Hz±1%，市電或發(fā)電機(jī)供電

AC. *計(jì)算機(jī)接口：標(biāo)準(zhǔn)RS232接口，U盤插口(自動(dòng)U盤存儲(chǔ)數(shù)據(jù))。

AD. 打印機(jī)：微型熱敏打印機(jī)

AE. 環(huán)境溫度：-10℃～50℃

AF. 相對(duì)濕度：<90%

AG. 主機(jī)外形尺寸：490*520*360（長(zhǎng)寬高mm）

AH. 電極尺寸：400*300*400（長(zhǎng)寬高mm）

AI. 儀器重量：35kg

AJ. 介質(zhì)損耗測(cè)量試驗(yàn)

阻抗分析儀的基本概念

阻抗分析儀是一種精密的電子測(cè)量?jī)x器，專門用于測(cè)定電子元件、材料或系統(tǒng)的交流阻抗特

性。其核心原理基于對(duì)被測(cè)對(duì)象施加可控頻率和幅度的交流測(cè)試信號(hào)，同時(shí)精確測(cè)量電壓與電流

響應(yīng)的幅度差和相位差。通過(guò)建立復(fù)數(shù)阻抗模型(Z=Z|∠θ)，該儀器能夠量化電阻、電容、電

感等基礎(chǔ)參數(shù)以及介電常數(shù)、導(dǎo)納等衍生特性?，F(xiàn)代阻抗分析儀通常覆蓋毫赫茲至吉赫茲的寬頻

帶范圍，分辨率可達(dá)0.1%，為復(fù)雜系統(tǒng)的頻域特性研究提供了關(guān)鍵工具。

1.2 探討其用途的重要性

深入理解阻抗分析儀的應(yīng)用價(jià)值具有顯著必要性。在電子產(chǎn)業(yè)升級(jí)過(guò)程中，該設(shè)備直接影響

元器件篩選精度和電路設(shè)計(jì)效率;新材料研發(fā)領(lǐng)域，其表征數(shù)據(jù)決定了材料性能評(píng)估的可靠性;

生物醫(yī)學(xué)工程中，更關(guān)乎生命體征監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。據(jù)行業(yè)調(diào)查顯示，采用先進(jìn)阻抗分析技術(shù)的研

發(fā)項(xiàng)目，其產(chǎn)品良品率平均提升23%，研發(fā)周期縮短近30%。因此，系統(tǒng)梳理該儀器的跨領(lǐng)域應(yīng)

用場(chǎng)景，對(duì)推動(dòng)多學(xué)科技術(shù)融合創(chuàng)新具有戰(zhàn)略意義。

如何根據(jù)應(yīng)用選擇合適的頻率范圍

選擇阻抗分析儀的頻率范圍時(shí)，首先需要了解被測(cè)材料或器件在哪些頻率范圍內(nèi)具有重要意義的特性。例如，在研究電容器時(shí)，低頻下電

容器的介電損耗和高頻下的等效串聯(lián)電阻是兩個(gè)關(guān)鍵的特性，因此需要一個(gè)能夠覆蓋這兩個(gè)頻率段的設(shè)備。

例如，如果應(yīng)用場(chǎng)景是半導(dǎo)體器件的測(cè)試，可能需要關(guān)注高頻下的表現(xiàn)，因此應(yīng)選擇具有高頻測(cè)量能力的阻抗分析儀。對(duì)于一些生物醫(yī)學(xué)

應(yīng)用，低頻到中頻范圍可能更有意義。

根據(jù)樣本特性選擇合適的頻率范圍、電壓和電流幅度。

3.設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度等，確保其對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響 小化。

案例分析:

假設(shè)我們需要測(cè)試一個(gè)新型鋰離子電池在不同溫度下的阻抗特性。首先，我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)鋰離子電池的化學(xué)性質(zhì)和工作溫度范圍設(shè)定測(cè)試頻

率和幅度。然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求對(duì)實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行預(yù)熱或降溫，確保樣品在規(guī)定的溫度條件下進(jìn)行測(cè)試。

5.1.2 測(cè)試條件的優(yōu)化案例分析

案例中，我們將分析如何優(yōu)化測(cè)試條件以提高數(shù)據(jù)的重復(fù)性和可靠性?？紤]一個(gè)在不同老化狀態(tài)下的電池樣本，需對(duì)其進(jìn)行阻抗分析。

執(zhí)行步驟:

1.設(shè)定測(cè)試條件，包括頻率、幅度以及樣本的預(yù)處理步驟。

2.進(jìn)行初步測(cè)試以確定數(shù)據(jù)的重復(fù)性。

阻抗分析儀的維護(hù)與保養(yǎng)

6.1 維護(hù)與保養(yǎng)的必要性

6.1.1 阻抗分析儀的日常維護(hù)要點(diǎn)

阻抗分析儀是一種高精度的電子測(cè)試設(shè)備，用于測(cè)量和分析電路的阻抗參數(shù)。為了確保設(shè)備的精確度和延長(zhǎng)使用壽命，日常維護(hù)顯得尤為

重要。阻抗分析儀的日常維護(hù)應(yīng)包括以下幾個(gè)要點(diǎn):

1.保持環(huán)境的清潔與干燥:灰塵和濕氣是電子設(shè)備的大敵。保持實(shí)驗(yàn)室和測(cè)試環(huán)境的清潔可以減少灰塵對(duì)設(shè)備內(nèi)部敏感電子元件的損

害。同時(shí)，保持環(huán)境的干燥可以預(yù)防因濕氣導(dǎo)致的電路短路或元件腐蝕。

2.定期校準(zhǔn):為保證測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)按照制造商推薦的周期對(duì)阻抗分析儀進(jìn)行校準(zhǔn)。定期校準(zhǔn)可以補(bǔ)償設(shè)備老化和使用過(guò)程中

產(chǎn)生的微小偏差。

3.防震措施:在移動(dòng)或運(yùn)輸阻抗分析儀時(shí)，應(yīng)采取防震措施，以防止內(nèi)部精密組件受損。

4.正確的使用操作:使用阻抗分析儀前應(yīng)仔細(xì)閱讀用戶手冊(cè)，按照正確的程序操作，避免因誤操作造成的設(shè)備損壞。

5.存儲(chǔ)環(huán)境:在不使用時(shí)，應(yīng)將阻抗分析儀存放在適宜的環(huán)境中，避免極端溫度或濕度。

6.1.2 預(yù)防性維護(hù)的實(shí)施策略

預(yù)防性維護(hù)是阻抗分析儀管理中的重要組成部分，以下是實(shí)施策略的幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):

1.維護(hù)日程計(jì)劃:制定并遵循一個(gè)詳細(xì)的維護(hù)日程計(jì)劃，確保所有必要的維護(hù)操作及時(shí)執(zhí)行。這包括定期檢查、清潔、校準(zhǔn)和軟件更

新。

溫度：

電阻器、電感器和電容器大多與溫度相關(guān)，其溫度系數(shù)對(duì)阻抗行為至關(guān)重要。為確保準(zhǔn)確測(cè)量，應(yīng)在穩(wěn)定的溫度環(huán)境下進(jìn)行，佳選擇是受控的實(shí)驗(yàn)室條件。若需現(xiàn)場(chǎng)工作，應(yīng)盡量避開溫度急劇變化的環(huán)境。

濕度：

高濕度可能導(dǎo)致冷凝，進(jìn)而影響元件和電路的電氣性能。因此，使用除濕機(jī)等設(shè)備確保低濕度環(huán)境至關(guān)重要。

電磁干擾：

阻抗測(cè)量易受電磁干擾影響，特別是在涉及半導(dǎo)體或高頻應(yīng)用的敏感設(shè)備中。為確保測(cè)量準(zhǔn)確性，應(yīng)在屏蔽環(huán)境中進(jìn)行，以隔絕外部電磁場(chǎng)的影響。

典型應(yīng)用場(chǎng)景

電子元器件?：測(cè)試電容器、電感器、電阻器的阻抗特性?。

生物醫(yī)學(xué)?：如HRA人體電阻抗評(píng)測(cè)分析儀用于健康檢測(cè)?。

材料研究?：分析壓電陶瓷、介電材料的頻響特性?。

與LCR測(cè)試儀的區(qū)別

?頻域能力?：阻抗分析儀支持掃頻和圖形化顯示，而LCR測(cè)試儀僅固定頻率測(cè)量?。

?精度?：兩者接近，但阻抗分析儀在低頻段精度更高?

阻抗分析儀能測(cè)介電材料（如陶瓷、高分子、復(fù)合材料）的關(guān)鍵電學(xué)參數(shù)，核心參數(shù)與測(cè)量方法如下。一是核心參數(shù)，反映材料特性：相對(duì)介電常數(shù)（εr），衡量材料儲(chǔ)存電荷能力，如陶瓷材料 εr=10-1000，高分子材料 εr=2-10；介電損耗角正切（tanδ），反映材料介電損耗大小，優(yōu)質(zhì)介電材料 tanδ≤0.001（1kHz 下）；體積電阻率（ρv），衡量材料絕緣性能，絕緣材料 ρv≥1012 Ω?cm。二是測(cè)量方法，分類型操作：平行板法（測(cè)薄片材料，將材料夾在兩圓形電極間，電極直徑 D、間距 d，儀器測(cè)量電容 C，通過(guò)公式 εr=C×d/(ε0×S) 計(jì)算，S 為電極面積，ε0 為真空介電常數(shù)，頻率選 1kHz-1MHz，適合測(cè)固體薄片）；同軸探頭法（測(cè)液體或粉末材料，將同軸探頭插入材料，儀器測(cè)量探頭阻抗變化，計(jì)算 εr 與 tanδ，無(wú)需樣品加工，適合測(cè)黏稠液體）；諧振腔法（測(cè)高頻介電材料，將材料放入諧振腔，通過(guò)阻抗變化測(cè)量諧振頻率與品質(zhì)因數(shù)，計(jì)算 εr 與 tanδ，適合 100MHz-10GHz 頻段）。三是注意事項(xiàng)，保障精度：樣品預(yù)處理（固體材料需打磨平整，厚度均勻（偏差≤5%）；液體材料需除氣泡，避免氣泡影響介電常數(shù)）；環(huán)境控制（溫度 23±2、濕度≤50%，溫度變化會(huì)導(dǎo)致 εr 波動(dòng)，濕度大會(huì)降低絕緣材料 ρv）；多次測(cè)量取平均值（每個(gè)樣品測(cè) 3 個(gè)不同位置，減少樣品不均勻?qū)е碌恼`差），通過(guò)精準(zhǔn)測(cè)量可為介電材料選型、研發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。