CN111398688B - 一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法 - Google Patents

一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111398688B
CN111398688B CN202010260475.XA CN202010260475A CN111398688B CN 111398688 B CN111398688 B CN 111398688B CN 202010260475 A CN202010260475 A CN 202010260475A CN 111398688 B CN111398688 B CN 111398688B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramic
dielectric constant
value
dielectric loss
detecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010260475.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111398688A (zh
Inventor
晏育权
吴硕体
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Zhongke Special Ceramic Technology Development Co ltd
Original Assignee
Hunan Zhongke Special Ceramic Technology Development Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Zhongke Special Ceramic Technology Development Co ltd filed Critical Hunan Zhongke Special Ceramic Technology Development Co ltd
Priority to CN202010260475.XA priority Critical patent/CN111398688B/zh
Publication of CN111398688A publication Critical patent/CN111398688A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111398688B publication Critical patent/CN111398688B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2688—Measuring quality factor or dielectric loss, e.g. loss angle, or power factor
    • G01R27/2694—Measuring dielectric loss, e.g. loss angle, loss factor or power factor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/26—Measuring inductance or capacitance; Measuring quality factor, e.g. by using the resonance method; Measuring loss factor; Measuring dielectric constants ; Measuring impedance or related variables
    • G01R27/2617—Measuring dielectric properties, e.g. constants

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明涉及陶瓷检测技术领域，尤其为一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法，包括以下步骤：A、准备实验材料：一个平行板电容器、若干份相同规格的陶瓷样品；B、检测介电常数：①静电场，②交变电磁场；C、检测介质损耗：①伏安法，②过零点时差比较法；D、统计与总结。本发明通过对实验材料预先进行清洗、烘干处理，排除表面泄露的影响；在检测介电常数时，分别模拟标准大气压、真空环境以适用于检测要求，在检测介质损耗时，采用金属网罩屏蔽外界电场干扰；通过去除最大最小值，然后分别计算各组数据的平均值，降低结果误差，从而有效地提高了陶瓷特性的检测精度。

Description

一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法
技术领域
本发明涉及陶瓷检测技术领域，具体为一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法。
背景技术
陶瓷及其相关制品，以多种卓越的性能在生产、生活中有着广泛应用，其中，采用陶瓷制造的电器、电子元件，具有优越的绝缘性能，主要体现在高介电常数、低介质损耗两方面。
现有技术中，已存在针对陶瓷等物品的介电常数(εr)、介质损耗(QxF值)的检测仪器，但仪器价格高、维护难且需要专业人员操作。因而在实际检测时，许多实验人员依旧采用简易的人工检测方法，在此方面则存在一定的常见问题，一是检测环境的干扰源较多，例如在检测介电常数时，容易受到大气压、空气湿度的影响；在检测介质损耗时，容易受到周围电磁干扰；二是人工检测时往往仅采取某一种方法，且实验样本单一，也导致误差增大等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法，具备抗干扰、多对照的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法，包括以下步骤：
A、准备实验材料：一个平行板电容器、若干份相同规格的陶瓷样品；
B、检测介电常数：①静电场，②交变电磁场；
C、检测介质损耗：①伏安法，②过零点时差比较法；
D、统计与总结：分别记录两个检测项目的若干组测试数据，先去除最大、最小值，然后分别计算各组数据的平均值，作为最终结果。
优选的，所述步骤A中需对平行板电容器和陶瓷样品预先进行清洗、烘干处理。
优选的，所述步骤B-①中具体内容如下，
在标准大气压下，以干燥空气为介质，测定电容器两极板之间的距离，通入直流电源，测试出电容值C0；保持极板间距一致，在两极板之间插入陶瓷样品，测试出电容值Cx，即可根据公式εr＝Cx/C0计算出介电常数。
优选的，所述步骤B-②中具体内容如下，
在真空环境下，保持极板间距一致，通入交流电源，测试出电容值C1；相同条件下，在电容器两极板之间插满陶瓷样品，测试出电容值C2，代入公式C＝(εS/4πkd)中，计算出电容值的增大倍数即为介电常数。
优选的，所述步骤C-①中具体内容如下，
在金属网罩中，将陶瓷样品串联入交流电路中，检测其端电压向量和电流向量，计算二者之比得到阻抗向量，再根据Zx的实部和虚部，进一步计算求得介质损耗值。
优选的，所述步骤C-②中具体内容如下，
在金属网罩中，将陶瓷样品串联入交流电路中，检测其端电压和电流过零时刻的两个值，计算求得两个值的相位差，即为介质损耗角δ，进一步计算求得介质损耗值；
利用脉冲技术求得两个值的值差，设定计数器显示的脉冲数为n、频率为f,则△t＝n/f,从而计算出介质损耗角的分辨率为2π/Tf，通过提高脉冲频率，即可提高分辨率。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
通过对实验材料预先进行清洗、烘干处理，排除表面泄露的影响；在检测介电常数时，分别模拟标准大气压、真空环境以适用于检测要求，在检测介质损耗时，采用金属网罩屏蔽外界电场干扰；通过去除最大最小值，然后分别计算各组数据的平均值，降低结果误差，从而有效地提高了陶瓷特性的检测精度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的对照组，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法，包括以下步骤：
A、准备实验材料：一个平行板电容器、若干份相同规格的陶瓷样品；
B、检测介电常数：①静电场，②交变电磁场；
C、检测介质损耗：①伏安法，②过零点时差比较法；
D、统计与总结：分别记录两个检测项目的若干组测试数据，先去除最大、最小值，然后分别计算各组数据的平均值，作为最终结果。
所述步骤A中需对平行板电容器和陶瓷样品预先进行清洗、烘干处理。
所述步骤B-①中具体内容如下，
在标准大气压下，以干燥空气为介质，测定电容器两极板之间的距离，通入直流电源，测试出电容值C0；保持极板间距一致，在两极板之间插入陶瓷样品，测试出电容值Cx，即可根据公式εr＝Cx/C0计算出介电常数。
所述步骤B-②中具体内容如下，
在真空环境下，保持极板间距一致，通入交流电源，测试出电容值C1；相同条件下，在电容器两极板之间插满陶瓷样品，测试出电容值C2，代入公式C＝(εS/4πkd)中，计算出电容值的增大倍数即为介电常数。
所述步骤C-①中具体内容如下，
在金属网罩中，将陶瓷样品串联入交流电路中，检测其端电压向量和电流向量，计算二者之比得到阻抗向量，再根据Zx的实部和虚部，进一步计算求得介质损耗值。
所述步骤C-②中具体内容如下，
在金属网罩中，将陶瓷样品串联入交流电路中，检测其端电压和电流过零时刻的两个值，计算求得两个值的相位差，即为介质损耗角δ，进一步计算求得介质损耗值；
利用脉冲技术求得两个值的值差，设定计数器显示的脉冲数为n、频率为f,则△t＝n/f,从而计算出介质损耗角的分辨率为2π/Tf，通过提高脉冲频率，即可提高分辨率。
对照组一：
本对照组内容和实施例内容基本相同，相同之处不再重述，不同之处在于：在步骤A后，直接采用高精度检测仪检测该陶瓷样品的高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF)，该检测仪的型号可为LJD-B/LJD-C。
对照组二：
本对照组内容和实施例内容基本相同，相同之处不再重述，不同之处在于：在步骤B中，只选用一种检测方法，并在常规室温环境下进行测试，忽略气压和空气湿度的影响。
对照组三：
本对照组内容和实施例内容基本相同，相同之处不再重述，不同之处在于：在步骤C中，只选用一种检测方法，并取消金属网罩的设置，忽略外界电磁干扰的影响。
表一：
Figure BDA0002439104270000041
Figure BDA0002439104270000051
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种陶瓷高介电常数和低介质损耗值的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、准备实验材料：一个平行板电容器、若干份相同规格的陶瓷样品；
B、检测介电常数：
①静电场：在标准大气压下，以干燥空气为介质，测定电容器两极板之间的距离，通入直流电源，测试出电容值C0；保持极板间距一致，在两极板之间插入陶瓷样品，测试出电容值Cx，即可根据公式εr＝Cx/C0计算出介电常数;
②交变电磁场：在真空环境下，保持极板间距一致，通入交流电源，测试出电容值C1；相同条件下，在电容器两极板之间插满陶瓷样品，测试出电容值C2，代入公式C＝(εS/4πkd)中，计算出电容值的增大倍数即为介电常数；
C、检测介质损耗：①伏安法，②过零点时差比较法；
D、统计与总结：分别记录两个检测项目的若干组测试数据，先去除最大、最小值，然后分别计算各组数据的平均值，作为最终结果。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷高介电常数和低介质损耗值的检测方法，其特征在于：所述步骤A中需对平行板电容器和陶瓷样品预先进行清洗、烘干处理。
3.根据权利要求1所述的一种陶瓷高介电常数和低介质损耗值的检测方法，其特征在于：所述步骤C-①中具体内容如下，
在金属网罩中，将陶瓷样品串联入交流电路中，检测其端电压向量和电流向量，计算二者之比得到阻抗向量Zx，再根据阻抗向量Zx的实部和虚部，进一步计算求得介质损耗值。
CN202010260475.XA 2020-04-03 2020-04-03 一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法 Active CN111398688B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010260475.XA CN111398688B (zh) 2020-04-03 2020-04-03 一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010260475.XA CN111398688B (zh) 2020-04-03 2020-04-03 一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111398688A CN111398688A (zh) 2020-07-10
CN111398688B true CN111398688B (zh) 2022-05-27

Family

ID=71435030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010260475.XA Active CN111398688B (zh) 2020-04-03 2020-04-03 一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111398688B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002239376A (ja) * 2001-02-21 2002-08-27 Hokushin Ind Inc 表面改質装置及び表面改質方法
CN101493485A (zh) * 2009-03-09 2009-07-29 浙江纪元电气集团有限公司 电容性设备介质损耗角在线监测系统
CN105911361A (zh) * 2016-04-13 2016-08-31 青岛大学 一种结构陶瓷样品介电性能测量装置及方法
CN108845217A (zh) * 2018-08-23 2018-11-20 四川多成电力工程安装有限责任公司 基于模糊网络融合的变压器套管监测方法
CN109164303A (zh) * 2018-09-19 2019-01-08 东南大学 变温介电常数精密测量装置及测量方法
CN109900969A (zh) * 2019-03-08 2019-06-18 中南大学 一种固体材料受力过程微波介电变化测试系统
CN110017782A (zh) * 2019-05-13 2019-07-16 广州市康尼斯自动化有限公司 一种多点式物体距离测量方法及其结构
CN110441354A (zh) * 2019-08-13 2019-11-12 中国工程物理研究院化工材料研究所 基于电容层析成像的高聚物粘结炸药密度分布检测方法
CN110836631A (zh) * 2019-11-22 2020-02-25 青岛理工大学 混凝土中钢筋检测装置及其方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002239376A (ja) * 2001-02-21 2002-08-27 Hokushin Ind Inc 表面改質装置及び表面改質方法
CN101493485A (zh) * 2009-03-09 2009-07-29 浙江纪元电气集团有限公司 电容性设备介质损耗角在线监测系统
CN105911361A (zh) * 2016-04-13 2016-08-31 青岛大学 一种结构陶瓷样品介电性能测量装置及方法
CN108845217A (zh) * 2018-08-23 2018-11-20 四川多成电力工程安装有限责任公司 基于模糊网络融合的变压器套管监测方法
CN109164303A (zh) * 2018-09-19 2019-01-08 东南大学 变温介电常数精密测量装置及测量方法
CN109900969A (zh) * 2019-03-08 2019-06-18 中南大学 一种固体材料受力过程微波介电变化测试系统
CN110017782A (zh) * 2019-05-13 2019-07-16 广州市康尼斯自动化有限公司 一种多点式物体距离测量方法及其结构
CN110441354A (zh) * 2019-08-13 2019-11-12 中国工程物理研究院化工材料研究所 基于电容层析成像的高聚物粘结炸药密度分布检测方法
CN110836631A (zh) * 2019-11-22 2020-02-25 青岛理工大学 混凝土中钢筋检测装置及其方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111398688A (zh) 2020-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111398688B (zh) 一种陶瓷高介电常数(εr)和低介质损耗(QxF值)的检测方法
CN107894535A (zh) 定量探究平行板电容容量的方法
CN106970268B (zh) 基于并联电容的单相架空输电线路相电压自校准方法
Kim et al. 3 GHz wide frequency model of ferrite bead for power/ground noise simulation of high-speed PCB
CN110569536A (zh) 电容式电压互感器的误差计算方法、装置及系统
Nikjoo et al. Dielectric response of oil-impregnated paper by utilizing lightning and switching transients
Maxstadt Insulator arcover in air
CN117590057B (zh) 一种冲击电压峰值及时间参数全量程溯源实现方法及装置
Kim et al. Influence of multiple insulator rods on potential and electric field distributions at their surface
CN113219226B (zh) 一种基于多级励磁的感应分压器及其制造方法
CN213843353U (zh) 一种平行式高压分压器
CN217846600U (zh) 一种新型高压介质损耗测试仪的校准装置
Santhosh et al. Sensor-less temperature and humidity estimation using transmission lines
Ellis On insulation resistance
Chapman et al. Dielectric failure of volume and surface types
JPH06505564A (ja) ＯＨｚから１０ＧＨｚの周波数領域における電磁インピーダンス測定方法
CN115184854A (zh) 一种高压介质损耗测试仪的校准方法
Capacitors DesignCon 2006
Sekushin Two-frequency criterion of the presence of inductive component in the electrochemical cell impedance
Tariq et al. Characterization of Electromagnetic Nonlinearities of RFI/EMI Gasket: A Microstrip Based Approach
KR100593899B1 (ko) 콘덴서의 고전계 비선형 특성 해석방법
CN113419143A (zh) 基于有限元方法考虑套管油纸绝缘不均匀热老化效应的复合绝缘状态评估方法
Hoch Power losses in insulating materials
Li et al. Dielectric Spectra of BaTiO3-Based Ceramics Measured by Impedance Analyzer Using Micro Planar Electrodes
Zhou et al. PCB Laminate Material Out-of-plane Dielectric Constant Extraction Methodology

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant