電容電橋介電常數(shù)測(cè)試儀

1-1電橋的特點(diǎn)；

 l橋體內(nèi)附電位跟蹤器及指零儀，外圍接線及少。

l電橋采用接觸電阻小，機(jī)械壽命長(zhǎng)的十進(jìn)開關(guān)，保證測(cè)量的穩(wěn)定性

l儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場(chǎng)的干擾。

l儀器內(nèi)部電阻及電容元件經(jīng)特殊老化處理，使儀器技術(shù)性能穩(wěn)定可靠。

l內(nèi)附高壓電源精度3%

l內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容損耗﹤0.00005，名義值100pF

電容電橋測(cè)試儀BQS-37技術(shù)指標(biāo)

2-1測(cè)量范圍及誤差

本電橋的環(huán)境溫度為20±5℃，相對(duì)濕度為30%-80%條件下，應(yīng)滿足下列表中的技術(shù)指示要求。

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）時(shí)

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）時(shí)

2-2電橋測(cè)量靈敏度

    電橋在使用過程中，靈敏度直接影響電橋平穩(wěn)衡的分辨程度，為保證測(cè)量準(zhǔn)    在下面的計(jì)算公式中，用戶可根據(jù)實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個(gè)水平上的電容與介質(zhì)損耗因數(shù)的微小變化都能夠反應(yīng)出來(lái)。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中: U 為測(cè)量電壓                              伏特  (V)

      ω為角頻率2πf=314(50Hz)                              

     Cn標(biāo)準(zhǔn)電容器容量                          法拉(F)

     Ig通用指零儀的電流5×10^-10                  安培(A) 

     Rg平衡指零儀內(nèi)阻約1500                    歐姆(Ω)

     R4橋臂R4阻值3183                         歐姆(Ω)

     Cx被測(cè)試品電容值                           法拉(pF)

2-3電容電橋測(cè)試儀工作電壓說明

在使用中，本電橋頂A，B對(duì)V點(diǎn)的電壓zui高不超過11V，R3橋臂各盤的電流不超過下列規(guī)定：

10×1kΩ                             1max≤15mA

10×100Ω                            1max≤120mA

10×10Ω                             l max≤150mA

用戶在使用前應(yīng)注意以上的問題。如不清楚，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量，按以下公式來(lái)計(jì)算出大概的工作電流。

                    I=ω V C 

2-4輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

電容電橋介電常數(shù)測(cè)試儀概述
西林 電橋 是測(cè)量電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的經(jīng)典的裝置。它可使用從低于工頻(50H z-60H z)直至100 kHz的頻率范圍，通常測(cè)定50 pF-1 000 pF的電容(試樣或被試設(shè)備通常所具有的電容)這是 一 個(gè) 四臂回路(圖A.1) 。其中兩個(gè)臂主要是電容(未知電容Cx和一個(gè)無(wú)損耗電容C,)。另外兩臂(通常稱之為測(cè)臂)由無(wú)感電阻R，和R:組成，電阻R,在未知電容Cx的對(duì)邊上，測(cè)量臂至少被一個(gè)電容C,分流一般地說電容C:和兩個(gè)電阻R,和R:中的一個(gè)是可調(diào)的 

如果 采 用 電阻R、和(純)電容 C 的串聯(lián)等值回路來(lái)表示電容 Cx，則圖A.1 所示的電橋平衡時(shí)
導(dǎo)出

由于 頻 率 范圍的不同，實(shí)際上電橋構(gòu)造會(huì)有明顯的不同。例如一個(gè)50p F-10 00p F的電容在
50 Hz時(shí)的阻抗為60 Md2-3 Md2，在100 kHz時(shí)的阻抗為3 000 Q-1 500 S1
頻率 為 100k Hz時(shí)，橋的四個(gè)臂容易有相同數(shù)量級(jí)的阻抗，而在50H z-60H z的頻率范圍內(nèi)則是
不可能的。因此，出現(xiàn)了低頻和(相對(duì))高頻兩種不同形式的電橋。
A. 1. 2 低頻電橋
一般 為 高 壓電橋，這不僅是由于靈敏度的緣故，也因?yàn)樵诘皖l下正是高電壓技術(shù)特別對(duì)電介質(zhì)損耗
關(guān)注的問題。電容臂和測(cè)量臂兩者的阻抗大小在數(shù)量級(jí)上相差很多，結(jié)果，絕大部分電壓都施加在電容
Cx和C}上，使電壓分配不平衡上面給出的電橋平衡條件只是當(dāng)?shù)蛪涸?duì)高壓元件屏蔽時(shí)才成
立。同時(shí)，屏蔽必須接地，以保證平衡穩(wěn)定。如圖A. 2所示。屏蔽與使用被保護(hù)的電容C、和C、是一
致的，這個(gè)保護(hù)對(duì)于Ch來(lái)說是*的。
由于 選 擇 不同的接地方法，實(shí)際上形成了兩類電橋。
A.1.2.1 帶屏蔽的簡(jiǎn)單西林電橋
橋 的 B 點(diǎn)(在測(cè)量臂邊的電源接線端子)與屏蔽相連并接地。
屏 蔽 能很 好地起到防護(hù)高壓邊影響的作用，但是增加了屏蔽與接到測(cè)量臂接線端 M和N的各根
導(dǎo)線之間電容.此電容承受跨接測(cè)量臂兩端的電壓這樣會(huì)引人一個(gè)通常使tans的測(cè)量精度限于
0.1%數(shù)量級(jí)的誤差，當(dāng)電容cx和Cw不平衡時(shí)尤為顯著。
A.1. 2. 2 帶瓦格納(Wagner)接地電路的西林電橋圖 A. 2 示出了使電橋測(cè)量臂接線端與屏蔽電位相等的方法。這種方法是通過使用外接輔助橋臂Z, .Z.(瓦格納接地電路)，并使這兩個(gè)輔助橋臂的中間點(diǎn)P接到屏蔽并接地。調(diào)節(jié)輔助橋臂(實(shí)際為Zu)以使在Z,和Z上的電壓分別與電橋的電容臂和測(cè)量臂兩端的電壓相等顯然，這個(gè)解決方法包括兩個(gè)橋即主橋AMNB和輔橋AMPB(或ANPB)同時(shí)平衡。通過檢測(cè)器從一個(gè)橋轉(zhuǎn)換到另一個(gè)橋逐次地逼近平衡而終達(dá)到二者平衡用這種方法精度可以提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，這時(shí)，實(shí)際上該精度只決定于電橋元件的精密度。必 須 指 出，只有當(dāng)電源的兩端可以對(duì)地絕緣時(shí)才使用上述特殊的解決方法。如果不可能對(duì)地絕緣，則必須使用更復(fù)雜的裝置(雙屏蔽電橋) 

電容電橋介電常數(shù)測(cè)試儀
這種 電 橋 通常在中等的電壓下工作，是比較靈活方便的一種電橋;通常電容CN是可變的(在高壓
電橋中電容C、通常是固定的)，比較容易采用替代法。由于 不 期 望電容的影響隨頻率的增加而增加，因此仍可有效使用屏蔽和瓦格納接地線路

關(guān)于檢測(cè)器的說明
當(dāng)西 林 電橋的 B點(diǎn)接地時(shí)，必須避免檢測(cè)器的不對(duì)稱輸人(這在電子設(shè)備中是常有的)。
然 而這 樣 的檢測(cè)器只要接地輸人端總是連接于P點(diǎn)，就能與裝有瓦格納接地線路的電橋一起
使用

低頻電橋概述
這 種 電 橋的原理比西林電橋簡(jiǎn)單。其結(jié)構(gòu)原理見圖A.3 .
當(dāng) 電橋 平 衡時(shí)，復(fù)電抗Z、和ZM之間的比值等于電壓矢量U 和U:間的比值。如果電壓矢量的比
值是已知的，便可從已知的Zx,推導(dǎo)出Zx。在理想電橋中比例U,/U :是一個(gè)系數(shù) K，這樣 ZK- K ZH
實(shí)際上ZM的幅角直接給出ax
變壓 器 電 橋比西林電橋有很大的優(yōu)點(diǎn)，它允許將屏蔽和保護(hù)電極直接接地且不需要附加的輔助
橋臂。
這 種 電橋 可在從工頻到數(shù)十MHz的頻率范圍內(nèi)使用。比西林電橋使用的頻率范圍寬。由于頻率
范圍的不同，橋的具體結(jié)構(gòu)也不相同