产品

陶瓷介电常数阻抗分析仪 ； 实验仪器及设备

1、仪器设备：

(1) Q表测试仪、电感箱、样品夹具等；

(2)千分游标卡尺；

2、样品要求：圆形片：厚度2?0.5mm，直径为Φ38?1mm。

陶瓷介电常数阻抗分析仪环境

（1） 请不要在多尘、多震动、 ；日光直射、有腐蚀气体下使用。

（2） 仪器正常工作时应在温度为 0℃~40℃ ；， ；相对湿度≤75%环境下，因此请尽量在此条件下使 ；用仪器， ；以保证测量的准确度。

（3） 本测试仪器后面板装有散热装置以避免内部温度上升，为了确保通风良好，切勿阻塞左右通 ；风孔，以使本仪器维持准确度。

（4） 本仪器已经经过仔细设计以减少因AC ； ；电源端输入带来的杂波干扰，然而仍应尽量使其在低 ；噪声的环境下使用，如果无法避免，请安装电源滤波器。

（5） 仪器长期不使用，请将其放在原始包装箱或相似箱子中储存在温度为 5℃~40℃ ；， ；相对湿度 ；不大于85%RH ； ；的通风室内，空气中不应含有腐蚀测量仪的有害杂质，且应避免日光直射。

（6） 仪器特别是连接被测件的测试导线应远离强电磁场，以免对测量产生干扰。

实验步骤

1、本仪器适用于110V/220V，50Hz交流电，使用前要检查电压情况，以保证测试条件的稳定。

2、开机预热15分钟，使仪器恢复正常状态后才能开始测试。

3、按部件标准制备好的测试样品，两面用特种铅笔或导电银浆涂覆，使样品两面都各自导电，但南面之间不能导通，备用。

4、选择适当的辅助线圈插入电感接线柱。根据需要选择振荡器频率，调节测试电路电容器使电路谐振。假定谐振时电容为C1，品质因素为Q1。

5、将被测样品接在Cx接线柱上。

6、再调节测试电路电容器使电路谐振，这时电容为C2，可以直接读出Q2。

7、用游标卡尺量出试样的直径Φ和厚度d(分别在不同位置测得两个数据，再取其平均值)。

安全使用

请使用电源按钮开关设备，设备完全关闭前禁止拔出电源线或断开电源，否则会损坏设备硬件，影响设备使用寿命。

建议不要在设备中安装其他软件，这可能影响设备工作状态。如要使用本设备连接互联网，建议自行安装杀毒软件。

通道号码

高亮显示为当前激活的通道。列表模式中同时可存在8个通道，每个通道可以设置不同的环境变量 （频率、 电平、偏置等） 以及测量参数。可以通过点击通道号码按钮来切换通道。

被测点序号

显示了被测点的序号，可以在列表设置页面中进行修改。

测量条件

显示了被测点的测量条件，包括：测量频率、平均次数、测量电平、交流量程、直流偏置。这些参数可以在列表设置页面中被修改。

测量参数及测量结果

依次显示了被测点当前的测量参数以及测量结果。可以在测量参数菜单中更改需要测量参数。

注意事项

(1)电压或频率的剧烈波动常使电桥不能达到良好的平衡，所以测定时，电压和频率要求稳定，电压变动不得大于1%，频率变动不得大于0.5%。

(2)电极与试样的接触情况，对tgδ的测试结果有很大影响，因此涂银导电层电极要求接触良好、均匀，而厚度合适。

(3)试样吸湿后，测得的tgδ值增大，影响测量精度，应当严格避免试样吸潮。

(4)在测量过程中，注意随时电桥本体屏蔽的情况，当电桥真正达到平衡，“本体－屏蔽”开关置于任何一边时，检查计光带均应最小，而无大变化。

测试条件的设置与数据分析囚的图形化方法

测试条件的精确设置以及数据分析的图形化方法对于从复杂的测试数据中提取有价值信息至关重要。本章将对如何设定测试条件提供详细

指导，并探索如何利用图形化工具使数据分析过程更高效、直观。

5.1测试条件的精确设置

测试条件的设置需依据具体的测试对象及其特性来调整，才能确保获得准确、可重复的测试结果。

5.1.1根据样本特性调整测试条件

测试条件包括测试频率、电压或电流幅度、测试温度等，它们直接影响测试结果的准确度和可靠性。例如，针对不同的电池类型，其化学

性质决定了必须选择最适宜的测试频率范围，以准确反映电池内部的电化学特性。此外，对材料进行测试时，样品的尺寸、形状和初始状

态同样会对手段的测试条件产生影响。

执行步骤:

1.确定测试目标和样本特性。

2.根据样本特性选择合适的频率范围、电压和电流幅度。

3.设置实验环境参数，如温度、湿度等，确保其对测试结果的影响最小化。

阻抗分析仪在多个领域都有广泛应用。在电子电路设计与研发领域，工程师利用它测试电容、电感、电阻等元器件的性能参数，判断其是否符合设计要求，优化电路设计；在材料科学领域，可用于测量材料的介电常数、磁导率等电学和磁学特性，帮助研究人员了解材料的电学性能，开发新型电子材料；在生物医学工程领域，能通过测量生物组织的阻抗特性，辅助疾病诊断，如利用人体组织在健康和患病状态下阻抗的差异，实现早期疾病筛查；在电池研究中，阻抗分析仪可以评估电池的内阻、充放电性能等，为电池的研发和质量控制提供重要依据。

阻抗分析仪的工作原理：

阻抗分析仪的测量硬件经过精心设计，以实现特定的测量技术。这些技术各有千秋，阻抗分析仪正是通过这些方法来进行未知阻抗的测量。其中，电桥法是一种常用的技术，它通过比较未知阻抗与已知标准阻抗的电压或电流差异来工作。

图2展示了电桥电路方法，其中D代表仪器，Zx表示未知阻抗。这种经典技术通过简单的电桥电路将待测阻抗与已知参考阻抗进行对比。在低频测量领域，这种方法既简便又高效。但遗憾的是，它无法适用于高频测量或极低阻抗值的测量。接下来，我们将介绍另一种技术——电流-电压(IV)法。

图3展示了电流-电压测量法的电路。在此方法中，我们向电路或元件施加一个已知电压，并随后测量由此产生的电流，从而计算出阻抗。这种技术既直观又适用范围广泛。然而，应用时需格外注意电压与电流之间的相位差异。此外，射频（RF）IV法也是值得关注的一种技术。

图4展示了射频IV方法的电路。这一技术对IV方法进行了拓展，使其能在射频电路中广泛应用的较高频率下实现精准测量。为了在这些高频环境下精确捕捉相位差，该技术需要更为复杂的设计。接下来，我们将介绍另一种重要的测量方法——自动平衡电桥法。

图5展示了自动平衡电桥法的应用。这种方法巧妙地运用了反馈机制，使得电桥电路在频率发生变化时能够自动进行动态平衡。其频率和阻抗的支持范围相当广泛，同时保持了高精度的测量效果。然而，需要注意的是，这种方法的硬件设计相对较为复杂。接下来，我们将探讨如何利用阻抗分析仪来精确测量电子元件的阻抗。

图6展示了阻抗分析仪的测试装置。该装置主要包括阻抗分析仪、精心设计的测试夹具、电缆和适配器，以及将被测元件插入适合其特定行为的测试夹具中。

如何使用阻抗分析仪来测量电路中的复杂阻抗呢 .

首先，我们需要了解电路块、印刷电路板及其组件的阻抗特性，这些特性会受到信号频率、电压、温度、湿度等因素的影响。因此，通过阻抗分析仪的测量，我们可以对每个电路块的阻抗行为进行建模，包括放大器子系统或滤波器子系统的输入和输出阻抗。

此外，寄生电容和电感的测量也是至关重要的。在实际工作条件下，这些参数会对PCB和元件的性能产生显著影响，特别是在敏感的射频电路中。因此，我们必须根据测量结果对寄生电容和电感进行建模。

另外，阻抗分析仪还广泛应用于测量印刷电路板和基板所用材料的介电常数。这些材料对电路性能和电磁干扰具有关键影响。通过阻抗分析仪的测量，我们可以了解材料在实际工作条件下的行为，从而优化电路设计。

此外，阻抗分析仪还支持对晶圆、半导体和PCB中所用材料的高阻抗下介电常数、低阻抗下磁导率以及金属氧化物半导体制造过程中氧化层的电容和基底杂质的密度等参数的测量。这些测量结果对于设备制造商了解材料在实际工作条件下的行为至关重要。

典型应用场景

?电子元件?：电感、电容、压电陶瓷的阻抗特性评估?。

?材料科学?：聚合物固化、陶瓷相变分析?。

?生物医学?：细胞阻抗监测及微流控系统测试?

电子元器件与电路材料

. 无源元件 . ：精确测量电感、电容、电阻的阻抗参数（如Q值、损耗角正切）及频率响应特性，适用于滤波器、谐振器等电路设计。

. 半导体器件 . ：分析晶体管、二极管等器件的界面阻抗和载流子迁移率，评估高频性能 . 。

电介质与功能材料

. 陶瓷与压电材料 . ：测试压电陶瓷的介电常数、机械-电耦合系数，用于超声波换能器设计。

. 聚合物与复合材料 . ：评估绝缘材料的介电损耗、导电填料的分布均匀性，如导电TPU、环氧树脂等 . 。

能源与电化学材料

. 电池材料 . ：通过EIS（电化学阻抗谱）分析电极的电荷转移电阻、离子扩散系数，优化锂离子电池性能 . 。

. 超级电容器 . ：测量多孔电极的界面电容和等效串联电阻（ESR） . 。

北广精仪公司电性能及橡胶塑料相关产品：

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BDJC-10KV-200KV电压击穿试验仪（符合国标GB1408-2006、GB/T1695-2005、GB/T3333、HG/T 3330、GB12656、ASTM D149）

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