高压电桥介电常数介质损耗测试前的样品准备指南

一、适用样品类型

高压电桥测试仪主要用于测量以下材料的介电性能：

1.固体绝缘材料：如橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、高分子材料等，需确保材料均匀无气泡，厚度公差控制在±0.1mm内。

2.液体绝缘材料：需使用专用容器盛放，避免污染和挥发，测试前需静置消泡。

3.特殊材料：如压电陶瓷、复合材料等，需根据材料特性定制电极和测试条件。

二、样品制备具体要求

1.尺寸与形状：

a.固体样品需裁剪为标准尺寸（如直径50mm的圆片或方形片），边缘需光滑无毛刺。

b.液体样品需使用带盖的测试容器，避免外界湿度影响。

2.表面处理：

l清洁：使用无水乙醇或丙酮去除表面油污、灰尘，避免局部放电。

l导电性处理：非导电样品需喷薄炭膜（厚度≤0.1μm）以防止电荷积累。

3.电极安装：

l采用标准化电极（如铝箔、铜片），接触面需抛光，确保与样品紧密贴合。

l电极间距需调节（误差≤0.01mm），避免电场分布不均。

三、特殊测试条件下的处理

1.温湿度控制：

l高温测试：样品需在恒温箱中预热至测试温度（如60℃），避免热应力影响。

l高湿环境：需使用防潮箱控制湿度（如RH≤30%），防止吸湿导致参数漂移。

2.高频测试：

l高频材料（如射频陶瓷）需使用低损耗电极（如银浆涂覆），减少寄生电容影响。

3.安全防护：

l高压测试时，样品需固定于绝缘支架，避免电极间短路。

四、常见问题与解决方案

通过以上步骤，可确保样品满足高压电桥测试的要求，获得准确的介电性能数据。

高压电桥介电常数介质损耗测试仪详解

一、基本原理与结构

高压电桥介电常数介质损耗测试仪基于西林电桥经典线路设计，通过测量介质损耗角正切值（tanδ）和电容量来评估绝缘材料的介电性能。其核心结构包括：

1.桥体：由标准电容器（Cs）、可调电阻（R3）、可调电容（C4）及固定电阻（R4）组成，通过平衡条件计算被测样品（Cx）的介电参数。

2.高压电源：提供0-15kV测试电压，模拟实际工作环境下的电场条件。

3.检测系统：采用电子管放大器或数字检流计，测量桥臂不平衡信号。 

西林电桥介电常数测试仪电桥的特点；桥体内附电位根宗器及指零仪，外围接线及少。

电桥采用接触电阻小，机械寿命长的十进开关，保证测量的稳定性 

仪器具有双屏蔽，能有效防止外部电磁场的干扰。

仪器内部电阻及电容元件经特殊老化处理，使仪器技术性能稳定可靠。

内附高压电源晶度3%

西林电桥介电常数测试仪内附标准电容损耗﹤0.00005，名义值100pF

西林电桥介电常数测试仪技术指标

测量范围及误差

本电桥的环境温度为20±5℃，相对湿度为30%-80%条件下，应满足下列表中的技术指示要求。

在Cn=100 pF      R4=3183.2（Ω）时

测量项目 测量范围 测量误差

电容量Cx 40pF—20000pF ±0.5%  Cx±2pF

介损损耗tgδ 0-1 ±1.5%  tgδx±0.0001

在Cn=100 pF    R4=318.3（Ω）时

测量项目 测量范围 测量误差

电容量Cx 4pF—2000pF ±0.5%  Cx±3pF

介损损耗tgδ 0-0.1 ±1.5%  tgδx±0.0001

电桥测量灵敏度

    电桥在使用过程中，灵敏度直接影响电桥平稳衡的分辨程度，为保证测量准确度，希望电桥灵敏度达到一定的水平。通常情况下电桥灵敏度与测量电压，标准电容量成正比。

    在下面的计算公式中，用户可根据实际情况估算出电桥灵敏度水平，在这个水平上的电容与介质损耗因数的微小变化都能够反应出来。

     ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中: U 为测量电压   伏特  (ω为角频率2πf=314(50Hz)        Cn标准电容器容量       法拉(F) 

Ig通用指零仪的电流5×10-10      安培(A)  

Rg平衡指零仪内阻约1500     欧姆(Ω)

R4桥臂R4阻值3183      欧姆(Ω)

Cx被测试品电容值      法拉(pF)

工作电压说明

西林电桥介电常数测试仪在使用中，本电桥顶A，B对V点的电压Z高不超过11V，R3桥臂各盘的电流不超过下列规定：

10×1kΩ      1max≤15mA

10×100Ω     1max≤120mA

10×10Ω      l max≤150mA

西林电桥介电常数测试仪用户在使用前应注意以上的问题。如不清楚，可根据实验电压及标准电容量，按以下公式来计算出大概的工作电流。

I=ω V C  

辅桥的技术特性：

不失真根宗电压0～11V（有效值）

西林电桥介电常数测试仪指零装置的技术特性：

在50Hz时电压灵敏度不低于1×10-6V/格

电流灵敏度不低于2×10-9 A/格

二次谐波 减不小于25dB

三次谐波 减不小于50dB

西林电桥介电常数测试仪电桥工作原理

BQS-37a（QS-37a）型高压电桥采用典型的西林电桥线路。桥臂在基本量程时，与R4桥臂并联，测量数值为正损耗因数。结构采用了双层屏蔽。并通过辅桥的辅助平衡，消除寄生参数对电桥平衡的影响。辅桥由电位自动电位根宗器与内层屏蔽（S）组成。

自动根宗器由电子元器件组成。它在桥顶B处取一输入电压，通过放大后，在内屏蔽（S）产生一个与B电位相等的电压。当电桥在平衡时，A,B,S三点电位必然相等，从而达到自动根宗的目的。

本电桥在平衡过程中，辅桥采用自动电位根宗，在主桥平衡过程的同时，辅桥也自动根宗始终处于平衡的状态，用户只要对主桥平衡进行操作就能得到可靠的所需数据。

同时也有效的抑制了电压波动对平衡所带来的影响。在指零部分，采用了指针式电表指示，视觉直观，分辨清楚，克服了以往振动式检流计的缺点。

桥体的组成

电桥各臂的组成

弟壹臂：由被测对象Cx组成Z1。

弟贰臂：由高压标准电容器Cn组成Z2。

弟三臂：由十进电阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）欧姆和滑线电阻（0-0.13）欧姆组成Z3。

弟四臂：由十进电容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可变电容器100pF组成再与电组R4并联组成Z4。

计算公式

Cx=R4× Cn / R3    R4[Ω]  R3[Ω]  Cn[pF]  Cx[pF]

tgδ=ω·R4·     R4[Ω]  [F]

当R4=10K/π

tgδ=      

当R4=1K/π

tgδ=0.1   

我们采取相对固定R4电阻，分别调节R3和使桥跟平衡，从而测得试品的电容值Cx和介质损耗tg。本电桥为了直读出损耗值，取电阻R4的阻值为角频率（f=50Hz）若干倍。

公式说明

.频率对介质损耗正公式：

本电桥额定的工作频率f=50Hz，在实际工作频率偏离额定频率时可用修正式进行修正：

tg=f’·tgδ / f

式中：f    为额定工作频率（f=50Hz）

f’   为实际工作频率

tgδ  电桥测得损耗值

tgδ  为被测试品介质损耗角正切的实际值