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ZJD-C型硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪作为**一代的通用、多用途、多量程的阻抗测试仪器，测试频率上限达到目前国内**的160MHz.ZJD-C硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪采用了多项**技术。
双扫描技术 - 测试频率和调谐电容的双扫描、自动调谐搜索功能。
双测试要素输入 - 测试频率及调谐电容值皆可通过数字按键输入。
双数码化调谐 - 数码化频率调谐，数码化电容调谐。
自动化测量技术 -对测试件实施 Q 值、谐振点频率和电容的自动测量。
全参数液晶显示 – 数字显示主调电容、电感、 Q 值、信号源频率、谐振指针。
DDS 数字直接合成的信号源 -确保信源的高葆真，频率的高精确、幅度的高稳定。
计算机自动修正技术和测试回路**化 —使测试回路 残余电感减至*低，彻底根除 Q 读数值在不同频率时要加以修正的困惑。
*1.信号源: DDS数字合成信号 100KHZ-160MHZ
*2.信号源频率精度3×10-5 ±1个字，6位有效数
3．Q值测量范围：1～1023
4．Q值量程分档：30、100、300、1000、自动换档或手动换档；
*5．电感测量范围：1nH～140mH 自身残余电感和测试引线电感的自动扣除功能
*6．电容直接测量范围：1pF～25nF
7．主电容调节范围： 17～240pF
8．准确度 150pF以下±1pF；150pF以上±1%
9．信号源频率覆盖范围100kHz～160MHz
10．合格指示预置功能范围：5～1000
11．环境温度：0℃～+40℃；
12．消耗功率：约25W；电源：220V±22V，50Hz±2.5Hz。
13. S916（数显）介电常数εr和介质损耗因数tanδ测试装置：
数显式微杆，平板电容器：
极片尺寸： 38mm
极片间距可调范围：≥15mm
夹具插头间距：25mm±0.01mm
夹具损耗正切值≤4×10－4 （1MHz）
测微杆分辨率：0.001mm
测试极片：材料测量直径Φ38mm厚度可调 ≥ 15mm
*液体杯：测量极片直径 Φ38mm； 液体杯内径Φ48mm 、深7mm
14. 电感组LKI-1：
分别有0.05μH、0.1μH、0.5μH、2.5μH、10μH、50μH、100μH、1mH、5mH、10mH十个电感组成。
主机 一台
电感 九支
夹具 一套
液体杯 一套
随机文件一套
警告：使用本标准的人员应有正规实验室工作的实践经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采取适当的安全和健康措施，并保证符合国家有关法规规定的条件。
本标准规定了介电常数和介质损耗角正切值的两种测定方法。方法A为工频（50Hz）下的测定方法，方法B为高频电场下的测定方法。
本标准适用于硫化橡胶。
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的新版本。凡是不注日期的引用文件，其**版本适用于本标准。
GB/T 2941橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序（GB/T 2941-2006，ISO 23529：2004，IDT）
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
介质损耗dielectric loss
绝缘材料在电场作用下，由于介质电导和介质极化的滞后效应，在其内部引起的能量损耗。
3.2
损耗角δloss angleδ
在交变电场下，电介质内流过的电流向量和电压向量之间的夹角（功率因数角φ）的余角（δ）。
3.3
损耗角正切tanδ loss tangentδ
介质损耗因数 dielectric loss factor
介质损耗角正切值。
3.4
介电常数εdielectric constant
绝缘材料在电场作用下产生极化，电容器极板间有电介质存在时的电容量C、与同样形状和尺寸的真空电容量C0之比。
注：不同试样、不同电极的真空电容和边缘校正的计算参见附录A。
4.1电极材料
见表1。
表 1电极材料
电极材料 | 规格要求 | 适应范围 |
铝箔和锡箔 | 铝箔和锡箔应退火，厚度为0.01mm左右，用凡士林、变压器油、硅油或其他合适油作为粘接剂 | 接触电极用 |
导电橡胶 | 体积电阻系数不大于300Ω·cm（交流），邵尔A硬度为40～60，表面应光滑 | 接触电极用 |
铜 | 表面可镀防腐蚀的金属层，但镀层应均匀一致，工作面粗糙度Ra值应不低于3.2 | 一般做辅助电极用，对软质胶可直接作接触电极用 |
导电粉末 | 石墨粉，银粉，铜粉等 | 管状试样内电极用 |
4.2电极尺寸
4.2.1板状试样电极
4.2.1.1方法A：板状电极尺寸见表2，电极如图1所示。
表 2板状试样电极尺寸单位为毫米
D1 | D2 | D3 | D4 | H1 | H2 |
25.0±0.1 | 29.0±0.1 | 40 | ≥40 | 30 | 5 |
50.0±0.1 | 54.0±0.1 | 74 | ≥74 |
1——测量电极；
2——保护电源；
3——试样；
4——高压电极。
图 1板状试样电极配置（工频）
4.2.1.2方法B：采用二电极系统。电极尺寸大小与试样尺寸相等，或电极小于试样尺寸。板状试样电极直径为φ38.0mm±0.1mm、φ50.0mm±0.1mm、φ70.0mm±0.1mm。
4.2.2管状试样电极
4.2.2.1方法A：管状试样电极尺寸见表3，电极如图2所示。
表 3管状试样电极尺寸
L1 | L2 | L3 | g |
25 | 5 | ≥40 | 2.0±0.1 |
50 | 10 | ≥74 |
1——保护电极；
2——测量电极；
3——高压电极；
4——试样。
图 2管状试样电极配置（工频）
4.2.2.2方法B：管状试样电极尺寸，电极如图3所示。
管状试样的电极长度为50.0mm±0.1mm或70.0mm±0.1mm。
1——试样；
2——上电极；
3——下电极。
图 3管状试样电极配置（高频）
4.3电极装置
在进行高频测试时，根据测试频率与测试要求可用支架电极（如图4），当频率大于或等于1MHz且小于10MHz时，宜用测微电极（如图5）；当频率大于或等于10MHz时，应用测微电极。
1——上盖螺钉；
2——上盖板；
3——升降螺杆；
4——上电极导轨；
5——螺帽；
6——导筒；
7——导槽螺钉；
8——绝缘杆；
9——高压电极；
10——试样；
11——测量电极；
12——保护电极；
13——绝缘板（聚四氟乙烯板）；
14——绝缘支脚；
15——有机玻璃板。
图 4支架电极
1——微调管形电容器；
2——测试样品电容器；
3——上支撑板；
4——上电极；
5——试样；
6——下电极；
7——底板。
图 5测微电极
5.1方法A
5.1.1测试仪器为工频高压电桥，其原理图如图6所示。
T试验变压器；
C3标准电容器；
C5试样；
R3可变电阻；
C2、C4可变电容；
R4固定电阻；
G-电桥平衡指示器；
P放电器。
图 6工频高压电桥原理图
5.1.2测量范围
损耗角正切（tanδ）：0.001～1；电容（C）：40pF～2000pF。
5.1.3电桥测量误差
测量时误差不超过10%，当试样tanδ小于0.001时测量误差不超过0.0001，电容的测量误差不超过5%，标准电容器的tanδ应小于0.0001。
5.1.4电桥必须有良好的屏蔽接地装置。
5.2方法B
5.2.1方法B的测试仪器有两种：一种是谐振升高法（Q表），另一种时变电钠法。
5.2.1.1谐振升高法（Q表）
其测试原理图如图7所示。
A电流表；
R0耦合电阻；
L辅助线圈；
C标准电容；
C0试样；
V、V1电压表（用Q值表示）。
图 7Q表原理图
5.2.1.1.1测量范围
频率为50Hz～50MHz，电容40pF～500pF，Q值10～600。
5.2.1.1.2测量误差
电容误差：±（0.5%C+0.1pF），Q值±10%；有关仪器的测量误差均为±10%。
5.2.1.2变电钠法
其测试原理如图8所示。
C——可调电容；
L——谐振线圈；
CT——管形微调电容；
Cu——主电容；
Cx——试样。
图 8高频介质损耗仪原理图
6.1试样尺寸
6.1.1方法A试样尺寸见表4。
表 4试样尺寸单位为毫米
试样 | 尺寸 | 厚度 |
板状 | 圆形：φ100 正方形：边长100 | 软质橡胶1.0±0.1 硬质橡胶2.0±0.2 |
管状 | 管长100 |
6.1.2方法B试样尺寸见表5。
表 5试样尺寸单位为毫米
试样 | 尺寸 | 厚度 |
板状 | 圆形：φ38，φ50、φ100 正方形：边长100 | 软质橡胶1.0±0.1 硬质橡胶2.0±0.2 |
管状 | 管长50，管长70 |
6.2试样的制备
试样的制备应符合GB/T 2941的规定，也可以在符合试样厚度尺寸的胶板上用旋转刀进行裁切，制样方法的不同，其试验结果无可比性。
6.3试样数量
试样的数量不少于3个。
试样在硫化与试验之间的时间间隔按GB/T2941的规定执行。
8.1试样表面应清洁、平滑，无裂纹、气泡和杂质等，试样表面应用蘸有无水乙醇的布擦洗。
8.2试样应在标准实验室温度及湿度下至少调节24h。
8.3当试样处理有特殊要求时，可按其产品标准规定的进行。
9.1方法A
9.1.1试验电压为1000V～3000V，一般情况下为1000V，电源频率为50Hz。
9.1.2按设备说明书正确的连接。
9.1.3接通电源预热30min。
9.1.4将试样接人电桥C、的桥臂中，加上试验电压，根据电桥使用方法进行平衡，读取R3和tanδ或C4的值。
9.2方法B—谐振升高法（Q表法）
9.2.1按照Q表的操作规程调整仪器，选定测量频率，测定C1和Q1的值。
9.2.2将试样放入测试电极中，并调节电容器C，使电路谐振，达到**Q值记下调谐电容量C2和Q2的值。
9.2.3将试样从测试电极中取出，调节C或测试电极的距离，使电路重新谐振，记下C、或测试电极的校正电容值与Q值，并根据测试值计算出损耗角tanδ与介电常数ε。
9.2.4其他高频测试仪器按其说明书进行操作，通过测试值计算出损耗角tanδ和介电常数ε。
10.1方法A
10.1.1介质损耗角正切值（tanδ）可在电桥上直接读数，按式（1）进行计算：
tanδ=2πfR4C4×10-6…………………………（1）
式中：
π——3.14；
f——频率50Hz；
R4——固定电阻阻值，单位为欧姆（Ω）；
C4——可变电容值，单位为微法（μF）；
10.1.2介电常数（ε）的计算见表6。
表 6介电常数的计算
tanδ | 板状试样 | 管状试样 |
≤0.1 | …………（2） | …………（3） |
>0.1 | …………（4） | …………（5） |
式中： d试样厚度，单位为厘米（cm）； CR标准电容器电容量，单位为皮法（pF）， R4固定电阻阻值，单位为欧姆（Ω）； R3可变电阻阻值，单位为欧姆（Ω）； S电极有效面积单位为平方厘米（cm2）； ……………………………（6） L1管状试样测量电极长度，单位为厘米（cm）； D测量电极有效直径，单位为厘米（cm）； DB管外径，单位为厘米（cm）； DA管内径，单位为厘米（cm）； g测量电极与环电极间距，单位为厘米（cm）； ln自然对效； π3.14。 | ||
10.2方法B
10.2.1电容的计算
10.2.1.1谐振升高法
应用支架电极时按式（7）计算：
Cx=C1-C2+Ca…………………………………（7）
应用测微电极时按式（8）计算：
Cx=C’1-C’2+Ca……………………………（8）
10.2.1.2变电纳法（配用测微电极）：
按式（9）、式（10）计算：
Cx=C1-C2+Ca…………………………………（9）
其中：Ca= …………………………（10）
当电极直径为38mm时，则Ca=1/d
式中：
Cx——试样的并联等值电容，单位为皮法（pF）；
C1——电极间距为试样厚度d，且无试样时谐振电容量，单位为皮法（pF）；
C2——有试样时谐振电容量，单位为皮法（pF）；
C'1——极的校正电容值，单位为皮法（pF）；
C'——有试样时，测微电极间距等于试样厚度时，测微电极的校正电容值，单位为皮法（pF）；
C——试样的几何电容量，单位为皮法（pF）；
S——电极面积单位为平方厘米（cm2）；
d——试样厚度，单位为厘米（cm）。
10.2.2介电常数ε的计算
按式（11）计算：
………………………（11）
式中：
Cx——试样的并联等值电容，单位为皮法（pF）；
d——试样的厚度，单位为厘米（cm）；
D——电极的直径，单位为厘米（cm）。
10.2.3介质损耗角正切tanδ值的计算
10.2.3.1谐振升高法（Q表法）按式（12）计算：
……………………（12）
10.2.3.2变电纳法：各种高频损耗测试仪配用测微电极使用时按式（I3）计算：
………………………（13）
式中：
C’——无电极时，谐振回路标准电容器指示值单位为皮法（pF）；
Q1——无试样时，电极间距为d时，谐振Q值；
Q2——电极间有试样时的谐振Q值；
△Ci—有试样时两次衰减至谐振峰0.707时，微调电容变化量，单位为皮法（pF）；
△C0——无试样时两次衰减至谐振峰0.707时，微调电容变化量，单位为皮法（pF）；
Cx——试样的并联等值电容，单位为皮法（pF）。
10.2.4管状试样测试结果计算
10.2.4.1试样电容量按式（14）计算：
Cx=C1-C2…………………………（14）
式中：
C1——无试样时，谐振电容量；
C2——有试样时，谐振电容量。
10.2.4.2试样介电常数按式（15）式（16）计算：
…………………………（15）
其中：…………………（16）
式中：
L——电极长度，单位为厘米（cm）；
D1、D2——管外径和内径，单位为厘米（cm）。
10.2.4.3损耗角正切值的计算
与Q表接线柱直接连线时按式（17）计算：
………………………（17）
当高频介质损耗角测试仪与测微电极连接时按式（l8）计算：
………………………（18）
式中：
C1、Q1——无试样时，谐振电容量及Q值；
C2、Q2——有试样时，谐振电容量及Q值；
△Ci——有试样时两次衰减至谐振峰0.707时，微调电容变化量，单位为皮法（pF）；
△C0——无试样时两次衰减至谐振峰0.707时，微调电容变化量，单位为皮法（pF）。
注：不同试验环境对试验结果的影响因素参见附录B。
10.3试验结果以每组试验结果的中位数表示，取两位有效数字。
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪b）本标准编号或本标准名称；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪d）实验室温度、湿度；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪e）介电常数测试仪试样的规格；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪f）测元件及电极尺寸；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪g）试样和测试条件的调节；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪h）介电常数测试仪测量方法和测量电路；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪i）介电常数测试仪试验电压及频率；
硫化橡胶介电常数介质损耗测试仪k）试验日期。
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