I. Факторы самого устройства: "аппаратная основа" для измерения точности

Производительность основных компонентов оборудования и состояние калибровки системы являются основополагающими для определения точности измерений, основными факторами воздействия являются:

1. Производительность и соответствие датчиков / испытательных приспособлений

Испытательное приспособление (например, конденсатор с параллельной пластиной, коаксиальный зонд, трехэлектродная система) является соединительным носителем образца с прибором, характеристики которого напрямую влияют на распределение электрического поля и сбор сигнала:

Геометрическая точность приспособления: выравнивание пластины зажима параллельной пластины, однородность интервала (отклонение должно быть < 0,1 мм), коаксиальность изменяет фактическую емкость (C = Эпсилон 'S / d), что приводит к отклонению вычисления диэлектрической константы. Например, неравномерное расстояние между пластинами может привести к искажению электрического поля, а измеренный Эпсилон « занижен».

Паразитические параметры приспособления: само приспособление имеет « паразитную емкость» (например, емкость края пластины, емкость провода) и « паразитную индуктивность», особенно при рабочей частоте (50 / 60 Гц), если не устранено « калибровкой с открытым контуром» « калибровкой короткого замыкания», будет накладываться на емкость образца, что приводит к виртуальной высоте измерения Эпсилона.

Адаптация приспособления к образцу: размер приспособления должен соответствовать образцу (например, диаметр пластины приспособления для параллельной пластины должен быть в 1,5 раза больше диаметра образца, чтобы избежать утечки электрического поля на краю); Для твердых, жидких, порошковых и других различных форм образцов необходимо выбрать специальные приспособления (например, жидкие зажимы для герметичных стаканов, порошковые пресс - формы), иначе из - за плохого контакта образца с зажимом вводится ошибка.

2. Калибровочное состояние прибора

Измеритель диэлектрической константы рабочей частоты должен регулярно откалиброваться, чтобы устранить дрейф системы. Неправильная калибровка или неправильная калибровка являются общими источниками ошибок:

Отсутствие калибровочного цикла: после длительного использования прибора точность внутреннего усилителя сигнала, генератора уменьшается, и если период калибровки превышен (обычно каждые 6 - 12 месяцев), отклонение измерения может увеличиться с ±0,01 Эпсилона до ±0,1 Эпсилона "или выше.

Ошибка метода калибровки: калибровка должна проводиться в порядке « Открытое → короткое замыкание → стандартный образец»:

Калибровка с открытым контуром: устранение паразитной емкости зажима;

Калибровка короткого замыкания: устранение паразитного сопротивления зажима;

Стандартная калибровка образцов: проверка точности с использованием стандартных веществ с известными диэлектрическими константами (например, воздушная Эпсилон 'EE 1.0005, полифторэтилен - Эпсилон' EE 2.1). Если вы пропустите определенный шаг, это приведет к тому, что системная ошибка не может быть исправлена.

Стабильность источника сигнала и системы обнаружения

Точность частоты сигнала: измерения рабочей частоты должны быть строго заблокированы 50 Гц или 60 Гц, и если частота источника сигнала прибора дрейфует (например, ±1 Гц), это влияет на соответствие конденсаторных - частотных характеристик, особенно для чувствительных к частоте полярных материалов (например, полимеров, содержащих гидроксильные радикалы), значение измерения Эпсилона будет колебаться.

Чувствительность обнаружения: конденсаторное разрешение прибора (например, 0,01pF) определяет способность улавливать небольшие диэлектрические изменения, и при недостаточном разрешении ошибка измерения материала с низкой диэлектрической константой (например, газа, части керамики) значительно увеличивается.

II. Фактор выборки: "присущие свойства и состояние готовности" измеряемого объекта

Физико - химическое состояние самого образца напрямую определяет его истинную диэлектрическую константу, а неправильная подготовка или обработка образца может привести к « измеренному значению»:

Чистота и однородность образца

Загрязнение примесями: смешивание примесей в образце (например, масла на поверхности твердого образца, влаги в образце жидкости) изменяет его диэлектрические свойства - например, смешивание проводящих примесей (например, порошка углерода) в изоляционном материале может привести к значительному увеличению tan дельта (износ), что косвенно влияет на точность вычислений Эпсилона; После того, как образец жидкости впитывает воду, измеренный Эпсилон будет значительно выше, потому что Эпсилон воды (80) намного выше, чем у большинства органических жидкостей.

Недостаточная однородность: если многофазные композиты (например, керамические - полимерные композиты) смешиваются неравномерно, локальные диэлектрические константы сильно различаются, при измерении принимается « средний эффект», что приводит к отклонению Эпсилона от реального значения (например, теоретический Эпсилон '= 5.0, фактически измеренный 4.5 или 5.5).

Геометрические параметры образца и состояние поверхности

Точность размера: толщина (d), площадь (S) твердого образца является ключевым параметром для расчета диэлектрической константы (Эпсилон '= Cd / (Эпсилон ₀S)), и если отклонение толщины ± 0,02 мм (например, фактический 0,98 мм для образцов, обозначенных как 1 мм), значение измерения Эпсилона будет отклоняться примерно на 2%; Неравномерность края образца может привести к плохому контакту с пластиной зажима, вводя воздушный зазор (Эпсилон 'Е1), что делает измеренный Эпсилон низким.

шероховатость поверхности: шероховатость поверхности образца (например, Ra > 0,1 мкм) может привести к появлению крошечного воздушного зазора с пластиной, образуя композитную среду « образец - воздух», эквивалентную диэлектрическую константу ниже истинного значения образца (ошибка может быть оценена по формуле Эпсилон eq = (Эпсилон sample. d sample + Эпсилон air d air) / d total).

3. Физическое состояние образца (температура, влажность, содержание воды)

Температура: диэлектрическая постоянная чувствительна к температуре - Эпсилон полярного материала (например, полиэфира) увеличивается с повышением температуры (молекулярная поляризация усиливается), а Эпсилон неполярного материала (например, полиэтилена) меньше изменяется с температурой. Если температура образца при испытании отклоняется от стандартной температуры (обычно 23 ± 2 °C) и не исправлена, вводится ошибка (например, температура на отклонение 10 ° C, полярный материал с отклонением Эпсилона до 0,1 - 0,5).

Содержание воды: вода является сильнополярным веществом, и увеличение содержания воды в пробах значительно увеличивает содержание Эпсилона и тан дельта. Например, Эпсилон "ЕЕ 3 сухой древесины, может достигать 5 - 8 после всасывания воды; Даже « изоляционный материал», если содержание воды поднимается с 0,1% до 1%, отклонение измерения Эпсилона может превышать 10%.

Внутреннее напряжение: твердый образец (например, пластик, керамика), если из - за обработки формования создает внутреннее напряжение, может привести к нарушению молекулярного расположения, изменение поляризационных свойств, так что Эпсилон 'имеет необратимое отклонение (обычно чем больше напряжение, тем более очевидным является понижение Эпсилона).