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QS37a介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀成套裝置簡介

一、概述

1-1電橋簡介:

QS37A型介電常數(shù)介質(zhì)損耗測試儀主要用于測量工業(yè)絕緣材料的介質(zhì)損耗(tgδ)及介電常數(shù)（ε）,。符合GB1409,，1693及GB5654，其采用了西林電橋的經(jīng)典線路,，內(nèi)附0-5000的數(shù)顯高壓電源及100PF標準電容器,，并可按用戶要求擴裝外接標準電容線路。

1-2電橋的特點,；

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,，機械壽命長的十進開關,，保證測量的穩(wěn)定性

l儀器具有雙屏蔽，能有效防止外部電磁場的干擾,。

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

l內(nèi)附高壓電源精度3%

l內(nèi)附標準電容損耗﹤0.00005,，名義值100pF

二,、技術指標

2-1測量范圍及誤差

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

在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時

在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時

2-2電橋測量靈敏度

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，為保證測量準確度,，希望電橋靈敏度達到一定的水平,。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓，標準電容量成正比,。

在下面的計算公式中,，用戶可根據(jù)實際情況估算出電橋靈敏度水平，在這個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出來,。

ΔC/C或Δtgδ=Ig/UωCn(1+Rg/R4+Cn/Cx)

式中:U 為測量電壓：伏特 (V)

ω為角頻率2πf=314(50Hz)

Cn標準電容器容量 ：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被測試品電容值：法拉(pF)

2-3工作電壓說明

在使用中,，本電橋頂A，B對V點的電壓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 ：lmax≤150mA

用戶在使用前應注意以上的問題,。如不清楚，可根據(jù)實驗電壓及標準電容量,，按以下公式來計算出大概的工作電流,。I=ωVC

2-4輔橋的技術特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術特性：

在50Hz時電壓靈敏度不低于1×10-6V/格

電流靈敏度不低于2×10-9 A/格

二次諧波 減不小于25dB

三次諧波 減不小于50dB

三、電橋工作原理

QS37A型高壓電橋采用典型的西林電橋線路,。C4橋臂在基本量程時,，與R4橋臂并聯(lián)，測量數(shù)值為正損耗因數(shù),。結構采用了雙層屏蔽,。并通過輔橋的輔助平衡，消除寄生參數(shù)對電橋平衡的影響,。輔橋由電位自動電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成,。自動跟蹤器由電子元器件組成。它在橋頂B處取一輸入電壓,，通過放大后,，在內(nèi)屏蔽（S）產(chǎn)生一個與B電位相等的電壓。當電橋在平衡時,，A,，B，S三點電位必然相等,，從而達到自動跟蹤的目的,。本電橋在平衡過程中，輔橋采用自動電位跟蹤,，在主橋平衡過程的同時,，輔橋也自動跟蹤始終處于平衡的狀態(tài)，用戶只要對主橋平衡進行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù),。同時也有效的抑制了電壓波動對平衡所帶來的影響,。在指零部分,，采用了指針式電表指示，視覺直觀,，分辨清楚,，克服了以往振動式檢流計的缺點。

3-1 橋體的組成

電橋各臂的組成

第yi臂：由被測對象Cx組成Z1,。

第二臂：由高壓標準電容器Cn組成Z2,。

第三臂：由十進電阻器10×（1000＋100＋10＋1＋0.1）歐姆和滑線電阻（0-0.13）歐姆組成Z3。

第四臂：由十進電容臂10×（0.1＋0.01＋0.001＋0.0001）uf和可變電容器100pF組成C4再與電組R4并聯(lián)組成Z4,。

3-2計算公式

Cx=R4×Cn/R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω]C4[F]

當R4=10K/π

tgδ=C4

當R4=1K/π

tgδ=0.1C4

我們采取相對固定R4電阻，分別調(diào)節(jié)R3和C4使橋跟平衡,，從而測得試品的電容值Cx和介質(zhì)損耗tg,。本電橋為了直讀出損耗值，取電阻R4的阻值為角頻率（f=50Hz）若干倍,。

3-3 公式說明

.頻率對介質(zhì)損耗正公式：

本電橋額定的工作頻率f=50Hz,，在實際工作頻率偏離額定頻率時可用修正式進行修正：

tg=f’·tgδ/f

式中：f 為額定工作頻率（f=50Hz）

f’為實際工作頻率

tgδ 電橋測得損耗值

tg為被測試品介質(zhì)損耗角正切的實際值

四、安全操作規(guī)程

1.本儀器必須有專人負責保管,，使用,，非專職操作者應在使用前了解和熟悉本說明書，以免造成不必要的損失和事故,。

2.每次使用前應仔細檢查接地線是否完好,，確保以后方可通電使用。

3.接通電源前應將靈敏度開關調(diào)到*低位置,。

4.測量試品前應先對試品進行高壓試驗,，證明在電橋工作電壓下無噪聲，電離等現(xiàn)象出現(xiàn),，然后才能進行測試（若試品己做過高壓試驗,，該項可不必每次測量都做）。

5.對試品施加高壓時緩慢升高,，不可以加突變電壓,。

6.測試時操作人員必須集中思想，工作前做好一切準備工作,，測試地點周圍應有明顯的標記或金屬屏蔽圍成高壓危險區(qū),，以防止非操作人員闖入。

7.在測量過程中,，如有放電管發(fā)光時,，則必須及時切斷電源，仔細檢查接線及試品都無擊穿,，待檢查排除故障后,，再進行高壓測量工作,。

五．操作方法

5.1 測試前的準備工作

①按圖（3）所示，連接標準電容Ｃｎ（選用外接標準電容時背后Cn開關放在OUT位置）,，連接被測電容Ｃｘ,，并且將標準電容與被測電容盡可能遠離，以防止互相之間干擾,，選用外接方式時,，只需打開電源總開關即可，不能啟動自帶的高壓,。如選用內(nèi)部標準電容器（背后Cn開關放在IN位置）,，只需連接被測試品即可。

②檢查周圍是否有強電磁場干擾,，應盡量避免,。

③檢查大地線是否牢靠，以保證操作人員的安全,，應檢查電橋上的（⊥）與大地是否接觸良好,。

④檢查電橋的靈敏度開關是否已回另位。

⑤檢查試品的絕緣強度,，應符合大于2U+1的標準,。

⑥對試品施加試驗電壓（按部標或國際所規(guī)定的專業(yè)標準進行）。

5.2 試品的測試

①在不知道被測試品的大概容量及損耗時,，可先施加少許的電壓,，找到粗平衡點后，再把工作電壓升到所需的值,，然后再尋找細平衡點,。

②在測量時，靈敏度開關是按從小到大的規(guī)律來調(diào)節(jié)的,。

③在測量時,，R3開關時按從左至右的規(guī)律來調(diào)節(jié)的。

④在測量時,，C4開關時按從右至左的規(guī)律來調(diào)節(jié)的,。

⑤整個測量步絮：首先檢查接線無誤后，方可通電試驗,。第二升起試驗電壓,，并調(diào)節(jié)靈敏度開關，使UA表頭有明顯的指示,。此時表明電橋沒有平衡,。第三調(diào)節(jié)R3開關，順序從左至右,。這時通過觀察表頭來觀察電橋的平衡狀況,。如表頭已回另,，可再加大靈敏度。應總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時,，電橋的平衡狀況,。第四在某一點上用戶會發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位,。這時可調(diào)節(jié)C4開關,，順序時從右至左，把表頭指針調(diào)節(jié)到*小位,。第五用戶在調(diào)節(jié)C4到某一點時又會發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位,。這時又要去調(diào)節(jié)R3開關，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的*后位,，然后又會出現(xiàn)第四點時的問題,，又必須要調(diào)節(jié)C4開關．．．就這樣來回往復地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關，直至靈敏度開關**時,，并指針回另（或指另儀指示到*小）,。表明電橋已達到平衡,。

⑥測量完畢后或在暫停測量時，應將另儀的靈敏度開關降至“0”,，再將測量電壓降至另并切斷電源開關,，根據(jù)計算公式，算出被測試品的容量及介損值,。

五,、裝置成套性

1.QS37A型高壓電橋一臺

2.雙屏蔽測量電纜一根

3.使用說明書一份

4.電源線一根