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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(biāo)準(zhǔn)電容器，并可按用戶要求擴(kuò)裝外接標(biāo)準(zhǔn)電容線路,。

1-2電橋的特點(diǎn),；

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(jī)械壽命長的十進(jìn)開關(guān)，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(shù)性能穩(wěn)定可靠。

l內(nèi)附高壓電源精度3%

l內(nèi)附標(biāo)準(zhǔn)電容損耗﹤0.00005,，名義值100pF

二,、技術(shù)指標(biāo)

2-1測量范圍及誤差

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

在Cn=100 pF R4=3183.2（Ω）時(shí)

在Cn=100 pF R4=318.3（Ω）時(shí)

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(zhǔn)確度,，希望電橋靈敏度達(dá)到一定的水平。通常情況下電橋靈敏度與測量電壓,，標(biāo)準(zhǔn)電容量成正比,。

在下面的計(jì)算公式中，用戶可根據(jù)實(shí)際情況估算出電橋靈敏度水平,，在這個(gè)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)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(duì)V點(diǎn)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(yīng)注意以上的問題。如不清楚,，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)電壓及標(biāo)準(zhǔn)電容量,，按以下公式來計(jì)算出大概的工作電流。I=ωVC

2-4輔橋的技術(shù)特性：

不失真跟蹤電壓0～11V（有效值）

2-5指零裝置的技術(shù)特性：

在50Hz時(shí)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(shí)，與R4橋臂并聯(lián),，測量數(shù)值為正損耗因數(shù),。結(jié)構(gòu)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(duì)電橋平衡的影響。輔橋由電位自動(dòng)電位跟蹤器與內(nèi)層屏蔽（S）組成,。自動(dòng)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(gè)與B電位相等的電壓,。當(dāng)電橋在平衡時(shí)，A,，B,，S三點(diǎn)電位必然相等,，從而達(dá)到自動(dòng)跟蹤的目的。本電橋在平衡過程中,，輔橋采用自動(dòng)電位跟蹤,，在主橋平衡過程的同時(shí)，輔橋也自動(dòng)跟蹤始終處于平衡的狀態(tài),，用戶只要對(duì)主橋平衡進(jìn)行操作就能得到可靠的所需數(shù)據(jù),。同時(shí)也有效的抑制了電壓波動(dòng)對(duì)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(dòng)式檢流計(jì)的缺點(diǎn),。

3-1 橋體的組成

電橋各臂的組成

第yi臂：由被測對(duì)象Cx組成Z1。

第二臂：由高壓標(biāo)準(zhǔn)電容器Cn組成Z2,。

第三臂：由十進(jìn)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(jìn)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(jì)算公式

Cx=R4×Cn/R3 R4[Ω] R3[Ω] Cn[pF] Cx[pF]

tgδ=ω·R4·C4 R4[Ω]C4[F]

當(dāng)R4=10K/π

tgδ=C4

當(dāng)R4=1K/π

tgδ=0.1C4

我們采取相對(duì)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?yàn)榱酥弊x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(duì)介質(zhì)損耗正公式：

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

tg=f’·tgδ/f

式中：f 為額定工作頻率（f=50Hz）

f’為實(shí)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(shí)際值

四,、安全操作規(guī)程

1.本儀器必須有專人負(fù)責(zé)保管，使用,，非專職操作者應(yīng)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(yīng)仔細(xì)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(yīng)將靈敏度開關(guān)調(diào)到*低位置。

4.測量試品前應(yīng)先對(duì)試品進(jìn)行高壓試驗(yàn),，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(jìn)行測試（若試品己做過高壓試驗(yàn),，該項(xiàng)可不必每次測量都做）,。

5.對(duì)試品施加高壓時(shí)緩慢升高，不可以加突變電壓,。

6.測試時(shí)操作人員必須集中思想,，工作前做好一切準(zhǔn)備工作,，測試地點(diǎn)周圍應(yīng)有明顯的標(biāo)記或金屬屏蔽圍成高壓危險(xiǎn)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(shí)，則必須及時(shí)切斷電源,，仔細(xì)檢查接線及試品都無擊穿,，待檢查排除故障后，再進(jìn)行高壓測量工作,。

五．操作方法

5.1 測試前的準(zhǔn)備工作

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

②檢查周圍是否有強(qiáng)電磁場干擾，應(yīng)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(yīng)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(guān)是否已回另位,。

⑤檢查試品的絕緣強(qiáng)度，應(yīng)符合大于2U+1的標(biāo)準(zhǔn),。

⑥對(duì)試品施加試驗(yàn)電壓（按部標(biāo)或國際所規(guī)定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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(shí)，可先施加少許的電壓,，找到粗平衡點(diǎn)后,，再把工作電壓升到所需的值，然后再尋找細(xì)平衡點(diǎn),。

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

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

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

⑤整個(gè)測量步絮：首先檢查接線無誤后,，方可通電試驗(yàn)。第二升起試驗(yàn)電壓,，并調(diào)節(jié)靈敏度開關(guān),，使UA表頭有明顯的指示。此時(shí)表明電橋沒有平衡,。第三調(diào)節(jié)R3開關(guān),，順序從左至右。這時(shí)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(yīng)總保持能明顯地觀察到調(diào)節(jié)R3時(shí),，電橋的平衡狀況,。第四在某一點(diǎn)上用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)R3已無法使表頭再回到另位,。這時(shí)可調(diào)節(jié)C4開關(guān),，順序時(shí)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(diǎn)時(shí)又會(huì)發(fā)現(xiàn)無法將指針調(diào)回另位,。這時(shí)又要去調(diào)節(jié)R3開關(guān)，調(diào)節(jié)的位數(shù)是上一次調(diào)節(jié)R3的*后位,，然后又會(huì)出現(xiàn)第四點(diǎn)時(shí)的問題,，又必須要調(diào)節(jié)C4開關(guān)．．．就這樣來回往復(fù)地調(diào)節(jié)R3和C4兩組開關(guān)，直至靈敏度開關(guān)**時(shí),，并指針回另（或指另儀指示到*?。１砻麟姌蛞堰_(dá)到平衡,。

⑥測量完畢后或在暫停測量時(shí),，應(yīng)將另儀的靈敏度開關(guān)降至“0”，再將測量電壓降至另并切斷電源開關(guān),，根據(jù)計(jì)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(tái)

2.雙屏蔽測量電纜一根

3.使用說明書一份

4.電源線一根