北广精仪70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A

在电气绝缘材料性能研究、无机非金属新材料性能分析的相关领域中，介电常数与介质损耗角正切值是评估材料电学特性的两项核心物理指标，诸多科研场景与工业检测环节，都需要依托稳定可靠的测试设备完成相关参数的精准采集。70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A，正是对应GB/T 1409-2006《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频（包括米波波长在内）下电容率和介质损耗因数的推荐方法》研发的专用测试设备，可满足科研机关、各类院校、工业生产单位对无机非金属新材料性能的应用研究需求，为研究人员梳理影响介质损耗和介电常数的各类相关因素、优化材料制备工艺、提升材料综合使用性能提供扎实的测试数据支撑。

一、产品概述

在各类电工电瓷、装置瓷、电容器陶瓷的研发生产过程中，以及各类新型复合材料的电学性能验证环节，介质损耗与介电常数的测试结果是判断材料是否符合使用场景要求的重要依据。如果材料的介质损耗参数不符合预期，在长期高频工况下可能出现异常发热、性能衰减的问题；而介电常数的参数波动，也会直接影响电容类元件的储能表现、绝缘材料的电场分布特性。
过往传统的相关测试设备，往往存在操作流程繁琐、调谐回路残余电感偏高、人工搜索Q值耗费时间长、不同量程切换需要手动反复调试的问题，不仅大幅拉长了单次测试的周期，也容易引入人为操作带来的测试误差，难以适配当下新材料研发过程中批量试样的高效测试需求。70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A依托高频谐振法设计，搭配单片计算机作为整机的控制核心，整合了多项成熟的测控技术，在简化操作流程的同时保障了测试结果的可靠性，能够适配多场景下的高频介电性能测试需求。
这款设备的适用场景覆盖了多个领域的测试需求：在高校的材料类、电气类实验室中，可支撑相关专业的教学实验与课题研究，帮助学生和研究人员直观理解介电性能相关的理论知识，完成各类新型试样的参数采集；在科研院所的新材料研发项目中，可作为长期测试设备，为不同配方、不同制备工艺下的试样提供连续稳定的测试数据，辅助研发人员筛选出性能更优的材料方案；在工业生产环节，可用于电工绝缘材料、电子陶瓷、高性能复合材料的入厂抽检、出厂性能核验环节，保障产品批次的性能一致性。

二、测试原理说明

70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A采用高频谐振法作为核心测试原理，搭建了通用、多用途、多量程的阻抗测试框架。整机以单片计算机作为仪器的控制核心，测量环节搭载了频率数字锁定、标准频率测试点自动设定、谐振点自动搜索、Q值量程自动转换、数值显示等多项技术，同时对传统的调谐回路进行了优化改进，让调谐测试回路的残余电感降至更低水平，同时保留了原有Q表中的自动稳幅相关技术，让设备在日常使用时操作更简便，最终获取的测量值也更为稳定。
在较高的测试频率条件下，这款仪器可以完成多类电学参数的测试工作：包括高频电感或谐振回路的Q值，电感器的电感量和分布电容量，电容器的电容量和损耗角正切值，电工材料的高频介质损耗，高频回路有效并联及串联电阻，传输线的特性阻抗等，覆盖了相关领域大部分常规高频电学参数的测试需求。
配套的本测试装置由二只测微电容器组成，其中平板电容器主要用来夹持固定被测样品，另一只园筒电容器是分辨率高达0.0033pF的线性可变电容器，搭配主机作为指示仪器完成数据采集。绝缘材料的损耗角正切值，是通过采集被测样品放进平板电容器和不放进样品两种状态下的Q值变化，结合园筒电容器的刻度读值变化值换算得到的；与此同时，介电常数参数可以通过平板电容器的刻度读值变化换算得到，整个数据换算流程依托主机内置的程序自动完成，不需要人工进行复杂的手动计算，降低了人为计算带来的误差风险。

三、仪器性能参数

核心技术指标

1. 信号源参数：搭载DDS信号发生模块，频率覆盖范围为10KHz-70MHz

2. Q值测量范围：2～1023

3. Q值量程分档：30、100、300、1000，支持自动换档或手动换档两种切换模式

4. 电感测量范围：4.5nH-10mH

5. 电容直接测量范围：1～460pF

6. 主电容调节范围：30～540pF

7. 电容准确度：150pF以下±1.5pF；150pF以上±1%

8. 频率指示误差：1×10-6 ±1

9. Q值合格指示预置功能范围：5～1000

10. Q值操作特性：支持Q值自动锁定，无需人工搜索

11. 平板电容器参数：极片尺寸覆盖φ25.4mm、φ50mm两种规格，极片间距可调范围≥10mm，分辨率为±0.01mm

12. 园筒电容器参数：电容量线性为0.33pF / mm±0.05 pF，长度可调范围0～20mm，分辨率为±0.01mm

13. 夹具插头间距：25mm±1mm

14. 夹具损耗角正切值：≤4×10－4（1MHz 测试条件下）

15. 数显电极：设备搭载数显电极模块，测试状态与采集参数可直接通过数字界面直观展示

正常工作条件

1. 环境温度：0℃～+40℃

2. 相对湿度：<80％

3. 电源输入要求：220V±22V，50Hz±2.5Hz

其他整机参数

1. 消耗功率：约25W

2. 净重：约7kg

3. 外型尺寸（长×宽×高）：380mm×132mm×280mm

产品配置清单

1. 测试主机一台

2. 配套电感一套

3. 专用测试夹具一套

四、相关配套设备参数说明

在实际的测试场景中，除70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A主机外，还可搭配对应的配套测试装置拓展测试能力，不同的配套组件可以适配不同形态、不同尺寸试样的测试需求：
其中BH916测试装置的平板电容极片提供Φ50mm、Φ25.4mm两种规格可选，极片间距可调范围≥15mm，夹具插头间距控制在25mm±0.01mm的区间内，测微杆分辨率可达0.001mm，夹具损耗角正切值同样满足≦4×10-4（1MHz测试条件）的要求，可以适配厚度更大的块状固体试样的夹持需求。
同系列的高频Q表也提供不同的可选频率范围版本，覆盖20KHz-100MHz、20KHz-70MHz、200KHz-160MHz多个频段选项，其频率指示误差为3×10-5±1个字，主电容调节范围覆盖30-500pF、18-220pF等区间，主调电容误差小于1%或1pF，Q测试范围同样为2～1023，研究人员可以根据自身的常用测试频段选择适配的版本，和GDAT-A主机搭配使用拓展测试能力。
针对液体形态的绝缘材料试样，还可搭配专用液体电极组件完成测试，无需对液态试样进行预成型处理，就可以直接采集对应的介电常数和介质损耗参数，解决了部分液态介质难以适配固体夹具的测试难点，进一步拓宽了设备的可测试样品类覆盖范围。

五、设备的日常使用与维护保养说明

70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A的测试装置由精密机械构件组成测微设备，在日常使用和存放过程中需要注意多项要点，保障设备的长期使用精度：
首先，设备在使用和保存时要避免受到强烈振动和外力碰撞，需要放置在不含腐蚀气体、环境干燥的区域使用和存放，非专业维修人员不要自行拆装设备，否则设备的工作性能将难以得到保证。如果测试夹具不慎受到碰撞，或者需要开展定期精度检查，可按照以下几个指标逐一完成检测校验：

1. 检测平板电容器两个极片的平行度，误差值不能超过0.02mm，避免因极片倾斜导致试样夹持受力不均，引入额外的测试误差。

2. 检测园筒电容器的轴和轴的同心度，误差不能超过0.1mm，保证可变电容调节过程的顺滑度，保障刻度读值的准确性。

3. 确认两个测微杆的0.01mm分辨率正常，调节过程中示数跳转顺畅，没有卡顿跳数的情况。

4. 搭配分辨率为±0.01pF的精密电容测量仪，对园筒电容器的电容线性特性进行校验，从0~20mm的可调行程区间内，每隔1mm测试一个点，所有测试点的参数都需要符合对应的工作特性要求。
   在日常的测试操作过程中，也有一些细节要点需要操作人员留意：放置被测试样之前，需要先确认平板电容器的极片表面清洁，没有残留的前次测试留下的试样碎屑、灰尘或者油污，避免这些杂质填充在极片和试样之间，影响最终的测试结果精度；夹持试样时要轻缓调节测微杆，让试样和两个极片完全贴合，不需要施加过大的挤压外力，避免部分脆性的陶瓷类试样被压碎，同时也能防止试样因受力形变改变自身的内部结构，带来不必要的参数偏差。测试完成之后，要及时将极片之间的间距调大，避免长期处于压紧状态下让测微杆的精密螺纹发生形变，影响长期的调节精度。
   设备如果长期闲置不用，需要将其放置在原有的包装防尘罩内，定期在环境通风的区域通电运行一到两个小时，避免内部的电子元器件受潮出现性能衰减，保障设备下次启用时可以正常进入工作状态。如果长时间不使用设备之后再次启动，建议先按照定期校验的流程完成几个核心指标的核查，确认参数都符合要求之后再正式开展试样测试，避免因为设备长期存放出现的隐性性能变化影响测试数据的可靠性。

六、设备的典型应用场景与实用价值

在电气绝缘材料的相关研究领域中，介电常数和介质损耗的测试数据有着非常广泛的使用场景。对于电容器用陶瓷材料来说，介电常数的数值直接关系到同体积下电容元件的容量大小，而介质损耗角正切值则决定了电容在高频工作场景下的发热程度，如果介质损耗参数过高，电容长期工作过程中持续发热，会大幅缩短元件的使用寿命，甚至带来安全隐患。使用70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A，研发人员可以对比不同配方掺杂比例下陶瓷材料的介电性能变化，筛选出兼顾高介电常数和低介质损耗的材料配方，优化对应的烧结工艺参数，最终制备出性能更符合使用需求的电容器陶瓷元件。
对于高频工况下使用的绝缘材料，比如高频通讯设备内部的绝缘支撑构件、高压输电线路的绝缘包覆材料，材料在高频电场作用下的介质损耗直接关系到整个设备的运行能耗和长期稳定性。使用这款设备完成不同频率点下的介电性能测试，研究人员可以获取材料在不同高频区间内的性能变化曲线，评估材料在目标工作频段下的实际表现，为材料的选型提供充分的数据支撑。
在复合材料的研发过程中，不同的填充相、不同的基体相搭配比例，都会直接影响复合材料整体的介电性能。通过GDAT-A完成不同配比下试样的参数测试，研发人员可以建立材料配方和介电性能之间的对应关系，按照实际的使用需求调整材料的组分比例，定制出符合特定介电性能要求的复合材料产品。
在高校的相关实验教学环节，这款设备的自动化操作模式可以降低学生的上手难度，不需要花费大量时间学习复杂的传统调谐操作，就可以快速完成多个试样的测试，将更多的时间投入到对介电性能相关理论的理解和数据分析当中，提升相关实验课程的教学效率。
在工业生产的质控环节，使用这款设备对每一批次的原材料进行入厂抽样测试，可以及时发现不同批次材料的性能波动，避免不合格的原材料流入生产环节，最终导致成品的性能不符合要求，降低整个生产流程的质控成本，保障最终产出的产品批次性能稳定。

七、配套相关测试体系说明

针对材料电性能的完整测试需求，70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A可以和其他相关的电性能检测设备搭配使用，搭建完整的材料电学性能测试体系，覆盖更多维度的性能测试需求：
搭配电压击穿试验仪，可以同步完成材料的介电强度、泄漏电流参数测试；搭配体积表面电阻率测定仪，可以获取材料的体积电阻率、表面电阻率相关参数；搭配工频介电常数测试仪，可以补充完成工频50Hz频率下的介电常数和介质损耗测试，形成从工频到高频的全频段介电性能测试能力；搭配耐电弧试验仪、高压漏电起痕试验仪，可以进一步拓展获取材料的耐电弧性能、耐电痕化相关参数，全方位完成电工绝缘材料的电学性能评估。
多设备组合使用之后，研究人员仅在同一个实验室场景内，就可以完成材料大部分常规电学性能的全套测试，不需要将不同的试样送往多个不同的测试机构，既降低了测试的综合成本，也避免了试样在转运过程中出现损坏、沾染杂质的问题，保障所有测试环节的试样状态保持一致，不同维度的测试数据之间具备更高的可比性，更便于研究人员梳理材料不同电学性能之间的内在关联。
在实际的测试流程搭建过程中，操作人员可以根据自身的测试优先级，制定适合自己实验室的标准化测试流程：先完成试样的外观尺寸测量，做好试样的表面清洁处理，之后使用70MHZ高频介电常数测试仪GDAT-A完成不同频率点下的介电常数和介质损耗测试，随后依次完成其他电学性能项目的测试，整套流程衔接顺畅，可以大幅提升整体的测试工作效率。