介电温谱测量系统选型指南
实验六 材料的介电温谱测量
实验六 材料的介电温谱测量一． 原理在交变电场作用下，电介质有弛豫现象，电介质的电容率是与电场频率相关的，描述这种关系的方程称为德拜方程，其表示式如下：[][]22022''22')0(tan 1)0(1)0(τωεεωτεεδτωεεετωεεεε∞∞∞∞∞+-=+-=+-+=r温度对弛豫极化有影响，因此也影响到介质损耗功率P w 、介电常数εr 、损耗角正切tanδ的变化。
温度升高，弛豫极化增加，且离子间易发生移动，所以极化的弛豫时间τ减小。
具体情况可结合德拜方程分析。
+二． 实验仪器设备本实验采用LCR 数字电桥和高低温试验室，进行电容器介电频谱的测量，可同时自动获得主参数电容量（C ）和辅参数损耗角正切值（D ）或品质因子（Q ），其中的电容量C 结合样品的几何参数后，可计算出相应的介电系数εr 。
三． 测量准备1、对待测样品进行编号，并测量样品的直径和厚度，记录下来。
2、打开高低温试验箱的样品室，将待测样品按编号依次用电烙铁焊在样品盒上，关上样品室的门。
m T 图 P w 、t anδ、εr 与温度T 的关系四．测量步骤1. 依次打开高低温试验箱、惠普LCR测试仪、电子转换开关、计算机的电源，打开“LRC 实验控制平台”软件。
2. 在LRC实验控制台左边的工具栏中打开“C”文件夹。
3. 双击“温谱实验”，对实验参数进行设置，如图1所示。
(1) 最高温度：温谱实验的最高温度，85℃；(2) 最低温度：温谱实验的最低温度，-25℃；(3) 温度间隔：隔多少℃测量一次数据，2℃；(4) 测试频率：温谱实验的固定测试频率，1KHz；(5) 升温速率：选择系统推荐；(3) 样品选择：有C（圆片型）、D（其他定型样品）、I（不规则样品）可供选择，在下面的样品通道中双击通道号对样品的参数进行设置。
4. 点击“直接进入实验”，进入实验窗口。
5. 实验窗口实时显示测试数据，通过点击左下方的页面切换，可以在测试数据和曲线图之间切换。
介电频谱和介电温谱
介电频谱和介电温谱1.引言1.1 概述概述部分的内容：介电频谱和介电温谱是研究材料电介质特性的重要工具。
介电频谱主要研究材料在不同频率下的介电性质，而介电温谱则探究材料在不同温度下的介电性能变化。
这两个谱可以提供关于材料的结构、动力学以及与周围环境的相互作用等方面的重要信息。
介电频谱的研究基于材料对外加交变电场的响应，通过测量材料的介电常数（介电相对常数和介电损耗因子）与频率的关系，可以获取材料的电导率、载流子浓度以及电荷传输速率等参数。
这些信息对于材料的设计、开发和应用具有重要意义。
在实际应用中，介电频谱被广泛应用于材料科学、电子工程、能源领域以及生物医学等领域。
而介电温谱则是研究材料在不同温度下的介电性能变化。
材料的介电性质往往受温度的影响，通过测量材料在不同温度下的介电常数，可以了解材料在不同温度环境下的电荷传输行为、晶格结构的变化以及相变等现象。
这些信息对于材料的热稳定性评估、材料在高温环境下的应用以及研究材料的相变行为等都具有重要价值。
因此，介电频谱和介电温谱在材料科学与工程领域发挥着重要的作用。
这两个谱的研究不仅为我们深入理解材料的电介质特性提供了有效的手段，也为材料的设计、性能优化以及新材料的开发提供了重要的参考。
未来的研究方向将会更加注重多尺度、多物理场的耦合研究，以及更精确的实验测量和理论模型的建立，以进一步拓展介电频谱和介电温谱的应用领域和研究深度。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：文章结构部分本文将按照以下结构来进行介电频谱和介电温谱的探讨。
首先，在引言部分将概述本文主要内容，并介绍文章的结构和目的。
接下来，我们将进入正文部分，其中将包括介电频谱和介电温谱的定义与原理以及它们在不同领域中的应用。
最后，在结论部分，我们将总结介电频谱和介电温谱的重要性和应用价值，并展望未来的研究方向和发展趋势。
整个文章的结构将帮助读者更好地理解介电频谱和介电温谱的概念、原理和应用。
河南康派智能技术有限公司电力测温产品选型手册说明书
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公司在自主研发的同时积极与西安为贯彻国家“十三五”规划中关于“加快建设重点用能单位能耗在线监测系统，健全能源计量体系”的工作指示，实际解决传统配电系统存在的“结构复杂、配电自动化水平低、维护成本居高不下”等问题，全面提升配电房运维效果和供电可靠性势在必行。
康派智能自主研发的T @Po w e r 智能配电运检监测管理系统基于物联网、大数据和电气专业，通过采集、分析电参量、温湿度、烟雾、气体、视频等数据，实时掌控供配电系统运行状况，达到预测、预警功能，转变"被动抢险"为"主动运维"，推动企业用户的管理工作向标准化、信息化、网络化方向发展。
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矢网选型指南
‾ S 参数平衡测量: 精确地执行测量,无需 使用平衡-不平衡转换器
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6 | Keysight | 网络分析仪选型指南
有源器件的评测
型号
特性
放大器 增益、 匹配和 隔离
放大器 AM-AM、 AM-PM 转换
大功率 可配置性 1
脉冲 直流偏置/ 直流输入
FOM、转换 增益/损耗/ 相位/ 群延迟
设置向导/ 快速入门
18
过渡和升级
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高温介电温谱测量系统之介电测试夹具与wk6500校准操作手册
4. 操作步骤
1) 使用四根测试线缆连接精密型高温介电夹具与 WK6500 仪器，确保线缆 与接口之间接触良好； 2) 调节千分尺，使得介电夹具的上下两电极没有接触，处于开路状态；
介电测试夹具与 WK6500 校准操作手册
3) 开机 à 按键 MODE (主菜单)，屏幕选项 Calibrate 进入校准界面； 4) Open circuit Trim 校验，确保当前介电夹具的上下两电极没有接触， 处于开路状态,点击屏幕的 OPEN， 再点“OK”按钮等待校准完成（无 任何提示表示通过，如有错误，会提示相应的对话框）； 5) Short circuit Trim 校验，使用镊子夹持短路垫片平稳放入介电夹具 的下电极中间，并确保短路垫片没有接触到保护电极；
介电测试夹具与 WK6500 校准操作手册
件未接触），并保证接触良好；
12) 点击 HF Comp。出现“connect 100R transfer standard to fixture 请 放入 100R 电感校准器”提示框，点“OK”按钮等待校准完成（无任何 提示表示通过，如有错误，会提示相应的对话框）； 13) 取出 100 欧电阻器件， 调节千分尺， 调整到步骤 9 记下的数值 （100pF） ， 这里建议等待 10 秒的时间让当前的测试环境处于一种比较稳定的状态。 出现“connect 100pf transfer standard to fixture 请放入 100pf 电容校准器”提示框，点“OK”按钮等待校准完成（无任何提示表示 通过，如有错误，会提示相应的对话框）； 14) 待校准通过后，按下两个“save”按钮（开短路和高频校准），存储 当前校准值。在 LCR 仪器重新开机后，该测试夹具的校准结果依然保 存在系统内，无须再重复校准。 备注说明：如果使用中有更换测试夹具或者屏幕左下方出现校准 提 示 错 误 ， 又 或 者 按 下 任 一 个 “ clear ” 按 钮 （ 开 短 路 和 高 频 校 准），都要重新进行整个校准过程。
频域介电谱测试装置技术规范书(专用部分)
频域介电谱检测装置标准技术规范书（专用部分）标书编号中国南方电网有限责任公司2017年10月目录一、工程概述 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 使用条件 (1)二、设备详细技术要求 (2)2.1 供货需求及供货范围 (2)2.2 标准技术特性参数表 (2)2.3 投标人资料提交时间及培训要求 (5)2.4 主要元器件来源 (5)2.5备品备件、专用工具和仪器仪表供货表 (6)三、投标方技术偏差 (6)3.1 投标方技术偏差 (6)3.2 投标方需说明的其他问题 (7)四、设计图纸传递表 (7)4.1 图纸资料提交单位 (7)4.2 一次、二次及土建接口要求（适用于扩建工程） (7)4.3 设备图纸及资料 (7)五、其他 (8)5.1 LCC数据文件 (8)一、工程概述1.1 工程概况本技术规范书采购的设备适用的工程概况如下：表1.1 工程概况一览表（项目单位填写）序号名称项目单位填写1 工程名称2 工程建设单位3 工程地址5 运输条件1.2 使用条件本技术规范书采购的设备适用的外部条件如下：表1.2 设备外部条件一览表（项目单位填写）序号参数类型单位正常使用条件特殊使用条件项目需求值或表述投标人保证值备注（须说明本工程适用的是正常使用条件或是特殊使用条件）1 环境温度1.1 最高日温度℃40 - 1.2 最低日温度℃-25 - 1.3 最大日温差℃201.4 年平均温度℃-2 海拔m -3 太阳辐射强度W/cm2 0.14 污秽等级-5 覆冰厚度mm -6 风速m/s -7 相对湿度7.1 最大日相对湿度% 1007.2 最大月平均相对湿度% 1008 耐受地震能力（地震烈度8度/9度）g9 系统标称电压kV10 系统最高电压kV11 系统额定频率Hz12 系统中性点接地方式13 安装点母线短路电流kA14 直流控制电压V15 设备运输条件16 极限位置阻抗值及偏差17 安装地点室内/室外二、设备详细技术要求2.1 供货需求及供货范围投标方提供的设备具体规格、数量见表2.1:供货范围及设备技术规格一览表。
气氛环境介电温谱测试系统的研制
２１年 ０ ０１ ７月
西 安
科
技 大 学 学 报
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ４ １３ ．
Ｊ ＵＲ ＡＬ Ｏ ’ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ Ｆ Ｓ Ｉ ＮＣ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｏ Ｎ Ｆ ＸＩ ＡＮ Ｕ Ｉ Ｅ ＳＴＹ Ｏ Ｃ Ｅ Ｅ ＡＮ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ
收 稿 日期 ： ０ １— ４— ５ ２１ ０ ２
基金项 目： 陕西省科学技术研究发展计划项 目（０００ １） 西安科技大学科研培育基金项 目（０００ ） ２１ｋ９— ８ ； ２１０ １ 通讯作者 ： 史 翔 （９ ６一 ， ， １７ ） 男 青海 西宁人 ， ， 讲师 主要从事 电子材料测试技术及压 电传感器与驱动器教学和科研工作
１ 测 试 系统 设 计
１ １ 系统组成 ．
温 度 采 集 与控 制 模 块
低 温 温 箱 多路 信 号切 换 模 块 自动 平 衡 数 字 电 桥 气 氛 保 持 与 控 制 模 块
低 温 容 器 与 测 试 夹 具
气氛环境下介 电温度特性 的测试系统组成示意 图如 图 １ 所示。测试系统以 Ｐ ｃ机为核心 ， 连接温度控 制装置 、 多路信
ＩＥ ４ ８２ Ｅ Ｅ一 ８ ． 协议与上位机实现互联 ， 利用程控仪器标准命令 （ Ｃ Ｉ Ｓ Ｐ） 实现上位机对电桥 的控制与测量数据 的采集 ， 通信用 Ｇ Ｉ ＰＢ通信卡选 用 Ａ ｇｅｔ ２５ Ｂ 多路信号切换模块采用 自行设计 的单片机通信与 ｎｉｎ ８３７ ； ｌ
控制 电路 实现 。该 电路 通 过 ＭＣ ５ Ｓ一 １系列 单 片 机 提供 的 串行 接 口与
摘
要 ： 计 了一套 可 用 于气氛环 境 下介 电 温度特 性 的测试 系统 ， 设 并将 气氛环 境 引入 到 测试 过 程
介电测量技术试验指导书试验一铁电体介电常数与介电温谱测试一
介电测量技术实验指导书：实验一铁电体介电常数与介电温谱测试一、实验目的1．掌握介电常数的定义及测量原理；2．熟悉介电测量设备的使用方法；3．了解几种不同的铁电体的介电温谱及其相变行为；4．掌握数据处理方法和对数据的分析。
二、实验原理介电常数是表征介质极化能力的一个参数，它正比于单位电场在介质中诱导的电位移大小。
一般说来，固体介质中存在的极化机制有电子位移极化、离子位移极化、偶极取向极化和空间电荷极化四种类型。
决定于具体的极化机制，固体介质的介电常数可以处于从2到104的宽广范围内。
对于铁电体而言，极化的情况相比较于一般介质要复杂得多，既有极化的非线性，又有因为铁电畴的存在而带来的不可逆过程和滞后效应的影响。
根据测量时电场强弱与计算范围的大小，铁电体介电常数可以分为三种：小信号介电常数，交流介电常数以及微分介电常数。
如表1所示。
表1铁电体介电常数的分类测量电场计算范围公式测量方法小信号介电常数（可逆介电常数）小信号交变电场小信号范围ε＝ΔP/ΔE LCR交流介电常数（有效/等效介电常数）强交流电场大范围内平均量ε＝P/E电滞回线西林电桥微分介电常数强交变电场局部小范围ε＝dP/dE 电滞回线微分在本实验中只要求测量小信号介电常数及其温度依赖关系。
低频下测量铁电材料的小信号介电常数的方法主要是应用平行板电极电容器的测量原理，通过测量样品的电容量，经计算求得的。
若忽视平行板电容器的边缘效应，电容量与介电常数的关系如下：dA C rεε0=（1）式中C 为被测样品在低频下的电容量，A 为平行板重叠部分面积，d 为两平行板之间的距离，0ε＝8.85×10-12（F/m ）为真空介电常数，r ε为相对介电常数。
由ACdr 0εε=即可计算出相对介电常数。
平行板电容器一般要求样品的横向尺寸（直径/边长）要大于10倍样品厚度。
铁电体的介电常数温谱曲线携带了铁电相变的信息，对于一级相变和二级相变铁电体，其相变温度（T c ）以上的介温曲线满足居里外斯定律T T C r −=ε（2）其中，一级相变铁电体满足T 0<T c ，如钛酸钡（BT ），而二级相变铁电体满足T 0=T c ，如磷酸二氢钾（KDP ）。
高温介电温谱仪
高温介电温谱仪专业用于电介质材料电学性能研究，集高温炉膛、测量夹具、测量软件于一体，需外接阻抗分析仪实现20Hz-30MHz阻抗测量；可以测量介电常数和损耗，阻抗谱及Cole-Cole图，机电耦合系数Kp。
高温介电温谱仪系统参数：温度范围：RT~1250℃控温精度:±1℃测量精度：±0.1℃控温方式：连续升温和分段升温升温斜率：1-10℃/min（可控）降温斜率：1-10℃/min（可控）显示控制：彩色触摸屏数据接口：USB接口数据存储：数据自动转换成Excel格式冷却方式：水冷控温方式：PID精确控温高温介电温谱仪测量参数：频率范围：20Hz-30MHZ测量精度：0.05%供电：220V±10%，50Hz工作环境：0-55℃预热:30min测量原理：平行板电容原理电极材料：铂金测量方式：2线-4线测量集成一体化介电测量■高温炉膛：采用管式炉设计，实现室温-1250℃范围控温；■测量夹具：采用半球状+平板状电极，精确定位测量样品某一点；■测量软件：可以实现温度谱、频率谱、偏压谱、阻抗谱、介电谱、时间谱等测量功能；■阻抗测量：兼容WK6500系列阻抗分析仪，Agilent4294A、E4980A、E4990A阻抗分析仪和TH2828S LCR表；卓越的易用性■高温炉膛：采用电动升降设计，一键控制炉膛上升、下降；■测量夹具：弹簧夹具夹持样品，既不损伤样品又能让电极与样品更好的接触，放取样方便；■测量软件：触摸屏控制和显示，操作直观、使用方便，无需外接电脑；■阻抗测量：只需简单连接介电温谱仪和阻抗分析仪，开机校准后即可开始测量；满足科研需求■实现常温、高温、真空、气氛条件测量材料的介电性能；■可提供块体夹具、薄膜夹具、单样品夹具、四样品夹具，以满足不同样品的测试需求；■直接测量样品的介电常数和介电损耗、阻抗谱及Cole-Cole图、机电耦合系数，满足科研需求；标准配置：主机、测量夹具、测量分析软件、样品工具箱、电源线、出厂检验报告、操作说明书选购件：阻抗分析仪：WK6500系列；AgilentE4980A、E4990A阻抗分析仪；TH2828S LCR表夹具替换件、炉膛替换件、温度控制板替换件、高温传感器替换件。
高温介电温谱测量系统之介电测试夹具与wk6500校准操作手册
高温介电温谱测量系统之介电测试夹具与wk6500校准操作手册高温介电温谱测量系统介电测试夹具与WK6500校准操作手册（V1.0）1.概述本篇讲解的是三琦电子精密型高温介电夹具与WK6500B系列精密阻抗分析仪或WK6500P高频LCR表的校准操作。
校准的流程分为：开路校准à短路校准à高频校准，夹具可校准频率为30MHz。
2.适用范围本篇所讲解的内容仅适用于三琦电子精密型高温介电夹具与WK6500B系列精密阻抗分析仪或WK6500P高频LCR表。
3.准备工作精密型高温介电夹具是平行板电极，WK6500提供的配套针脚型校准件不适用于与高温介电夹具完成校准。
因此，三琦电子提供了一种专门用于此类平行板电极校准的方法。
序号校准配件品牌1100欧电阻器件（圆柱型）三琦电子2短路垫片（圆盘型）三琦电子3镊子三琦电子4.操作步骤1)使用四根测试线缆连接精密型高温介电夹具与WK6500仪器，确保线缆与接口之间接触良好；2)调节千分尺，使得介电夹具的上下两电极没有接触，处于开路状态；介电测试夹具与WK650校准操作手册23)开机à按键MODE(主菜单)，屏幕选项Calibrate进入校准界面；4)OpencircuitTrim校验，确保当前介电夹具的上下两电极没有接触，处于开路状态,点击屏幕的OPEN，再点“OK”按钮等待校准完成（无任何提示表示通过，如有错误，会提示相应的对话框）；5)ShortcircuitTrim校验，使用镊子夹持短路垫片平稳放入介电夹具的下电极中间，并确保短路垫片没有接触到保护电极；6)再调节介电夹具上的千分尺，使得上电极与短路垫片保持良好接触，这样，上下两电极通过短路垫片构成了一个短路状态（为了更清楚的看到短路垫片安装的位置，下图中的上电极与短路垫片未接触）；然后，再点击SHORT，再点“OK”按钮等待校准完成（无任何提示表示通过，如有错误，会提示相应的对话框）；介电测试夹具与WK650校准操作手册37)HFComp(高频校验)取出短路垫片，调整WK6500仪表模式参数如下：l项目1：Cl项目2：Dl等效电路：并联l测试频率：10KHzl测试电压：1V8)固定千分尺上的向上滑块螺丝，确保在向下调整的过程中，上电极不会向上滑动。
介电温谱测量系统选型指南
高温，带真空气氛
产品特点： ➢ 高温、真空、气氛条件下测量介电常数和损耗随多个温度、频率、时间、偏压变化的曲线； ➢ 测量温度：室温---1000°C ， 控温精度：±1℃，显示精度：±0.1℃； ➢ 测量频率：20Hz---20MHz （依据配置阻抗分析仪决定），测量精度：0.05%； ➢ 样品：直径小于20mm，厚度小于5mm； ➢ 采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； ➢ 与WK6500无缝连接也可以与Agilent4294A、E4980A、E4990A兼容；
高低温，带真空气氛
国内首创
产品特点： ➢ 高低温、真空、气氛条件下测量介电常数和损耗随多个温度、频率、时间、偏压变化的曲线； ➢ 测量温度：-130°C---400°C ; 控温精度：±1℃ ，显示精度：±0.1℃； ➢ 测量频率：20Hz---20MHz （依据配置阻抗分析仪决定），测量精度：0.05%； ➢ 样品：直径小于20mm，厚度小于5mm； ➢ 采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； ➢ 与WK6500无缝连接也可以与Agilent4294A、E4980A、E4990A兼容； ➢ 配备自动液氮注入系统，快速降温；
介电温谱测量系统选型指南
介电测量方法
平行板法测量介电
平行板法测量方法
平行板法测量方法
测量原理及方法
平行板测量方法不同，计算介电常数时，有效面积选择各不相同： 接触电极（不适用薄膜电极）：面积选择夹具电极平板面积作为有效面积； 非接触电极：面积选择夹具电极平板面积作为有效面积； 接触电极（使用薄膜电极）：面积选择样品上的薄膜电极的面积作为有限面积；
佰力博科技，科研事业的合作伙伴。 parutlab
近三年成功案例
高温，带真空气氛
DMS系列介电温谱校准方法
第3步：开路校准
小佰提示：
请按照上图所示，将夹具 上下电极分离，注意不要 在上下电极中让人绝缘材 料的方式分离，最好是不 要在两电极之间有任何物 质。
上下电极开路的距离最好 和测量样品的厚度保持相 当，这样测量的数值接近 真实值。
开路校准
Leader Of Material Electrical Measurement
请按照上图所示，将夹具 上下电极直接短接，在短 路校准中一定要确保上下 电极表面无异物，如果有 异物，建议打磨抛光电极 表面，接触电阻的大小对 校准和数据测量有直接的 关系。
短路校准
Leader Of Material Electrical Measurement
第5步：负载校准
Leader Of Material Electrical Measurement
上下电极放入100Ω 电 阻
BNC转换
板
1
LCUR
LPOT
2
50Ω HPOT
3
HCUR
4
需要将短路冒取下，保留50欧姆阻抗
6500/E499 0LCUR LPOT HPOT
HCUR
第2步：测量100Ω标准电阻参数设置
小佰提示： 按照右图设置参数，
Leader Of Material Electrical Measurement
Leader Of Material Electrical Measurement
测量接触电阻
第1步：测量接触电阻
夹具和仪器连接示意图
Leader Of Material Electrical Measurement
BNC转换
板
1
LCUR
LPOT
TZDM系列高低温介电温谱测试系统说明书(TZDM-RT-300型)
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c、点击“温度端口”，出现如下图提示，确定端口连接正确；
d、点击“电桥端口”，出现如下图提示，确定端口连接正确；
e、点击“样品端口”，出现如下图提示，听见“啪、啪、啪、啪” 四个声音，确定端口连接正确；
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f、在软件相应位置处，输入测量温度区间、升温时间、测量频率 等参数如下图；
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g、点击开始，系统开始自动测量。 h、数据测试结束后，点击保存，把数据存储成.xls 格式数据文件。
更多测量功能与软件使用，请参见软件使用说明书 3、关机：
可。夹具如下图：
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5. 请使用与所采购设备相匹配的工作电源电压，可靠连接接地保护 线,切勿将高电压引入，以免引起仪表及控制线路的损坏，不用时 请关闭电源。
6. 安装完毕应通电试机。
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三、操作与测试 1、开机：
a、送入总电源； b、转动控制电源开关旋钮至”on”位置，此时温控表亮，并听到继
电器结合声音； c、打开炉膛，打开样品腔把样品放入； （非低温设备跳过以下 3 项） d、将液氮倒入液氮腔（注意防止冻伤和灼伤）； e、等降至低温稳定后，操控温控表设备升温程序（温控表操作说
加热元件请致电本公司技术人员，并在指导下更换加热元件。
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五、维护注意事项 1. 炉子长时间不用后，要在 150℃左右烘烤 1 小时后使用，以免
造成炉膛开裂。炉温尽量不要超过额定温度，以免损坏加热元件及炉 衬。保持炉内的清洁。
2. 各温区的升﹑降温速率不宜过快（≤2.5 ℃），有利于热应力 的均匀释放，以延长使用寿命。
高温介电测量：六种介电性能测量方法
介电性能测量方法一
同轴探头法 同轴探头法最适合液体和半固体（粉末）材料。它 具有简单、方便、非破坏性的特点。典型测量系统 由网络分析仪或阻抗分析仪、同轴探头和软件构成。
介电性能测量方法二
传输线法 传输线法是一种宽带测量方法，适用于可加工固体。 它需要把MUT放入闭合传输线中。
介电性能测量方法三
自由空间法 自由空间法通过天线来把微波能量聚焦（或穿过） 在一大块材料中。该方法具有非接触特性，适合高 温，尤其适用于毫米腔体法 谐振腔体法具有较高的Q值，可在特定频率上发生谐 振。放入材料样品后会改变谐振腔体的中心频率和Q 因数。通过测量放置材料和不放置材料时的谐振参 数，可以计算得到介电常数的值。
高温介电测量系统
高温介电测量系统采用的是平行板电容法来实现材 料介电性能的测量。 文章来源： /gwjd/lzjdxnclff_1.html
介电性能测量方法五
平行板电容法 平行板电容法在两个电极之间夹入一个薄板材料， 来形成一个电容器。该方法最适合对薄膜或液体进 行精确的低频测量。应用该方法的典型测量系统由 LCR表或阻抗分析仪构成。
介电性能测量方法六
电感测量法 该方法通过测量材料（环形磁芯）的电感来推导出 磁导率。具体操作：在MUT上缠绕若干条导线，并 测量导线两端的电感。
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高温介电测量之 六种介电性能测量方法
武汉佰力博科技有限公司
前言
材料的介电性能测量方法有很多，用户需要选择最 适合的测量方法来获取样品的测量结果。下面，我 们来介绍六种介电性能的测量方法。
电气绝缘测试技术之4介电谱测量
d u0ωε 0 A
式中： A——试品电极面积； d——试品厚度； ω——信号角频率。
相位比较法原理
4、傅立叶变换法
如设介质的几何电容为1单位电容，则充 电电荷为：
Q(t ) = εu (t )
相应的充电电流为：
dQ(t ) du (t ) i (t ) = =ε = εδ (t ) dt dt
阶跃电压与过渡电流 两边取傅立叶变换有：
式中： τ = τ 0e H / KT ( H — 松弛活化能，K — 玻耳兹曼常数)
热激电流的测量装置 • 测量热激电流有各种不同的装置，它的基本组成 如下图，直流稳压电源（0.1-10kv）用来使试样 在某一温度下极化。程序控温单元-根据不同的测 试目的控制升温、冷却的速度或恒温的时间。 • 过程步骤：借助程序控温元件加热试样至极化温 度，在此温度下施加极化电压并保持一定时间后， 等速将其冷却至一低温，除去外加电压，把静电 计和试样接通，记录短路电流。在很低的温度下， 与时间有关的放电电流在几分钟内即趋于平稳， 所以，除去外加电压后很快就可以开始程序升温， 以记录等速升温，以记录等温过程中短路电流随 温度的变化。
二、不平衡电桥法
• 介电频谱最基本的测量方法是在不同频率下逐点 测量，这种方法在频率不低时一般精度都较高， 但电桥在逐点平衡时都需要很长时间，不平衡电 桥法在开始测量时，先对带有试样的电桥在某一 方面的频率进行平衡，然后改变电桥电源的频率， 根据记录到的电桥在偏离平衡状态时输出电压的 实部和虚部，即可求得复电容率的实部和虚部分 量。这种方法，不仅灵敏度高而且很快就可测出 复电容率和频率的关系曲线。
松弛函数。
5、热刺激电流法（TSC）
介质先在一定电场和温度下发生极化，之后将试样短路，可测得去极 化电流Ig(t)
高温介电测量系统配套阻抗测量的8点提示
图 2-1. 电容器的频率特征
器件阻抗的测量结果还会受到 在测量时所选择的测量信号的大小 的影响，图 2-2 显示的是阻抗测量结 果随着交流测量信号的大小而变化 的情况 : ● 电容值 ( 或材料的介电常数，即 K
值 ) 的测量结果会依赖于交流测量 信号电压值的大小。 ● 电感值 ( 或材料的磁滞特性 ) 的测 量结果会依赖于交流测量信号电流 值的大小。
对 于 低 损 耗 (D 值 很 低，Q 值 很 高 ) 器件，R 值相对于 X 值而言是非 常小的。R 值的细小变化将会引起 Q 值的很大变化，如图 4-2 所示。
如果测量结果的误差跟所测到 得的 R 的值相近似的话，就会导致 D 或 Q 值的测量结果是负数的现象。
图 4-1 显示了在测量频率为 1 MHz 时，1 nF 电容器的阻抗值为 159 Ω。
由 于 寄 生 电 感、 电 容 和 电 阻 的 存 在， 所 有 器 件 的 特 性 会 随 着 测 量 频率的变化而变化的现象是非常常 见的。
图2-1 显示的是一个常用的电容 器在理想情况下其阻抗随频率变化的 特性和实际上有寄生参数存在时其阻 抗随频率变化的特性之间的差别。
相位 ( 实际值 ) 阻抗 ( 实际值 ) 阻抗 ( 理想值 ) 相位 ( 理想值 )
电容器等效电路 简化为二元模型
串联模型 图 3-1. 测量结果的等效电路模型
pzt 介电温谱
PZT的介电温谱特性是随着温度的升高，其介电常数逐渐减小。
这是因为温度升高会导致PZT内部的离子活动增加，使得晶格常数增大，从而导致介电常数减小。
因此，PZT的介电温谱特性呈现出一个负的温度系数。
另外，PZT的介电常数还会受到频率、湿度和外电场的影响。
其中，频率和外电场
的影响主要表现在介电常数的实部和虚部上，而湿度的影响则主要表现在介电常数的实部上。
总之，PZT的介电温谱特性是一个比较复杂的问题，需要考虑多种因素的影响。
在实际应用中，需要根据具体的应用场景和要求，选择合适的PZT材料和制备工艺，以达到最佳的性能表现。
低温介电温谱测试系统的研发与应用的开题报告
低温介电温谱测试系统的研发与应用的开题报告一、研究背景和意义介电材料广泛应用于电子、电力等领域中，而低温环境对于介电材料的性质具有重要的影响。
目前，研究低温介电性质的测试系统主要有两种方式：一种是在低温条件下做介电测试，但设备成本高，实验条件苛刻；另一种是利用介电温谱技术，可以在常温下得到材料的介电性质，但目前市面上的介电温谱测试系统都不能在低温环境下工作。
因此，研发一款低温介电温谱测试系统，具有很好的应用前景。
二、研究内容本研究旨在研发一款低温介电温谱测试系统，具体研究内容如下：1.设计和制作低温介电测试系统，实现在常温和低温环境下对介电性质的测试。
2.对系统进行优化，使其能够对不同形态的样品进行测试，并降低测试误差。
3.通过实验验证系统的可行性，检验测试结果的准确性和可靠性。
三、研究方案本研究主要采用实验研究和机械设计的方法进行。
1.系统设计：系统主要由样品夹持装置、介电测试系统和低温控制系统三部分组成。
样品夹持装置采用机械支架和夹具的形式，通过对样品施加电场，实现对样品的测试；介电测试系统采用精密测试仪器，能够准确测量样品的介电性质；低温控制系统采用制冷装置和温度控制装置，可控制系统的温度在常温和低温环境下进行测试。
2.系统制作：按照设计方案，制作样品夹持装置、介电测试系统和低温控制系统，并将其整合在一起。
3.优化测试方法：通过对样品的形态、电极间距、电压等因素的优化，提高测试的准确性。
4.实验验证：选择不同类型的介电材料进行测试，比较测试结果与已有文献及其他测试方法的结果进行对比，检验测试结果的准确性和可靠性。
四、预期成果1.研发出一款低温介电温谱测试系统，能够在常温和低温环境下对介电性质进行测试。
2.建立系统的测试方法，提高测试的准确性和可靠性。
3.对常见的电子材料进行测试，得到其在不同温度下的介电性质数据。
五、可能遇到的问题及解决方案1.制作难度大：在制作过程中可能会遇到一些技术难点，如夹具设计、材料选择、温度控制等问题，在遇到问题时可以咨询其他相关领域的专家给出解决方案。
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高温，带真空气氛
产品特点： 高温、真空、气氛条件下测量介电常数和损耗随多个温度、频率、时间、偏压变化的曲线； 测量温度：室温---1000°C ， 控温精度：±1℃，显示精度：±0.1℃； 测量频率：20Hz---20MHz （依据配置阻抗分析仪决定），测量精度：0.05%； 样品：直径小于20mm，厚度小于5mm； 采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； 与WK6500无缝连接也可以与Agilent4294A、E4980A、E4990A兼容；
优点： 如果上下都为平板，实际最大的好处是便于不需要给样品做电极， 就直接可以测量，另外好处可以进行间接法测量介电常数。 缺点： 目前样品平面和电极平板平面不可能像理论上可以完全面 接触，如果不能完全接触的话，电极平面和样品表面导电 性不好，测量结果误差很大。特别在高温下，电极微形变 避免不了。
优点： 为了避免以上现象，上电极采用铂金一体加工成 型为半球状，下电极任然采用平板，该电极系统 可以精确定位测量被测样品某一点，从而使系统 的重复性和稳定性更好。
低 温
低温不带真空气氛 ，同时只能测量1个样品
选择测同时1个样品还是4个样品
佰力博科技和德国Novocontrol GmbH 都采用一次只能测量一个样品； 西安交通大学一次可以测量4个样品； 一次测量1个样品的优缺点分析 优点：测量准确度更高，温度误差最小，适合科学研究； 一次只能测量一个样品，测量准确度更高，原因是在我们进行测量前需要进行开路、短路、 高频 校准，进行校准的目的是对测量导线进行补偿，而多样品测量中，阻抗分析仪只有一 个，测量多个样品必须要进行开关切换，一旦开关切换后校准补偿就破坏，测量精度将降 低，特别对低电容值样品在低频和高频的测量影响很大。 另外，样品和传感器很近，实验证明他们的误差最大不超过1°C 缺点：一次测量样品太少，耗时； 一次测量4个样品的优缺点分析 优点：一次测量多个样品，时间快，效率高，适合工厂； 缺点：测量准确性低，温度误差大； 原因是每个样品与传感器的距离不一样，每个样品实际温度也不一样，误差在5°-10°左右， 理论上圆炉膛在一个圆环上温度是一样，但实际每处的加热丝加热功率和保温效果并不是完 全一样，因此存在误差在所难免。
作为国内首家从事高低温环境下材料物理性能表征研究的科技企业，佰力博科技填补了国 内设备制造商的空白，以开创者和先锋者的决心，为中国在本领域的自主创新能力超越国 际先进水平而不断拼搏。佰力博科技拥有资深的研究开发队伍、丰富的资料数据库、安全 稳定的生产体系与完善的质量保证体系，我们的客户已经涵盖航空航天、军工、电子、科 研院所及高新技术企业。
缺点： 无法进行间接法测量，样品必须制备电极，实际 目前主流是接触法测量，样品刷高温银浆
目前主流产品
室温-1000°C
高 温
77K-500°C
高 低 温
10K-325K
低 温
目前还没有成熟产品
高温，不带真空气氛
高温
性价比最高
产品特点： 高温条件下测量介电常数和损耗随多个温度、频率、时间、偏压变化的曲线； 测量温度：室温---1000°C ， 控温精度：±1℃，显示精度：±0.1℃； 测量频率：20Hz---20MHz （依据配置阻抗分析仪决定），测量精度：0.05%； 样品：直径小于20mm，厚度小于5mm； 采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； 与WK6500无缝连接也可以与Agilent4294A、E4980A、E4990A兼容；
介电温谱测量系统 选型指南
介电测量方法
平行板法测量介电
平行板法测量方法
平行板法测量方法
测量原理及方法
平行板测量方法不同，计算介电常数时，有效面积选择各不相同： 接触电极（不适用薄膜电极）：面积选择夹具电极平板面积作为有效面积； 非接触电极：面积选择夹具电极平板面积作为有效面积； 接触电极（使用薄膜电极）：面积选择样品上的薄膜电极的面积作为有限面积；
测量数据展示
主流产品价格参考
市场价：13-30万（不含阻抗分析仪） Partulab佰力博
市场价：60-90万（含阻抗分析仪）
德国Novocontrol
西安交大
市场价：15万（不含阻抗分析仪）
公司介绍
佰力博科技（Partulab Technology Co. Ltd），位于中国光谷武汉东湖高新技术开发 区，主要涉及真空、高低温、磁性、电学测量等领域，是材料物理性能表征和测量行业领 军品牌。 Partulab 一词，演化自“Partner in Your Lab”，寓意为科学研究的事业合作伙伴。秉承 “科研创新，相伴成长”的品牌理念，佰力博科技不断的为科研人员提供更优质、最具性 价比的产品和服务。 佰力博科技的核心价值，在于时刻洞察市场需求，为材料物性测量带来精确可靠的数据结 果；在于深入了解研发和应用双向需求，为科学工作者、科研实验室定制更为尖端的物性 检测解决方案，为客户发明创造的成功、科技成果的展现奠定坚实基础。
高温，带真空气氛
产品优点： 集成化设计，可视化操作； 自主设计的自重式电极系统，保证测量数据不跳点，特别针对压电陶瓷的测量开发； 上电极为铂金一体加工成半球，下电极采用平板电极，保证样品与电极接触良好；• 电极采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； 全国已有30个用户在使用； 外观时尚，与欧美仪器相媲美
测量夹具选型分析
西安交通大学和德国Novocontrol GmbH 采用上下电极都是平板， 佰力博科技上电极采用铂金一体加工成型为半球状，下电极任然采用平板； 评估材料介电性能通常采用平行板电容器原理，上下电极采用两个平行板是最理想情况，但实际上在 制作样品和高温测量过程中夹具变形等因数，样品与上下电极平板两个平面不可能完全接触，通常也 是一个或几个点与被测样品接触，如果接触的某个接触点导电性能不好就容易导致样品测量不稳定。 上下电极都为平板 上电极为半球状电极，下电极为平板
高低温，带真空气氛
国内首创
产品特点：
高低温、真空、气氛条件下测量介电常数和损耗随多个温度、频率、时间、偏压变化的曲线；
测量温度：-130°C---400°C ; 控温精度：±1℃ ，显示精度：±0.1℃； 测量频率：20Hz---20MHz （依据配置阻抗分析仪决定），测量精度：0.05%； 样品：直径小于20mm，厚度小于5mm；
佰力博科技，科研事业的合作伙伴。
近三年成功案例
主流产品选型示意图
高温不带真空气氛 ，同时只能测量1个样品 室温-1000°C
高 温
高温不带真空气氛 ，同时只能测量4个样品 高温带真空气氛，同时只能测量1个样品 高温带真空气氛，同时只能测量4个样品
77K-500°C
高 低 温
高低温不带真空气氛 ，同时只能测量1个样品
10K-325K
高温，不带真空气氛
产品优点： 集成化设计，可视化操作； 自主设计的弹簧电极系统，稳定性和可靠性更高； 上电极为铂金一体加工成半球，下电极采用平板电极，保证样品与电极接触良好；• 电极采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； 全国已有50个用户在使用； 外观时尚，与欧美仪器相媲美
采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力；
与WK6500无缝连接也可以与Agilent4294A、E4980A、E4990A兼容； 配备自动液氮注入系统，快速降温；
高温，带真空气氛
产品优点： 集成化设计，可视化操作； 自主设计的自重式电极系统，保证测量数据不跳点，特别针对压电陶瓷的测量开发； 配置自动液氮注入补给系统； 上电极为铂金一体加工成半球，下电极采用平板电极，保证样品与电极接触良好；• 电极采用铂金电极和引线，具有损耗小，耐高温，抗氧化能力； 全国已有10个用户在使用； 外观时尚，与欧美仪器相媲美