I. factores propios del equipo: "base de hardware" para la precisión de la medición

El rendimiento de los componentes centrales del equipo y el Estado de calibración del sistema son fundamentales para determinar la precisión de la medición, y los principales factores que influyen incluyen:

1. rendimiento y compatibilidad del sensor / accesorio de prueba

Las pinzas de prueba (como condensadores de placa paralela, sondas concéntricas, sistemas de tres electrodos) son portadores de conexión entre la muestra y el instrumento, y sus características afectan directamente la distribución del campo eléctrico y la adquisición de señales:

Precisión geométrica de la pinza: la planitud de la placa, la uniformidad de la distancia (la desviación es inferior a 0,1 mm) y la coaxalidad de la pinza de placa paralela cambiarán el valor real de la capacidad (c = epsilon𔔂 Epsilon 's / d), lo que dará lugar a una desviación en el cálculo de la constante dieléctrica. Por ejemplo, el espaciamiento desigual de las placas puede distorsionar el campo eléctrico y medir un Epsilon 'bajo.

Parámetros parasitarios de la plantilla: la propia plantilla tiene "condensadores parasitarios" (como condensadores de borde de placa, condensadores de cableado) e "inductores parasitarios", especialmente a frecuencia de Potencia (50 / 60 hz), si no se elimina a través de la "calibración de circuito abierto" y la "calibración de cortocircuito", se superpondrá a los condensadores de muestra, lo que resulta en un valor de medición de Epsilon "falsamente alto.

Adaptabilidad de la plantilla a la muestra: el tamaño de la plantilla debe coincidir con la muestra (por ejemplo, el diámetro de la placa de la plantilla de placa paralela debe ser ≥ 1,5 veces el diámetro de la muestra para evitar fugas de campos eléctricos marginales); Para muestras de diferentes formas, como sólidos, líquidos y polvos, es necesario seleccionar pinzas especiales (como pinzas de Copa selladas para líquidos y moldes de prensado para polvo), de lo contrario se introducirán errores debido al mal contacto entre la muestra y la pinza.

2. Estado de calibración del instrumento

Los medidores de constante dieléctrica de frecuencia de potencia deben calibrarse regularmente para eliminar la deriva del sistema, y la falta de calibración o la calibración inadecuada son fuentes comunes de error:

Falta de ciclo de calibración: después del uso a largo plazo del instrumento, la precisión del amplificador de señal interna y el Oscilador disminuirá, y si se supera el ciclo de calibración (generalmente cada 6 - 12 meses), la desviación de medición puede ampliarse de ± 0,01 Epsilon 'a más de ± 0,1 epsilon'.

Error en el método de calibración: la calibración debe realizarse en el orden de "circuito abierto → cortocircuito → muestra estándar":

Calibración de circuito abierto: eliminación de condensadores parasitarios de pinzas;

Calibración de cortocircuito: eliminar la resistencia parasitaria de la pinza;

Calibración de la muestra estándar: verificar la precisión con materiales de referencia con constantes dieléctrico conocidas (como el aire Epsilon '¿ 100005, politetrafluoroen epsilon' ¿ 2,1). Si se salta un paso, el error del sistema no se puede corregir.

3. estabilidad de la fuente de señal y el sistema de detección

Precisión de la frecuencia de la señal: la medición de la frecuencia de Potencia debe bloquear estrictamente 50hz o 60hz. si la frecuencia de la fuente de señal del instrumento se desplaza (por ejemplo ± 1hz), afectará la coincidencia de las características de frecuencia capacitiva, especialmente los materiales polares sensibles a la frecuencia (como los polímeros que contienen grupos hidroxi), y la medición de Epsilon 'fluctuará.

Sensibilidad de detección: la resolución capacitiva del instrumento (por ejemplo, 0,01pf) determina la capacidad de captura de pequeños cambios dieléctrico. cuando la resolución es insuficiente, el error de medición de materiales de baja Permitividad (por ejemplo, gas, parte de cerámica) aumentará significativamente.

II. factores de la muestra: "características inherentes y estado de preparación" del objeto medido

El estado físico y químico de la muestra en sí determina directamente su verdadera constante dieléctrica, y la preparación o el tratamiento inadecuados de la muestra pueden conducir a "valores medidos ÷ valores reales":

1. pureza y uniformidad de las muestras

Contaminación por impurezas: la mezcla de impurezas en la muestra (como aceite en la superficie de la muestra sólida, agua en la muestra líquida) puede cambiar sus propiedades dieléctrico - por ejemplo, la mezcla de impurezas conductoras en materiales aislantes (como polvo de carbono) puede aumentar significativamente la tan Delta (pérdida), afectando indirectamente la precisión de cálculo de Epsilon '; Después de que las muestras líquidas absorben agua, debido a que el Epsilon 'del agua es mucho más alto que el de la mayoría de los líquidos orgánicos, el Epsilon medido será significativamente más alto.

Falta de uniformidad: si los materiales compuestos polifásicos (como los compuestos cerámicos - poliméricos) se mezclan de manera desigual y las constantes dieléctrico locales varían mucho, se tomará el "efecto promedio" en la medición, lo que dará lugar a una desviación de Epsilon 'del valor real (por ejemplo, Epsilon teórico' = 5,0, 4,5 o 5,5 en la medición real).

2. parámetros geométricos y estado de la superficie de la muestra

Precisión dimensional: el grosor (d) y el área (s) de la muestra sólida son los parámetros clave para calcular la constante dieléctrica (epsilon '= CD / (epsilon s)), si la desviación del grosor es de ± 0,02 mm (por ejemplo, la muestra nominal de 1 mm es realmente de 0,98 mm), la desviación de la medición de epsilon' será de aproximadamente 2%; La irregularidad del borde de la muestra puede causar un mal contacto con la placa polar de la pinza, introduciendo una brecha de aire (epsilon '¿ 1) para que el Epsilon medido sea bajo.

Rugosidad de la superficie: la rugosidad de la superficie de la muestra (por ejemplo, ra > 0,1 μm) puede causar una pequeña brecha de aire con la placa polar, formando un medio compuesto "muestra - aire", con una constante dieléctrica equivalente inferior al valor real de la muestra (se puede obtener mediante la fórmula Epson eq = (epson Sample · d Sample + Epson Air · d air) / error de estimación d total).

3. estado físico de la muestra (temperatura, humedad, contenido de agua)

Temperatura: la constante dieléctrica es sensible a la temperatura: el Epsilon 'de los materiales polares (como el poliéster) aumenta con el aumento de la temperatura (la capacidad de polarización molecular aumenta), y el epsilon' de los materiales no polares (como el polietileno) cambia menos con la temperatura. Si la temperatura de la muestra se desvía de la temperatura estándar (generalmente 23 ± 2 ° c) y no se corrige durante el ensayo, se introducirán errores (como 10 ° C por desviación de la temperatura, la desviación del material polar Epsilon 'puede alcanzar 0,1 - 0,5).

Contenido de agua: el agua es una sustancia polar fuerte, y el aumento del contenido de agua de la muestra aumentará significativamente Epsilon 'y tan delta. Por ejemplo, Epsilon '¿ 3 de la madera seca puede alcanzar 5 - 8 después de absorber el agua; Incluso para los "materiales aislantes", si el contenido de agua aumenta del 0,1% al 1%, la desviación de medición de Epsilon 'puede superar el 10%.

Tensión interna: si una muestra sólida (como plástico, cerámica) produce tensión interna debido a la formación de procesamiento, puede causar trastornos en la disposición molecular y cambios en las características de polarización, lo que hace que Epsilon 'tenga una desviación irreversible (por lo general, cuanto mayor sea el estrés, más obvio será el bajo epsilon').