电介质介电常数的测量

1、介电常数的测量，目录，实验目的，实验原理，仪器和器具，实验内容，数据记录和处理，注意事项，1。掌握固体和液体电介质相对介电常数的测量原理和方法；2.学习减少系统误差的实验方法；3.学会使用最小二乘法处理实验数据。实验目的，实验原理，1。用电桥法测量固体电介质的介电常数，电极在空气中，电极在介质中，实验原理，其中：保持在实验中，得到：固体电介质的介电常数：实验原理，2。用回归法测量空气介电常数和分布电容：顺序：C，C=aSa，0=(BSB)/S0，空气介电常数约为真空介电常数0，平行板电容器：S0为板面积，D为板间距，则系统电容为：实验原理，电极在空气中测量，电极在介质中测量，液体介质的介电常数

2、，3。用频率法测量液体介质的介电常数，仪器和用具上电极与千分尺相连，通过调整千分尺可以改变平行板电容器之间的距离，平行板电容器的板之间的距离可以从千分尺上读出。电极通过电极插座与测量仪器连接。使用前，应在零点位置校准电极。请参考(7。千分尺)用于校准方法。2.交流电桥，DF2826数字电桥是一种带微处理器的智能交流电桥。通过操作参数按钮，您可以选择测量l(电感)、c(电容)和r(电阻)。在本实验中，选择测量电容，选择后相应的红色指示灯亮起。测量电感或电容时，交流电压将输出到测试台的两个电极上，交流电压的频率可通过面板上的频率按钮进行切换，可从100赫兹、1千赫兹或10千赫兹中选择。频率越高，测

3、量灵敏度越高。因此，在本实验中，选择10kHz，相应的红色指示灯亮起。记录时，读取面板左侧显示器A的显示值(电容)，显示值的单位由两个显示器之间的红色指示灯指示。仪器和用具，3。介电常数测试仪，介电常数测试仪中有一个电感线圈L，它与一个外部电容C即液体介质测量电极构成一个液晶振荡电路，外部电容C通过面板上的“电容”插座连接。面板上输出插座通过电缆与频率计连接。仪器和用具，4。液体测量电极，液体介质测量电极由三组金属板和两个电容器组成，放置在玻璃容器中。两个电容器的电容越来越大，越来越小，它们通过开关连接到端子，两个电容器中的一个可以由开关k仪器和器具5选择。十进制频率计，是一种测量交流信号振动

4、速度的仪器。测量信号从高频输入端口输入，按下分辨率为10Hz的键，显示屏上显示的值为频率值(千赫)，由指示灯指示。游标卡尺是一种用于精确测量物体长度的测量仪器，可以测量一般物体的长度、圆形物体的外径和内径以及容器或孔的深度。测量晶圆直径时，根据图中的方向，先移动辅助尺增加卡口，放入被测物体，再移动辅助尺使卡口卡住被测物体(施加适当的力)。读取时，首先通过辅助尺的零刻度确定主尺的读数，然后确定辅助尺与主尺对齐的刻度。辅助尺的刻度为0.02毫米/小空间，辅助尺属于游标刻度，无法估算。主尺和副尺的数值相加即为最终测量。使用游标卡尺前，应进行零点校准，即应一直推动副尺，使两个卡口接触，并记录主、副尺的

5、刻度，读数作为零点校正va使用时，旋转辅助尺增加测量卡口之间的距离。当被测物体可以放入卡口时，转动辅助尺，然后转动辅助尺顶部的旋钮。特别是，当待测物体将要被卡住时，旋转应该是缓慢的。当你听到“咳，咳”的声音时，你可以停止转动，开始阅读。阅读时，首先确定主尺与副尺边对齐的刻度，然后确定副尺与主尺中心线对齐的刻度。主尺和副尺的刻度读数之和即为测量值。副尺每转0.5毫米，每转50格，每格0.01毫米。千分尺可以读数，所以读数可以记录到0.001毫米.使用前，千分尺应在零位校准。当两个卡口之间的距离为零时，记录主和辅助千分尺的读数，该读数将用作测量值的零点校正值。仪器和用具，9。液体电介质样品，8。固

6、体电介质样品。固体样品为圆形聚四氟乙烯塑料，具有耐高温、耐腐蚀、绝缘强度高等特点，俗称塑料王。液体样品为环己烷，无色、无毒、透明、易挥发。实验内容，1。用电桥法测量固体电介质的介电常数，检查电极千分尺的零位，调整电极板之间的距离至零，接近零位时慢慢转动顶部旋钮，听到“咯、咯”声时停止转动，记录零位读数D0。根据图纸将固体介质的测量电极连接到交流电桥的测试台上。调整板间距离D=5.000mm毫米(考虑零点校正)。记录空气在交流电桥极板之间时的电容C1。将固体样品慢慢放在两个极板之间，放样品时不要接触上电极，以免改变极板之间的距离。放置样品时记录电容C2。反复取出放入样品，并记录C1和C2三次。用

7、千分尺测量样品厚度t，用游标卡尺测量样品直径d，在不同位置重复测量三次。有效数字的保留见仪器和用具 6和7。实验内容，2。用回归计算法测量空气的介电常数和分布电容，仪器连接同上。将极板间距调整到1.000、1.100 1.900毫米，并从交流电桥读出对应于每个极板间距的电容c。线性回归采用最小二乘法：设x=1/D，y=C得到C分数，检验0与r实验数据的线性相关性，实验内容，3。用频率法测量液体电介质的介电常数，按图连接仪器，首先将电极放入玻璃中，以空气为介质。打开介电常数测试仪和频率计的电源，频率计给出指令，5分钟后开始测量频率。测量电极上开关的当前位置默认为“1 ”,连接电极电容C1，此时记

8、录的频率为f01。将开关切换到“2”，连接电极电容C2，此时记录频率为f02。实验内容将适量液体介质倒入玻璃容器中，液体可以浸没电极板。轻轻摇动容器以驱除电极板之间的气泡，用液体介质填充电极板，并按照上述步骤测量对应于C1和C2的频率f1和f2。测量频率f01、f02、f1和f2 10次。在测量期间，频率将从几赫兹变化到几十赫兹，这对测量结果影响很小，但是测量期间的时间间隔应该很短，并且在测量期间不需要暂停。如果有几千赫兹的跳动，在测量之前找出原因。测量完成后，取出电极，在容器上方轻轻摇动，使电极板之间的液体完全落回到容器中，然后液体通过漏斗循环回原瓶。电极被放置在容器外面，以挥发其残留液体，

9、供下一组学生使用。数据记录和处理，溶胶的零位1.用电桥法测量固体电介质的介电常数数据记录和处理；2.用回归计算法测量空气的介电常数和分布电容，用最小二乘法物理实验 P30和P31进行线性回归：设x=1/D，y=C，并计算下表中的参数。在表中，c分数=asa (pf) 0=(b sb)/S0 (f/m)。根据板直径d0=52.50mm毫米计算板面积s0.式中，Sa、Sb/S0为不确定性，不确定性表达方法见物理实验 1.2.3和1.2.4。相关系数检验：查表1.5-3(取a=0.01)检验计算结果r并给出检验结论。数据记录和处理，3。用频率法测量液体电介质的介电常数，将测得的频率记录在表中，分别计

10、算介电常数r和各组频率的平均值，用公式物理实验 1.1-9计算r算术平均值的标准偏差，最终结果用该公式表示。有效数字的保留见物理实验 1.2.3。数据记录和处理，4。实验设备和环境条件，根据所使用的设备材料或从设备卡片中提取的设备清单。记录实验室的温度、相对湿度和大气压力。在本实验中，认为系统的C分数在理论推导过程中保持不变，因此有必要确保实验装置的位置保持不变，放置样品前后电极的位置保持不变，周围环境保持不变，特别是在读数时，保持手或身体远离仪器，总之，要确保实验系统的状态保持不变。在实验中，改变电极板间距或放入电介质前后，电容或频率会发生变化。变化的方向应该是众所周知的，一旦异常变化可以及时纠