Купить
Открытый доступ
Только для подписчиков
Определение тангенса угла диэлектрических потерь твердых диэлектриков на высоких частотах
Аннотация
Несмотря на развитие техники диэлектрических измерений при испытаниях твердых диэлектриков на частотах от единиц до сотен мегагерц по-прежнему применяют ячейки с микрометрическим винтом. В данной работе представлены результаты определения тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) с учетом влияния индуктивности (Ln) и активного сопротивления (rn) такой ячейки. При резонансных измерениях принимали во внимание конечную величину добротности (Qk) контурной катушки индуктивности. Испытания с образцом диэлектрика и без него проводили при условии сохранения емкости ячейки. Показано, что влияние Ln заключается в завышении значений измеренного tgδ. Для исключения этого предложено дополнить существующие расчетные формулы множителем, зависящим от Ln, частоты и емкости образца. Кроме того, выявлено, что погрешность по tgδ существенно возрастает с уменьшением отношения характеристик диэлектрических потерь измерительной цепи, которое способны вызвать rn и Qk. Для достижения необходимой точности определений приведены требования, которым должны удовлетворять rn и затухание контура без образца. На их основе разработаны условия, позволяющие оценить пригодность того или иного оборудования для измерения tgδ. Полученные результаты, подтвержденные экспериментально при резонансных испытаниях с применением куметра, могут быть использованы при высокочастотных измерениях tgδ с требуемой точностью.
Об авторах
А. С. Иваницкий
ОНПП «Технология» имени А. Г. Ромашина
Россия
Россия
Александр Сергеевич Иваницкий
249031, Калужская обл., г. Обнинск, Киевское ш., д. 15
А. А. Кордо
ОНПП «Технология» имени А. Г. Ромашина
Россия
Россия
Андрей Анатольевич Кордо
249031, Калужская обл., г. Обнинск, Киевское ш., д. 15
Л. И. Бойко
ОНПП «Технология» имени А. Г. Ромашина
Россия
Россия
Людмила Ивановна Бойко
249031, Калужская обл., г. Обнинск, Киевское ш., д. 15
Список литературы
1. Grove T. T., Masters M. F., Miers R. E. Determining dielectric constants using a parallel plate capacitor / Am. J. Phys. 2005. Vol. 73. Issue 1. P. 52 – 56. DOI: 10.1119/1.1794757.
2. Baker-Jarvis J., Janezic M., DeGroot D. High-frequency dielectric measurements / IEEE Instr. Mag. 2010. Vol. 13. Issue 2. P. 24 – 31. DOI: 10.1109/MIM.2010.5438334.
3. Tereschenko O. V., Buesink F. J. K., Leferink F. B. J. An overwiew of the techniques the dielectric properties of materials / XXX UPSI. General Assambly and Scientific Symposium. — IEEE, 2011. P. 1 – 4. DOI: 10.1109/URSIGASS.2011.6050287.
4. Radivojević V., Rupčić S., Srnović M., Benšić G. Measuring the dielectric constant of paper using a parallel plate capacitor / Int. J. Electr. Comp. Eng. Syst. 2018. Vol. 9. N 1. P. 1 – 10. DOI: 10.32985/ijeces.9.1.1.
5. Keysight Technologies. Measuring dielectric properties using keysight’s measurement solutions. Literature number 5991- 2171 EN, 2018. http://www.keysight.com (access 27.02.2020).
6. Митрохин В. Е., Агарков Н. Е. Определение диэлектрической проницаемости среды передачи в широком диапазоне частот / В кн.: Иновационные проекты и технологии в образовании, промышленности и на транспорте. — Омск: Омский государственный университет путей сообщения, 2018. С. 211 – 217.
7. Митрохин В. Е., Агарков Н. Е. К вопросу о возможности измерения конденсаторным методом диэлектрической проницаемости печатных плат и кабелей телекоммуникаций железнодорожного транспорта на высоких частотах / Известия Транссиба. 2019. ¹ 2(38). C. 136 – 146.
8. Keysight Technologies. Accessories catalog for impedance measurements. Literature number 5965-4792E, 2017. http://www.keysight.com (access 28.02.2020).
9. Kakimoto A., Ogawa I., Matsushita T. Improvements on the measurements of dielectric constant and dissipation factor in a wide frequency range / Review of Scientific Instrument. 1977. Vol. 48. Issue 12. P. 1570 – 1575. DOI: 10.1063/1.1134946.
10. Kakimoto A., Etoh A., Hirano K., Nonaka S. Precise measurement of dielectric properties at frequencies from 1 kHz to 100 MHz / Rev. Sci. Instr. 1987. Vol. 58. Issue 2. P. 269 – 275. DOI: 10.1063/1.1139320.
11. Подгорный Ю. В., Сергеева Е. И., Шахматов А. А. Ячейки для исследования параметров диэлектриков на ВЧ при воздействии различных внешних факторов / Межотраслевая науч.-техн. конф. «Методы, приборы и оборудование для типовых и специальных испытаний радиотехнических материалов»: сб. материалов. — М.: ВИМИ, 1979. C. 34 – 51.
12. Подгорный Ю. В., Лучников А. П. Влияние геометрических параметров измерительной ячейки на точность измерения диэлектриков / Международная науч.-практ. конф. «Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения»: сб. материалов. — М.: МИРЭА, 2003. C. 192 – 200.
13. Лучников А. П., Подгорный Ю. В. Общая модель ячейки плоского измерительного конденсатора для бесконтактного исследования диэлектрических характеристик материалов / V Международная науч.-техн. конф.: сб. материалов. — М.: МИРЭА, 2007. C. 89 – 93.
14. Лущейкин Г. А. Методы исследования электрических свойств полимеров. — М.: Химия, 1988. — 160 с.
15. Царьгородцев Ю. П., Чухланцев А. А., Кобылянский В. И. Метод и установка для измерения комплексной диэлектрической проницаемости составляющих растительности в диапазоне частот 30 – 300 МГц / Лесной вестник. 2005. № 3. C. 129 – 140.
16. Бакина Л. И., Зефиров В. Л., Голубев А. Н. Исследование технологии изготовления деталей из синтактных пенопластов низкой плотности для антенных устройств / XXV Международная науч.-техн. конф. «Информационные системы и технологии — 2019»: сб. материалов. — Нижний Новгород: Нижегородский государственный технический университет имени Р. Е. Алексеева, 2019. C. 134 – 138.
Для цитирования:
Иваницкий А.С., Кордо А.А., Бойко Л.И. Определение тангенса угла диэлектрических потерь твердых диэлектриков на высоких частотах. Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020;86(12):40-45. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-12-40-45
For citation:
Ivanitsky A.S., Kordo A.A., Boyko L.I. Determination of the loss tangent for solid dielectrics at high frequencies. Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020;86(12):40-45. (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-12-40-45
Просмотров: 107
Послать статью по эл. почте 