宽频介电和阻抗谱仪
宽频介电谱仪故障排除2例
宽频介电谱仪故障排除2例钱文虎;张勇【摘要】简单介绍宽频介电谱仪的工作原理,详细讨论使用之中出现的各种故障及消除故障的方法与措施.%This paper briefly introduced the broadband dielectric spectroscopy of working principle, discussed in detail the use of process of different kinds of fault phenomenon and its troubleshooting methods and measures.【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】6页(P106-111)【关键词】宽频介电谱仪;低频阻抗分析系统;温度控制系统【作者】钱文虎;张勇【作者单位】苏州大学分析测试中心,苏州215123;苏州大学分析测试中心,苏州215123【正文语种】中文介电谱是对电介质施加一电场，在一定温度范围内描述其介电常数、介电损耗随一定范围内电场频率变化的曲线。
介电谱技术具有测量简便、测频宽广以及非破坏性等特点，在化工、医药、食品、农业等领域的实际生产中，具有监测与控制作用。
宽频介电谱仪(NovoControl Concept 80)是由低频阻抗分析系统与温度控制系统两部分构成。
1 低频阻抗分析系统低频阻抗分析系统是由α-A阻抗分析仪、ZGS主动灵敏样品架、个人PC电脑等构成，图1为工作原理图。
由于该系统忽略了分布式电场对测试样品空间尺度效应的影响，样品的电容电阻被认为与系统理想的电容电阻或串联或并联。
随着电场测试频率增大，样品电容电阻的空间尺度效应越来越大，加上传输线、夹具、电极等杂散电容电阻的影响，测试结果在电场频率接近10MHz附近越来越失真。
因此仪器使用前，就必须对系统进行相关校准。
中低频(10-6～107)Hz校准程序： (1)仪器整体校准(Calibrate all) ；(2)每次测量校准(Calibrate reference) ；(3)被测样品电阻在0～100Ω之间，小电阻校准(Load Short Calibration)； (4)被测样品电容在0～100pF之间，小电容校准(Low Capacity Open Calibration)。
高频电路实验的设备选择与实验操作指南
高频电路实验的设备选择与实验操作指南在进行高频电路实验时，正确选择适合的设备和采取正确的实验操作是确保实验顺利进行的重要环节。
本文将为您提供设备选择和实验操作的指南。
一、设备选择1.信号源：在高频电路实验中，需要选择一款稳定的信号源。
常见的信号源有函数发生器、信号源发生器等。
根据实验需求选择频率范围广、信号稳定性好的信号源。
2.示波器：示波器是高频电路实验中常用的测量仪器，用于观察电路中信号的波形和幅度。
选择带宽较高、采样率适中的示波器，以确保测量的准确性。
3.频谱仪：频谱仪用于分析信号的频谱特性，对于高频电路实验中信号的频率分布分析至关重要。
选择频率范围广、分辨率高的频谱仪，以获取准确的频谱信息。
4.功率放大器：高频电路实验中，常常需要对信号进行放大处理。
选择合适的功率放大器，确保放大后的信号质量不降低。
5.阻抗匹配网络：在高频电路实验中，为了实现最大功率传递和防止信号反射，需要选择合适的阻抗匹配网络，确保电路的匹配性能。
6.滤波器：根据实验需求选择合适的滤波器，用于滤除不需要的干扰信号，保证实验信号的纯净性。
二、实验操作指南1.实验前准备：在进行高频电路实验前，需要仔细阅读实验指导书，并做好实验预备工作。
检查所需设备的连接线是否齐全，设备是否正常工作。
2.电路搭建：根据实验要求，按照电路图设计搭建实验电路。
注意电路元件的连接方式和极性，确保搭建正确。
3.信号输入：连接信号源到实验电路的输入端，调节信号源的频率和幅度，使其符合实验要求。
注意调节信号源时的稳定性和准确性。
4.测量与观察：使用示波器或频谱仪对实验电路中的信号进行测量和观察。
调整示波器的参数，选择合适的测量通道和测量方式。
观察信号的波形、幅度和频谱分布，记录测量结果。
5.参数调节：根据实验要求，逐步调节实验电路中的参数，如改变电阻、电容或电感的数值，观察信号的变化。
记录参数调节的影响和实验结果。
6.数据分析：根据实验结果，进行数据的分析和处理。
使用 LCR 表和阻抗分析仪测量介电常数和导磁率的决方案
– 频率范围宽: 从 20 Hz 到 1 GHz – 测量精度高 – 测量的准备工作非常简单 (材料制
备、测量设置)
本指南首先在第 2 部分介绍介电常数的 测量方法、测量系统和解决方案，而 后在第 3 部分介绍导磁率的测量方法、 系统和解决方案，最后在附录中说明 适用于液体的电阻率测量系统和导磁 率测量系统。
1. 引言
近年来，电子设备技术获得了蓬勃发 展，而这也使得电子元器件的材料特征 成为决定电路特性的关键因素。例如， 在制造数字 (媒体) 设备中常用的高容量 多层片式陶瓷电容器 (MLCC) 时，必须 要采用高 κ 值 (介电常数) 材料。此外， 在选择材料之前还必须执行各项电气性 能验证，例如频率和温度响应。
3.2. 电感测量法 ......................................................................................................... 17
3.3. 导磁率测量系统 .................................................................................................. 18
表 1. 介电常数和导磁率参数的测量技术和测量方法
测量参数
测量技术
阻抗分析
介电常数
导磁率
阻抗分析 网络分析
测量方法 平行板法 S 参数 腔体 真空 电感 反射波 S 参数 腔体
04 | Keysight | 使用 LCR 表和阻抗分析仪测量介电常数和导磁率的解决方案－应用指南
2. 介电常数测试
2.1. 介电常数的定义
3.4. 使用 16454A 磁性材料测试夹具的测量系统 ..................................................... 18
介电频谱仪原理
介电频谱仪原理
介电频谱仪的原理是基于介电常数和介电损耗的测量。
介电常数是衡量电介质在电场作用下反抗能力的一个物理量，表示电介质存储电能能力的物理量。
介电损耗是电介质在交变电场作用下，由于发热而消耗的能量。
在测量过程中，样品被放置在两个电极之间，一个交流电源产生一个交变电场。
通过测量样品两端的电压和电流，可以计算出样品的介电常数和介电损耗。
介电频谱仪可以在不同的频率下测量样品的介电常数和介电损耗，从而得到样品的介电频谱。
通过分析介电频谱，可以了解样品的微观结构和物理性质，如极化机制、分子运动等。
需要注意的是，介电频谱仪的测量结果会受到多种因素的影响，如样品形状、大小、表面粗糙度、测试环境等。
因此，在进行测量时需要注意控制实验条件，并对测量结果进行合理的分析和解释。
电化学阻抗谱和阻抗谱的区别
电化学阻抗谱和阻抗谱的区别
电化学阻抗谱（EIS）和阻抗谱是在电化学和材料科学领域中常用的两种测试方法，它们在一定程度上有所相似，但也有一些明显的区别。
首先，电化学阻抗谱是一种电化学测试方法，用于研究电化学系统的动力学特性。
它通过在系统中施加交变电压或电流，并测量系统的响应来研究系统的电化学特性。
而阻抗谱则是一种广泛应用于材料科学和电路分析中的测试方法，用于研究材料或电路的复阻抗特性。
其次，电化学阻抗谱主要用于研究电化学界面的动力学过程，比如电极表面的电荷传输、电解质扩散等。
它通常用于研究电池、腐蚀、电化学传感器等领域。
而阻抗谱则更广泛地应用于材料的电学特性、电路的频率响应等方面。
另外，从测试原理上来说，电化学阻抗谱通常是在电化学系统中施加交变电压或电流，然后测量系统的阻抗响应，得到阻抗频谱图。
而阻抗谱则可以通过在材料或电路中施加交变电压或电流，然后测量相应的电压和电流，得到阻抗频谱图。
总的来说，电化学阻抗谱和阻抗谱在测试对象、应用领域和测试原理上有一些区别，但它们都是非常重要的测试方法，对于研究材料和电化学系统的特性具有重要意义。
希望这些信息能够帮助你更好地理解它们之间的区别。
电化学阻抗谱的优缺点
电化学阻抗谱的优缺点全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电化学阻抗谱（EIS）是一种非常有效的电化学技术，用来研究电极和电解质界面的电荷传输和质量传递。
通过在一定频率范围内应用交流电压或电流，并测量电流响应，可以获得电化学阻抗谱。
这种方法在材料科学、电化学工程和能源存储方面得到了广泛应用。
电化学阻抗谱的优点包括：1. 非破坏性测试：EIS只需要在待测系统中引入微小的交流电信号，因此不会对系统造成破坏，能够在实验室或现场快速进行测试。
2. 宽频率范围：EIS技术可以在很宽的频率范围内获得有效数据，从低频到高频都能提供对系统的全面了解。
这使得EIS成为研究电化学反应的理想工具。
3. 高精度：由于EIS对系统的响应进行精确测量，并且可通过拟合得到具有物理意义的参数，因此具有很高的精度和可靠性。
4. 可实时监测变化：EIS可以实时监测系统的变化，包括电极表面的化学变化、离子传输速率的增减等。
电化学阻抗谱也存在一些缺点：1. 实验条件要求严格：EIS需要较为严格的实验条件，如保持温度恒定、消除外界干扰等，以确保实验数据的准确性，这增加了实验的难度和成本。
2. 数据分析复杂：EIS所获得的数据需要经过复杂的数学处理和分析，例如拟合、模拟等，对研究人员的专业水平要求较高。
3. 仪器设备价格昂贵：EIS所需的仪器设备价格较高，对于一些研究实验室或个人研究者来说，可能难以承受。
4. 样品要求严格：EIS对待测样品的要求也比较严格，需要样品具有特定的尺寸、表面处理等条件，这限制了EIS的应用范围。
第二篇示例：首先来说说EIS的优点。
EIS具有高灵敏度和分辨率，可以检测到微弱的电化学响应信号。
这使得EIS在研究电极界面的微观过程和表面反应机制时非常有用。
EIS可以提供丰富的信息，如电荷传输过程、界面反应动力学、电解质传输特性等。
通过分析EIS谱图，可以深入了解电化学系统的性质。
EIS还具有非破坏性和实时监测的优点，可以在不破坏样品的情况下对其进行表征。
XLPE高压电缆绝缘老化状态评估研究
Research on Assessment Method for Insulation Aging State of XLPE Cables
领 域：电气工程 研 究 生：薛程 指导教师：杜伯学 教授 企业导师：朱晓辉 高工
天津大学电气与自动化工程学院 二零一三年十二月
（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）
学位论文作者签名：
签字日期：
年月日
Байду номын сангаас
导师签名：
签字日期：
年月日
摘要
交联聚乙烯绝缘电缆在国内已有 40 多年的运行历史，国内外大量研究表明， 交联聚乙烯电缆绝缘老化并不是单一应力作用的结果，而是电、热、环境等多种 因素共同作用的结果。运行中的电缆绝缘的老化状况一直是电网单位关注的重 点，但目前国内外对 XLPE 电缆绝缘老化的研究大多是未投入运行的新电缆，对 已运行交联聚乙烯电缆绝缘老化机理及老化状态的研究还较少。不同老化程度 XLPE 电缆绝缘的介电及理化性能特征明显不同。因此，测量老化前后 XLPE 电 缆绝缘的电气性能、理化性能的变化，研究电缆绝缘材料各项性能与其老化之间 的对应关系，找出有效的 XLPE 电缆老化状态评估方法很有必要。
关键词： XLPE 电缆 理化性能 老化状态 宽频介电谱 氧化诱导期 交流耐压
ABSTRACT
The XLPE cable has been more than 40 years’ operation history in China. A lot of research show that the degradation of XLPE cable insulation is not the result of a single factor, but a variety of factors such as electrical stress, thermal stress and environmental effect. The operating cable insulation degradation conditions is always the focus of attention of the grid operation corporation, but at present , most studies of XLPE cable insulation degradation is new cable which is never put into operation in China and abroad, the study of performance of operating XLPE cable insulation degradation is less. The dielectric and physicochemical characteristics of XLPE cable insulation varies with its aging state obviously. Therefore, the test of the dielectric properties, physicochemical properties and power frequency breakdown characteristics of XLPE cable insulation before and after aging is necessary. The measurement of these parameters can be used as an effective method for aging state assessment of operating XLPE cable. In this paper, the research contents and achievements are as follows:
宽频阻抗谱法定位原理
宽频阻抗谱法定位原理
宽频阻抗谱法是一种用于定位电力系统中故障点或异常情况的方法。
它基于电力系统中的阻抗特性，通过对电流和电压的测量，分析阻抗的频率响应，从而确定故障或异常情况的位置。
该方法的原理可以简单概括如下：
1.测量电流和电压：通过在电力系统中的不同位置测量电
流和电压信号。
2.计算复阻抗：根据测量的电流和电压信号，计算出复阻
抗值。
复阻抗是一个包含实部和虚部的复数，表示了电力系
统在不同频率下的阻抗特性。
3.绘制阻抗谱图：将复阻抗值与频率进行关联，绘制阻抗
谱图。
阻抗谱图是一个以频率为横轴，阻抗模值为纵轴的图
表，显示了电力系统在不同频率下的阻抗变化。
4.分析阻抗谱图：通过对阻抗谱图的分析，观察阻抗模值
的变化和趋势。
异常情况或故障点通常会导致阻抗模值在特
定频率范围内出现异常的变化。
5.定位故障或异常点：根据阻抗谱图的分析结果，确定异
常情况或故障点的位置。
通常，异常变化的频率范围可以用
来缩小故障或异常点的位置范围。
宽频阻抗谱法利用了电力系统中的阻抗特性和频率响应，通过测量和分析阻抗谱图，可以帮助定位电力系统中的故障或异常情况，为故障诊断和维修提供指导。
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宽频介电和阻抗谱仪
NOVOCONTROL GmbH是德国一家专业的电介质频率谱、阻抗谱、温度谱等电介质材料物理量测量仪器的生产厂家。
NOVOCONTROL的介电谱仪能灵敏地测量极低电导率和极低损耗的材料（可达到10-5分辨率），所测量材料不仅包括各种固体、薄膜，甚至可以测量液体，粉末等。
NOVOCONTROL不仅是在实验室开发和研究新材料的重要测量手段，并且在生产质量控制和优化上也是强有力的工具。
一、仪器设备基本信息
型号：Turnkey broadband dielectric spectrometers Concept 42
二、性能参数
频率测量范围（3μHz-10MHz）
温度范围：室温-300℃
三、应用范围
在较宽的测试频率范围内，能灵敏地测量极低电导率和极低损耗的材料，并且运用数字技术可达到10－5分辨率。
介电谱仪通过测量材料的介电性质及及其随频率和温度的变化，可直接测得材料得介电损耗，从而研究材料得介电损耗机制（材料驰豫、相变、微结构变化、分子团重新取向等）。
四、照片。