介电常数测试仪的选择及交流损耗测量方法

频率范围——电容和交流损耗测量方法可分成三种：零值法，共振法和偏转法。任何特殊场合的某一方法选择将主要取决于工作频率。当频率范围为从小于1Hz直到几兆赫兹时，可以使用许多形式的电阻或电感比值臂电容桥。当频率低于1Hz时，要求采用特殊的方法和仪器。在500kHz~30MHz的较高频率下，可使用平行T形网络，因为它们采用了共振电路的一些特征。而当频率从500kHz到几百兆赫兹时，可使用共振法。偏转法只能在从25到60Hz的电源线频率下使用，使用时采用商用指示仪表，此时可以很容易获得要求的较高电压。

直接和替代方法——在任何直接法中，电容和交流损耗值采用该方法所用所有电路元件形式来表示，因此受到所有误差的影响。通过替代方法可以获得更加大的精度，在此方法中可采用连接和断开的未知电容器进行读数。在这些不能改变的电路元件中的误差通常可以排除；然而，仍然保留了连接误差。

两终端和三终端测量——两终端和三终端测量选择通常是在精度和便利性之间作出一个选择。在电介质样本上使用一个保护电极时，则几乎可排除边缘和接地电容的影响。规定采用一个保护终端，则可排除电路元件引入的一些误差。在另一方面，补充的电流元件和护罩通常要求提供相当多的保护终端到测量设备上，这可能增加好几倍的调节次数来获得要求的较后结果。电阻比值臂电容桥用保护电路很少被用于1MHz以上的频率。电导比值臂桥提供了一个保护终端，而不要求额外的电路或调节。平行T形网络和共振电路不提供保护电路。

在偏转方法中，可以仅仅通过额外护罩来提供一个保护。一个两终端测微计电极系统的使用提供了许多三终端测量的优点，即几乎排除了边缘和接地电容的影响，但是可能增加观测或平衡调节的次数。其使用也可以排除在较高频率下连接导线的串联电感和电阻导致的误差，其可以在整个频率范围内使用，直至几百兆赫兹。当使用一个保护时，存在耗散因子测量值将小于真实值的可能性。这可能是由于在测量电路保护点和保护电极之间的任何点位置的保护电路的电阻导致的。这还可能来自高接触电阻，导线电阻，或者来自保护电极自身的高电阻。

在场合，耗散因子将显示为负值。当没有保护的耗散因子高于由于表面泄漏导致的标准值时，该情况较可能存在。电容耦合到测量电极以及电阻耦合连接到保护点的任何点可成为困难的来源。常见保护电阻产生一个与ChClRg成比例的等效负值耗散因子，其中Ch和Cl为电极保护电容，Rg为保护电阻。

液体置换方法——液体置换方法使用时可以采用三终端或自屏蔽两终端试验池。采用三终端试验池，可能直接测定所用液体的电容率。自屏蔽两终端试验池提供了三终端试验池的许多优点，即几乎排除了边缘和接地电容的影响，同时还可以与没有规定一个保护的测量电路一起使用。如果其配有一个完整的测微计电极，在较高频率下连接导线的串联电导电容的影响将可以排除。

精度——所列方法精密考虑了电容率测定精度为±1%，而耗散因子测定精度为±(5% 0.0005)。这些精度取决于至少三个因素：电容和耗散因子观测的精度，所用电极布置导致的这些参量的修正值的精度以及电极之间真空静电容计算的精度。在较好的条件以及较低频率下，电容测量可具有±(0.1% 0.02pF)的精度，而耗散因子可具有±(2% 0.00005)的精度。在较高频率下，当电容达到±(0.5% 0.1pF)，耗散因子达到±(2% 0.0002)时，这些极限值可能增大。配有一个保护电极的电介质样本测量只具有电容误差和电极之间真空静电容计算的误差。

受保护电极和保护电极之间间隙太宽导致的误差将通常为几十个百分比，同时修正值可以计算为几个百分比。当平均厚度为2mm时，样本厚度测量误差可为几十个百分比，此时假设可以测量至±0.005mm。圆形样本直径可以测量至具有±0.1%的精度，但是输入作为平方值。将这些误差合并，电极之间真空静电容可以测量至具有±0.5%的精度。与电极之间静电容不同的是，采用测微计电极进行测量的带接触式电极的样本不需要进行修正，假如样本直径足够小于测微计电极直径的话。当两终端样本以任何其它方式进行测量时，边缘电容计算和接地电容测定将涉及相当大的误差，因为每一种误差都可能为2~40%的样本电容。采用目前的这些电容知识，在计算边缘电容时，可能的误差为10%，而在评估接地电容时，其可能的误差为25%。

因此涉及的总误差范围可为几十分之一的1%到10%或者更大。然而，当没有电极接地时，接地电容误差降至较小（6.1）。采用测微计电极，0.03阶的耗散因子可以测量准确到±0.0003的真实值，而0.0002阶的耗散因子可以测量准确到±0.00005的真实值。耗散因子范围通常为0.0001到0.1，但是其也可以超过0.1。在10~20MHz的频率下，可以推测0.0002阶的耗散因子。从2到5的电容率值可以测定准确到±2%。该精度受到电极之间真空静电容计算要求测量精度以及测微计电极系统误差的限制。