2.3 Методика определения тангенса угла диэлектрических потерь и диэлектрической проницаемости при частотах от 50 до 108 Гц

2.3.1 Образцы для испытаний

Электроды — фольговые (притертые с помощью тонкого слоя смазки, припрессованные при нагревании в соответствии с ГОСТ 10405-63, прижатые давлением 100 г/см² через резину) из токопроводящей резины, токопроводящих покрытий, нанесенных вакуумным напылением серебра, золота, меди или алюминия. Сопротивление электродного слоя не должно превышать 100 Ом при расстоянии между точками измерения 1 см. Вывод измери­тельного электрода и место соединения с измерительным прибором должны быть экраниро­ваны — защищены заземленной металлической оболочкой.

Диэлектрическую проницаемость Ԑ и тангенс угла диэлектрических потерь tgδ_Ԑ измеряли резонансным методом с использованием измерителя добротности на выбранных частотах. Параметры образцов определяли по приращению емкости и потерь держателя образца (кон­денсатора) при помещении между его электродами испытуемого образца при сохранении рас­стояния между электродами. В качестве держателя образца использовали микрометрическую ячейку.

Метод заключается в трехкратной настройке измерительного контура на резонанс: при отключенной микрометрической ячейке, при подключенной к зажимам «емкость» микро­метрической ячейке с образцом и с подключенной микрометрической ячейкой без образца при расстоянии между электродами, равным толщине образца. При этом с помощью куметра измеряли емкости при резонансе С, С₁ и С₂ соответственно.

2.3.2 Испытательная аппаратура

Резонансный метод с использованием измерителей добротности. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ 6433.4-71.

Испытания проводятся при помощи цифрового автоматического моста переменного тока Р-589 для частоты 10³ Гц, измерителей добротности Е-9-4 (для частот 10⁴—10⁶ Гц), Е-9-5 (для частот 1,5∙10⁷ - 2,5∙10⁸ Гц).

Порядок работы приведен в инструкции к приборам.

2.3.3 Проведение эксперимента

Образцы подвергнуть кондиционированию при заданных условиях в соответствии с ГОСТ 6433.1-71. При испытании при повышенных температурах использовать электроды, напыленные в вакууме.

Поместить образец в термокамеру и термостабилизировать при соответствующей тем­пературе в течение 30 мин. Приложить к электродам контакты и измерительное напряжение (по стандарту рекомендуется 100 В). Тангенс угла диэлектрических потерь tgδ_Ԑ определять непосредственно по шкале прибора (мост Р-589) или вычислять по формуле для измеритель­ной добротности (с учетом значений добротности измерительного контура при второй Q₁ и третьей настойке Q₂):

tgδ_{Ԑ =} (11)

Расчет Сx показан ниже или по формуле с учетом размеров образца и его диэлектрической проницаемости Ԑ, С_х = Ԑ∙C_d, C_d - 0,0885 S/d, где S— площадь электрода, см²; d — расстояние между электродами, см.

В качестве характеристики диэлектрических потерь (часть энергии внешнего электромаг­нитного поля, необратимо рассеиваемая в диэлектрике) используется угол δ между вектором силы тока, возникающего в диэлектрике и вектором напряженности приложенного поля.

tg δ_Ԑ = Ԑ'' / Ԑ' (12)

Величину Ԑ рассчитывают по формуле:

Ԑ ⁼ (С₁ - C₂)/C_d + 1, (13)

где C_d — вакуумная емкость между электродами, пФ, или по формуле (для измерителей до­бротности):

Ԑ' = 14,4 С_x h/d₁², (14)

где С — резонансная емкость контура без измерительного конденсатора; Q₁ , Q₂ — добротность контура без образца и с образцом соответственно; С_х = (С₁ - С₂) + 0,0695 (d₁ + Bg)²/h [h — толщина образца; d₁ — диаметр измерительного электрода; g — зазор между измерительным и охранным электродом; С_1, С₂ — резонансная емкость контура без образца и с образцом со­ответственно; В — поправочный коэффициент, равный В = 1 - 2,932h/g lg (sh 0,7854g/h) при а << h; B = 1 при a ≥ h (a — толщина электрода)].

Коэффициент В можно определить по графику в координатах B-g/h (см. ГОСТ 6433.4-71).