实验报告19系04级姓名王承乐日期05.11.8台号1号台评分实验题目:简易介电常数测试仪的设计与制作实验目的:了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围，掌握替代法，比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法，用自己设计与制作的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数。实验原理:介电体（又称电介质）最基本的物理性质是它的介电性，对介电性的研究不但在电介质材料的应用上具有重要意义，而且也是了解电介质的分子结构和激化机理的重要分析手段之一，探索高介电常数的电介质材料，对电子工业元器件的小型化有着重要的意义。介电常数（又称电容率）是反映材料特性的重要参量，电介质极化能力越强，其介电常数就越大。测量介电常数的方法很多，常用的有比较法，替代法，电桥法，谐振法，表法，直流测量法和微波测量法等。各种方法各有特点和适用范围，因而要根据材料的性能，样品的形状和尺寸大小及所需测量的频率范围等选择适当的测量方法。介质材料的介电常数一般采用相对介电常数来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出，它们满足如下关系：式中为绝对介电常数，为真空介电常数，，为样品的有效面积，为样品的厚度，为被测样品的电容量，通常取频率为时的电容量。一、替代法替代法电路图如下所示，将待测电容（图中是待测电容的介电损耗电阻），限流电阻(取)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关，调节信号源的频率和电压及限流电阻，使安培计的读数在毫安范围恒定（并保持仪器最高的有效位数），记录读数。将开关打到点，让标准电容箱和交流电阻箱替代,调节和值，使接近。多次变换开关的位置(,位)，反复调节和，使。假定上的介电损耗电阻与标准电容箱的介电损耗电阻相接近（），则有。二、比较法比较法的电路图如下所示，假定上的与接近（），则测量和上的电压比即可求得：（此时可以不等于）三、谐振法谐振法测量电容的原理图如下，由已知电感（取），电阻（取）和待测电容组成振荡电路，改变信号源频率使回路谐振，伏特计上指示最大，则电容可由下式求出：式中为频率，为已知电感，为待测电容。谐振替代法电路如图所示，将电感器的一端与待测电容串联，调节频率使电路达到谐振，此时电容上的电压达到极大值，固定频率，用标准电容箱代替，调节使电路达到谐振，电容上的电压再次达到极大值，此时。四、电桥法对于有损耗的电容器，在其固有电感可以忽略不计的条件下，可用串联等效电路或并联等效电路来表示，如图...
