Государственная система обеспечения единства измерений. Методика выполнения измерений относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот от 0,2 до 1 ГГц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ

ИЗМЕРЕНИЙ

ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ПРОНИЦАЕМОСТИ

И ТАНГЕНСА УГЛА

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ

■X В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ 0,2 - I ГГц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва
РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам ИСПОЛНИТЕЛИ
Н. М. Карих, канд. техн, наук; Н. Л. Яцынина, канд. техн, наук
ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам
Член Госстандарта В. И. Кипаренко
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государст­венного комитета СССР по стандартам от 12 июня 1979 г. № 2112

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Государственная система обеспечения единства измерений МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ а

ПРОНИЦАЕМОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА I ОСТ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ДИАПАЗОНЕ

ЧАСТОТ 0,2-? 1 ГГц 8.358—79
State system for ensuring the uniformity
of measurements.
Method of making measurements of relative
permittivity and dielectric loss tangent in the
frequency range of 0,2 to I GHz
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 12 июня 1979 г. Не 2112 срок введения установлен
с 01.07.1980 г.
Настоящий стандарт распространяется на твердые диэлектри­ческие материалы толщиной не менее 0,5 мм с относительной ди­электрической проницаемостью є = 2-^20 и тангенсом угла ди­электрических потерь tg<S РЮ-4— 110 і и устанавливает методы измерений є и tg6 этих материалов в диапазоне частот 0,2-? 1,0 ГГц.
В стандарте учтены рекомендации СЭВ по стандартизации PC 604—66, стандарты МЭК 377—2 и ИСО 6—77 в части мето­дов и средств измерений.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Измерение относительной диэлектрической проницаемости є и тангенса угла диэлектрических потерь tg <5 производят сле­дующими методами:
резонансным методом, основанным на использовании измери­телей добротности, тороидальных резонаторов и коаксиальных ре­зонаторов постоянной и переменной длины;
методом измерения в линиях передач, основанным на исполь­зовании коаксиальных измерительных систем.
1.2. Погрешность измерения при доверительной вероятности 0,95 не должна быть более:
±(1-т-4)'°/о—Для относительной диэлектрической проницаемос­ти 2 —20;
± (20 + 0,005/tg6 ) '%—для тангенса угла диэлектрических по­терь 1 • 10“44-1 • 10-1.
Перепечатка воспрещена
© Издательство стандартов, 1979

2. ОТБОР ОБРАЗЦОВ

2.1. Порядок отбора образцов из партии и их подготовка к измерениям (увлажнение, сушка, выдержка) должны быть ука­заны в стандартах или технических условиях на материалы.
2.2. Число образцов для измерений указывают в стандартах или технических условиях на материалы конкретного вида. При отсутствии таких указаний число образцов должно быть не менее трех.
2.3. В зависимости от метода измерений образец должен быть выполнен:
в виде плоскопараллельного диска — при резонансном методе;
плоской коаксиальной шайбы — при методе измерения в ли­ниях передач и резонансном методе.
2.4. Образец в виде плоскопараллельного диака должен быть выполнен в соответствии с черт. 1.

2.4.1. Толщина образца диэлектрика h при измерении посредст­вом измерителей добротности зависит от значений тангенса угла диэлектрических потерь с учетом пределов измеряемых емкостей и должна быть не более 5 мм для tg6 = 1-Ю-3 и 3 мм для tgfi =1-10-2-?1-1С--1.
2.4.2. Толщину образца диэлектрика h при измерении в торои­дальном резонаторе выбирают любой їв пределах от 0,5 до 2 мм независимо от значения тангенса угла диэлектрических потерь.
■2.4.3. Толщину образца измеряют в семи точках, обозначен­ных на черт. 2.
При расчете берут среднее арифметическое значение всех из­мерений. Погрешность измерения толщин от 0,5 до 1 мм не дол­жна превышать ±0,001 мм, свыше 1 мм — ±0,01 мм.
2.5. Образец в виде плоской коаксиальной шайбы должен быть выполнен в соответствии с черт. 3.
Размеры образцов для испытаний в коаксиальных трактах выбирают в соответствии с сечением тракта. Испытуемый обра­зец запрессовывают в контактные кольца толщиной S для ликви­дации погрешности за счет зазора между образцом и резонатором и для фиксации образца в максимуме электрического поля.

Черт. 2 Черт. 3

2.5.1. Толщина образца диэлектрика должна быть от 1 до 10 мм.
2.5.2. Толщину образца измеряют в семи точках, обозначен­ных на черт. 4, с погрешностью не более ±0,01 мм. При расчете берут среднее арифметическое значение всех измерений.

Черт. 4

2.6. Квалитеты точности, классы шероховатости поверхности, степени отклонения от параллельности, цилиндричности, сооснос­ти при обработке неорганических и органических материалов вы­бирают из таблицы.
Наименование параметра
Материалы

неорганические
органические
Квалитет точности по СТ СЭВ 145—75
3
7
Класс шероховатости по ГОСТ 2789—73
11
7
Отклонение от параллельности по ГОСТ 10356—63
III
VI
Отклонение от плоскостности по ГОСТ 10356—63
III
VII
Отклонение от цилиндричности по ГОСТ 10356—63
IV
VII
Отклонение от соосности по ГОСТ 10356—63
III
VI

2.7. Наносить маркировку іна (поверхность образцов не допус­кается.

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ

3.1. Средства измерений, используемые для определения ди­электрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь, и их основные технические характеристики приведены в справочном приложении 1.
Допускается применять другие средства измерений, работа­ющие в диапазоне частот 0,2-—I ГГц и удовлетворяющие требова­ниям п. 1.2 и техническим характеристикам, приведенным в спра­вочном (приложении 1.
3.2. Поверку средств измерений осуществляют стандартными образцами, аттестованными метрологическими органами Госстан­дарта в соответствии с ГОСТ 8.274—78.
3.3. Вспомогательные средства измерений и их основные тех­нические характеристики приведены в справочном приложении 2.

4. ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ

4.1. При проведении' измерений измерителем добротности типа ВМ 409G (ВМ. 409Е) в комплекте с приставкой ВР 4090 присое­диняют их друг к другу в соответствии с требованиями норма­тивно-технической документации.
4.2. При проведении измерений приборами типов Ш2-4, ИПДП и КР-500 собкрают установку, электрическая структурная схемі которой приведежа на черт, 5.
4.3.

/•—генератор стандартных сигналов; 2—стабилизатор; 3—предельный аттенюатор; 4*-частото- метр; S—развязывающее устройство (аттенюатор); 6—фильтр нижних частот; 7—резонатор; б—кристаллический детектор; Р—измерительный усилитель.

Черт. 5
4.4. При проведении измерений на измерительной линии соби­рают установку, электрическая структурная схема которой приве­дена на черт. 6.

/—генератор сигналов; 2—развязывающее устройство (атте­нюатор, вентиль); 3—измерительная линия; 4—индикаторный прибор; 5—измерительная ячейка ДП.

Черт. 6
4.5. Подготавливают к работе основные и вспомогательные средства измерений.
4.6. При проведении измерений соблюдают нормальные усло­вия по ГОСТ 22261—76.
4.7. Перед проведением измерений на приборе типа ИПДП про­водят его частотную градуировку.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1. Относительную диэлектрическую проницаемость є и тан­генс угла диэлектрических потерь tg6 резонансным методом из­меряют при помощи измерителя добротности, а также приборов типов ИПДП, КР-500 и Ш2-4.
5.1.1. Измерения при помощи измерителя добротности выпол­няют в последовательности, приведенной ниже:
устанавливают рабочую частоту измерителя добротности;
помещают образец диэлектрика в измерительную ячейку прис­тавки ВР 4090;
настраивают прибор в резонанс по максимальному отклоне­нию стрелки индикатора;
снимают показания по отсчетному устройству приставки dlt ио- шкале измерительного конденсатора С и по шкале измерителя до­бротности Q(;
вынимают образец и настраивают прибор в резонанс измене­нием положения подвижного электрода измерительной ячейки;
снимают показания по отсчетному устройству измерительной ячейки di и по шкале измерителя добротности Qi.
5.1.2. Измерение при помощи прибора типа ИПДП выполняют в последовательности, приведенной ниже:
устанавливают рабочую частоту генератора при помощи час­тотомера;
помещают образец диэлектрика в резонатор и настраивают его на рабочую частоту по максимальному отклонению стрелки индикатора;
по отсчетным устройствам снимают показания, соответствую­щие положению максимума di и ширине резонансной кривой? її—її на уровне 7г от показания индикатора при резонансе. По­ложение максимума определяют методом «вилки»;
вынимают образец и настраивают резонатор по максимально­му отклонению стрелки индикатора;
по отсчетным устройствам снимают показания, соответствую­щие положению максимума d} и ширине резонансной кривой /і—Is на уровне 7г! от показания индикатора при резонансе. Поло­жение максимума определяют методом «вилки».
5.1.3. Измерение при помощи прибора типа КР-500 выполня­ют в последовательности, приведенной ниже:
настраивают прибор в резонанс по максимальному отклоне­нию стрелки индикатора изменением частоты генератора и сни­мают показания частотомера, соответствующие максимальному от­клонению стрелки индикатора f2pa и ширине резонансной кривой на уровне 7s от показания индикатора при резонансе A ft;
помещают в резонатор образец, повторяют операции, перечис­ленные выше, снимают показания f ірЄЗ и Afi.
5.1.4. Измерение при помощи прибора типа Ш2-4 выполняют в последовательности, приведенной ниже:
определяют электрическую длину L, добротность резонатора Q 2х, положение максимума а2 и ширину А /2 резонансной кри­вой пустого резонатора;
помещают образец диэлектрика в резонатор и снимают пока­зания, соответствующие положению максимума а7 и ширине АД резонансной кривой на уровне V2 от показания индикатора при резонансе.
5.2. Относительную диэлектрическую проницаемость в и тан­генс угла диэлектрических потерь tgS методом измерений в лини­ях передач определяют в последовательности, приведенной ниже:
помещают образец диэлектрика в измерительную ячейку ДП и присоединяют ее к измерительной линии;
определяют значение коэффициента стоячей волны напряже­ния и смещение минимума кривой распределения напряжения АЛК; помещают образец диэлектрика в измерительную ячейку ДП на расстоянии А/4 от короткозамыкателя и присоединяют ячейку к из