一、產品核心價值與定位

1.1 核心價值

GDAT-A高頻、工頻介電常數及介質損耗測試儀的核心價值在于其能夠提供高精度、高重復性的介電性能測量，同時大幅簡化傳統諧振法測試的復雜操作流程。傳統介電常數測試方法往往依賴人工調節橋路平衡、手動判讀數據，不僅操作繁瑣，而且容易引入人為誤差。GDAT-A通過自動頻率搜索與鎖定、數字化的Q值顯示與頻率控制，實現了測試過程的自動化與智能化，顯著提升了測試效率與數據可靠性。

1.2 產品定位

GDAT-A主要服務于以下場景：

新材料研發‌：評估新型復合絕緣材料、高頻基板材料、特種陶瓷等在交變電場下的性能表現。通過精確測量介電常數和介質損耗，研究人員可以深入理解材料的微觀結構與電性能的關系，為新材料的設計與優化提供科學依據。

產品質量控制‌：對電容器介質、電纜絕緣層、封裝材料等進行入廠檢驗與生產過程中的質量監控。介電性能是影響電容器容量、電纜傳輸效率、封裝材料絕緣強度的重要因素，通過定期測試可以及時發現材料性能的波動，確保產品質量的穩定性。

學術研究‌：為高校與科研院所提供基礎電介質物理研究的可靠工具。介電常數和介質損耗是電介質物理的核心參數，對于研究材料的極化機制、能量損耗機理等具有重要意義。

二、核心結構組成與工作原理

2.1 精密機械結構：測微電極系統

儀器的核心測量單元是測微電極系統，它由兩個精密并聯的螺旋測微器構成，集成了機械精度與電氣測量功能：

圓筒微調電容器‌：位于左側，其電容變化率（K值）通常為0.5 pF/mm。在測量介質損耗時，通過調節其位置改變諧振回路的Q值，從而計算損耗角正切值。圓筒微調電容器的設計確保了電容變化的線性與可調性，為損耗測量提供了精確的輸入。

平板測量電容器‌：位于右側，由上下兩個可調節平行極板組成，通過測微桿精確控制極板間距，用于夾持和測量樣品。測量介電常數時，極板間距的變化是直接輸入參數。平板測量電容器的設計保證了極板間的平行度與間距的精確控制，為介電常數測量提供了基礎。

2.2 智能控制面板

控制面板設計簡潔直觀，集成度高：

數字顯示區‌：實時顯示當前工作頻率、諧振回路的Q值以及選用的外部標準電感值。數字顯示區采用了高分辨率的顯示屏，確保了數據的清晰與準確。

核心操作按鍵‌：包括頻率調節、Q值調節、電感選擇等功能鍵。操作按鍵的設計考慮了人體工程學，使得操作更加便捷與舒適。

關鍵調節組件‌：如頻率微調旋鈕、Q值微調旋鈕等，用于對測試參數進行精細調整。調節組件的設計確保了操作的精確性與穩定性。

2.3 核心測量原理與數學模型

2.3.1 介電常數（Σ）的測量

原理‌：將樣品插入平板電容器后，引起等效電容變化。通過測量樣品厚度與空載時需補償的間距變化量，計算介電常數。

操作與計算‌：

空載時，調節平板電容器使兩極板剛好接觸，記錄測微桿讀數D₀。

放入厚度為D₂（D₂ = D₁ - D₀，D₁為夾持樣品后的讀數）的樣品，使回路諧振。

取出樣品（保持工作頻率不變），調節平板電容器使其再次諧振，記錄新讀數D₃，得到空載補償間距D₄（D₄ = D₃ - D₀）。

核心公式：Σ = D₂ / D₄

2.3.2 介質損耗角正切值（tgδ）的測量

原理‌：材料內部的電能耗散導致諧振曲線展寬，通過測量有/無樣品時Q值降至一半所對應的圓筒電容器調節范圍（半功率點帶寬），計算損耗值。

操作與計算‌：

樣品在回路時（狀態A）：調節圓筒電容器，使Q值降至一半，記錄調節量M₁。

樣品移出、但保持平板間距不變（狀態B）：調節圓筒電容器，使Q值降至一半，記錄調節量M₂。

核心公式：tgδ = K × (M₁ - M₂) / [2 × (C₁ - C₂)]，其中K為圓筒電容器的線性變化率（0.5 pF/mm）。

三、操作流程與關鍵注意事項

3.1 準備工作

樣品準備‌：確保被測固體材料表面平整、清潔、干燥，厚度均勻且已知。樣品準備是確保測試準確性的步，任何表面的污染或不平整都可能影響測試結果。

電感選擇‌：根據目標測量頻率范圍選擇對應的高Q值標準電感線圈，并牢固插入儀器插孔。電感的選擇直接關系到測試的頻率范圍和精度。

電極安裝‌：確保測微電極系統已正確連接。電極的安裝需要精確，任何松動或連接不良都可能影響測試結果。

3.2 測量流程

3.2.1 介電常數測量

空載時，調節平板電容器使兩極板剛好接觸，記錄測微桿讀數D₀。

放入厚度為D₂的樣品，使回路諧振。

取出樣品（保持工作頻率不變），調節平板電容器使其再次諧振，記錄新讀數D₃。

計算空載補償間距D₄ = D₃ - D₀。

根據公式Σ = D₂ / D₄計算介電常數。

3.2.2 損耗角正切測量

樣品在回路時（狀態A），調節圓筒電容器，使Q值降至一半，記錄調節量M₁。

樣品移出、但保持平板間距不變（狀態B），調節圓筒電容器，使Q值降至一半，記錄調節量M₂。

根據公式tgδ = K × (M₁ - M₂) / [2 × (C₁ - C₂)]計算介質損耗角正切值。

3.3 操作后事項

核對數據無誤后保存或記錄。

關閉電源，清理電極殘留物，必要時涂專用油脂防銹。操作后的清理工作對于保持儀器的精度和延長使用壽命至關重要。

四、核心性能參數與規格

4.1 硬件規格

測微電極系統‌：千分尺結構，高精度機械控制，行程精確可控。測微電極系統的設計確保了測試的重復性和準確性。

圓筒電容器‌：線性變化率K = 0.5 pF/mm，是損耗計算的關鍵常數。圓筒電容器的線性變化率保證了損耗計算的準確性。

電感-頻率-Q值關系‌：電感的選擇范圍覆蓋了高頻和工頻的需求，確保了測試的廣泛適用性。

4.2 智能化功能

頻率調節‌：支持全自動搜索鎖定與高精度手動微調。頻率調節的智能化使得測試過程更加便捷和高效。

頻率分辨率‌：手動模式下可進行精細到1單位步進的調節。高分辨率的頻率調節確保了測試的精確性。

通道選擇‌：根據電感值提示匹配的通道檔位（左、中、右）。通道選擇功能使得測試更加靈活和方便。

4.3 通用規格

樣品要求‌：主要適用于固體絕緣材料薄片。樣品的要求確保了測試的準確性和可靠性。

注意事項‌：諧振狀態連續工作時間不宜過長，確保電源與測量穩定性。注意事項的提醒有助于避免測試過程中的潛在問題。

五、應用領域與客戶價值

5.1 典型應用行業

電子信息‌：PCB基板、高頻基板、微波介質陶瓷的研發與質檢。介電性能對于高頻電路的設計和性能優化至關重要。

電力電氣‌：高壓電纜絕緣、電容器薄膜、絕緣子復合材料的性能評估。介電性能直接關系到電力設備的絕緣強度和長期運行穩定性。

航空航天‌：雷達罩透波材料、耐高溫絕緣材料的電性能研究。在航空航天領域，材料的介電性能對于信號傳輸和設備可靠性有著極高的要求。

科研教育‌：高校物理、材料科學、電子工程的教學與科研實驗。介電常數和介質損耗是電介質物理的核心參數，對于教學和科研具有重要意義。

5.2 核心客戶價值

高精度與可靠性‌：經典諧振法與高精度機械結構的結合，確保數據準確。GDAT-A的設計理念是提供接近理論值的測量結果，為科研和產品開發提供可靠的數據支持。

操作簡便‌：智能化搜索與數字顯示，簡化傳統方法，提升效率。GDAT-A的操作界面設計簡潔直觀，使得測試過程更加便捷和高效。

投資價值‌：一臺儀器完成介電常數和損耗兩大核心參數測量，功能全面。GDAT-A的多功能設計使得用戶無需購買多臺儀器即可完成全面的介電性能測試，節省了投資成本。

權威數據支撐‌：基于明確物理模型，數據可信度高，為質量報告提供支持。GDAT-A的測量原理和數學模型經過了嚴格的驗證和優化，確保了數據的權威性和可信度。