实验题目：介电常数的测量实验目的：测量陶瓷电容的介电常数介电体（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，Q 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。本实验要求学生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：介质材料的介电常数一般采用相对介电常数£r来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出£r，它们满足如下关系：sCd8==r88S（°00式中£为绝对介电常数，为真空介电常数，80二 8-85X10-12F/m，S 为样品的有效面积，d 为样品的厚度，C 为被测样品的电容量，通常取频率为 1kHz 时的电容量 C。一、替代法当实验室无专用测量电容的仪器，但有标准可变电容箱或标准可变电容器时，可采用替代法设计一简易的电容测试仪来测量电容。这种方法的优点是对仪器的要求不高，由于引线参数可以抵消，故测量精度只取决于标准可变电容箱或标准可变电容器读数的精度。若待测电容与标准可变电容的损耗相差不大，则该方法具有较高的测量精度。替代法参考电路如图 2.2.6-1（a）所示，将待测电容 Cx（图中 Rx是待测电容的介电损耗电阻），限流电阻 R0（取 1kQ）、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关 K],调节信号源的频率和电压及限流电阻 R0，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 I。将开关 K.打到 B 点，让标准电容箱 C 和交流电阻箱 R 替代 C 调节X2SSX.C 和 R 值，使 I 接近 I。多次变换开关 K2的位置（A,B 位），反复调节 C 和 R,使 I=I。x2ssSX假定 CX上的介电损耗电阻 RX与标准电容箱的介电损耗电阻 Rs相接近（RXQRS），贝惰C=CXS。
