유전 특성을 측정하는 6가지 기술

유전 특성에 대해 생각해 보면 아마도 전하 저장에 대한 학교 물리학 실험의 맥락에서일 수도 있고 유전 물질의 선택이 작업 중인 커패시터의 특성에 영향을 미치는 방식일 수도 있습니다. 하지만 재료의 유전 특성은 여러 가지 이유로 모든 종류의 산업에 중요하다는 것이 밝혀졌습니다. 따라서 이러한 특성을 정확하게 측정하는 것은 많은 상황에서 중요합니다. 이 기사에서는 유전 특성을 측정하기 위한 몇 가지 주요 기술과 각 기술의 응용 분야에 대해 살펴봅니다.

측정 기술정밀한 기기, 테스트 중인 재료(MUT)를 고정하는 테스트 픽스처, 복잡한 유전율 및 투자율 인자를 더 쉽게 측정하고 결과를 표시할 수 있는 소프트웨어를 조합하여 유전 특성을 측정하는 여러 기술이 있습니다.

예를 들어, 키사이트테크놀로지스는 최대 1.5THz의 적용 주파수에서 정확한 결과를 제공할 수 있는 네트워크 분석기, 임피던스 분석기, LCR 미터와 같은 계측기를 보유하고 있습니다. 또한 그림 1에 표시된 동축 프로브, 평행판, 동축/도파관 전송선, 자유 공간 및 공진 공동 측정 기술을 적용하는 고정 장치도 제공합니다.

이들 각각은 어떻게 작동하며, 장점과 한계는 무엇입니까?

동축 프로브 방법 동축 프로브 방법은 액체 및 반고체(분말) 재료에 가장 적합합니다. 이는 간단하고 편리하며 비파괴적이며 단일 측정만 수행하면 됩니다. 일반적인 측정 시스템은 네트워크 분석기 또는 임피던스 분석기, 동축 프로브 및 소프트웨어로 구성됩니다.

프로브와 분석기의 선택은 측정 주파수에 따라 다르지만 전체 범위는 10MHz ~ 50GHz입니다. –40 ~ 200°C를 견딜 수 있는 고온 프로브가 있으며 대형 플랜지로 제작할 수 있어 평면 고체 물질은 물론 액체 및 반고체도 측정할 수 있습니다. 슬림형 프로브는 발효 탱크, 화학 반응 챔버 및 작은 구멍이 있는 기타 장비에서 측정하는 데 유용하며, 고성능 프로브는 오토클레이브에서 멸균할 수 있는 장치에 이러한 많은 특성을 결합하여 식품, 의료 및 화학 분야에 유용합니다. 산업.

전송선 방법 전송선 방법은 기계 가공 가능한 고체를 위한 광대역 기술로, MUT를 밀폐된 전송선 내부에 배치합니다. 주파수 적용 범위는 주로 샘플 홀더 크기에 의해 제한됩니다.

자유 공간 방법 자유 공간 접근 방식은 안테나를 사용하여 재료 슬래브에 또는 재료 슬래브를 통해 마이크로파 에너지를 집중시킵니다. 이 비접촉 방법은 고온의 재료에 적용할 수 있으며 특히 밀리미터파 주파수에서 유용합니다.

공진 공동 방법 공진 공동은 특정 주파수에서 공진하는 높은 Q 구조입니다. 재료 샘플은 공동의 중심 주파수와 Q 인자에 영향을 미치며, 이를 통해 유전율을 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 키사이트는 이러한 목적을 위해 85072A 10GHz 분할 실린더 공진기와 분할 포스트 유전체 공진기를 제공합니다.

평행판 커패시터 방법 평행판 커패시터 방법은 두 전극 사이에 얇은 재료 시트를 끼워 커패시터를 형성하는 작업을 포함합니다. 이 방법은 얇은 시트나 액체의 정확한 저주파 측정에 가장 적합합니다.

평행판 방법을 사용하는 일반적인 측정 시스템은 LCR 미터 또는 임피던스 분석기로 구성됩니다.

인덕턴스 측정 방법 이 접근 방식은 마치 토로이드 코어인 것처럼 인덕턴스를 측정하여 재료의 투자율을 도출합니다. 와이어는 MUT를 감싸고 인덕턴스는 와이어 끝을 기준으로 평가됩니다. 키사이트는 토로이달 코어를 삽입할 때 자속이 누출되지 않으므로 단일 턴 인덕터에 이상적인 구조를 형성하는 16454A 자성 재료 테스트 픽스처를 제공합니다.