ICS31.020 L90 中华人民共和国国家标准 GB/T11297.9—2015 代替GB/T11297.9—1989 热释电材料介质损耗角正切tanδ的 测试方法 Testmethodfordielectrictangentoflossangleofpyroelectricmaterials 2015-12-31发布 2016-07-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布 前 言 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本部分代替GB/T11297.9—1989《热释电材料介质损耗角正切tanδ的测试方法》。本部分与 GB11297.9—1989相比,主要技术变化如下: ———修改了适用的频率范围(见第1章); ———修改了试样尺寸要求(见第6章,1989年版3.2); ———增加了测量引线的要求(见第7章); ———修改了频率最大允许误差(见第7章,1989年版4.2); ———修改了tanδ值的测量最大允许误差(见第7章,1989年版4.1); ———修改了试样处理(见8.1,1989年版5.1); ———增加了“先将样品盒放入恒温器内,再将样品夹具接入样品盒内”和通过仪器的开路和短路校 准,直接测得试样的介质损耗角正切tanδ[见8.2b)~f)]。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出。 本部分由工业和信息化部电子工业标准化研究院归口。 本部分起草单位:中国科学院上海硅酸盐研究所。 本部分主要起草人:姚春华、曹菲、董显林、王根水、王永龄。 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: ———GB/T11297.9—1989。 ⅠGB/T11297.9—2015 热释电材料介质损耗角正切tanδ的 测试方法 1 范围 本部分规定了热释电陶瓷、晶体和有机材料在100Hz~100kHz范围的介质损耗角正切tanδ的测 量方法。 本部分适用于测量钛酸铅、锆钛酸铅、钛酸锶钡、钽钪酸铅等热释电陶瓷材料和铌镁酸铅、钽酸锂、 三甘氨酸硫酸盐族等热释电晶体材料的介质损耗角正切tanδ,也适用于测量其他类似陶瓷、晶体及有 机热释电材料的介质损耗角正切tanδ。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 SJ/T11067 红外探测材料中半导体光电材料和热释电材料常用名词术语 3 术语和定义 SJ/T11067界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 介质损耗 dielectricloss 任何电介质(包括热释电材料)在交变电场作用下由于发热而产生的电能损耗。 4 测量原理 衡量这种损耗大小的因子是tanδ,称为介质损耗角(δ)的正切值,是一个无量纲物理量。介质损耗 角(δ)表示为有功功率(P)与无功功率(Q)的比值,见式(1)。 tanδ=P Q…………………………(1) 介质损耗角正切(tanδ)的测量和计算方法有两种等效电路,图1分别表示这两种等效电路及其矢 量图解。 由图1可见,并联损耗角正切可表示为式(2): tanδ=IR IC=1 ωCpRp…………………………(2) 串联损耗角正切可表示为式(3): tanδ=UR UC=ωCsRs …………………………(3) 式中: ω———外加交流电压的角频率,单位为每秒(s-1)。 1GB/T11297.9—2015 a) 并联等效电路 b) 串联等效电路 c) 并联矢量图解 d) 串联矢量图解 说明: U———总电压,单位为伏特(V); I———总电流,单位为安培(A); Cp———并联等效电容,单位为法拉(F); Rp———并联等效电阻,单位为欧姆(Ω); Ic———流经并联等效电容的电流,单位为安培(A); IR———流经并联等效电阻的电流,单位为安培(A); Cs———串联等效电容,单位为法拉(F); Rs———串联等效电阻,单位为欧姆(Ω); Uc———串联等效电容的电压,单位为伏特(V); UR———串联等效电阻的电压,单位为伏特(V); φ———有损耗电容器的电流与电压的相位; δ———介质损耗角,δ=90°-φ。 图1 等效电路及矢量图解 由式(2)和式(3)可见,tanδ值不仅直接与测试频率有关,而且因为Cp、Cs、Rp、Rs是电场强度、电 场频率、样品所承受的压力和温度的函数(同时还与其他条件有关),因此在测量tanδ值时,对上述有关 条件应做出明确规定。 此外,还应考虑测量引线和样品夹具所产生的电容(C0)的影响,电容(C0)与样品电容(C)成并联 状态,根据式(2)或式(3),可求出tanδ与实测值(tanδ)ce之间的关系,见式(4): tanδ=(tanδ)ce1+C0 Cæ èçö ø÷ …………………………(4) 式中: C———样品的真实电容,它与实际测定的电容Cce有如下关系,见式(5): C=Cce-C0 …………………………(5) 2GB/T11297.9—2015