1. 설비 자체 요소: 정밀도를 측정하는"하드웨어 기초"

장비의 핵심 부품 성능 및 시스템 교정 상태는 측정 정확성을 결정하는 근본 요소이며 주요 영향은 다음과 같습니다.

1. 센서/테스트 클램프의 성능과 일치성

테스트 클램프 (예: 평행판 콘덴서, 동축 프로브, 3 전극 시스템) 는 샘플과 계측기의 연결 캐리어이며, 그 특성은 전장 분포와 신호 수집에 직접적인 영향을 미칩니다.

고정장치의 기하학적 정밀도: 평행판 고정장치의 극판 평평도, 간격 균일성 (편차는 <0.1mm 필요), 동축도는 실제 커패시터 값 (C=ε₀ε'S/d) 을 변경하여 개전 상수 계산 편차를 초래한다.예를 들어, 극판의 간격이 고르지 않으면 전장이 왜곡되어 측정된ε'가 낮다.

클램프의 기생 매개변수: 클램프 자체에는"기생 용량"(예를 들면 극판 가장자리 용량, 접선 용량) 과"기생 감지"가 존재하며, 특히 작업 주파수 (50/60Hz) 하에서"개선 교정","단선 교정"을 통해 제거하지 않으면 샘플 용량에 겹쳐서 ≤"측정 값이 너무 높다.

클램프와 샘플의 적합성: 클램프 크기는 샘플과 일치해야 합니다 (예를 들어 평행판 클램프의 극판 지름은 ≥ 샘플 지름의 1.5배, 가장자리 전장 유출을 피해야 함).고체, 액체, 분말 등 부동한 형태의 견본에 대하여 전용집게 (예를 들면 액체용 밀봉컵집게, 분말용 압편금형) 를 선택해야 하며, 그렇지 않을 경우 견본과 집게의 접촉불량으로 오차가 도입될 수 있다.

2. 기기의 교정 상태

작업 주파수 매개 전기 상수 측정기는 시스템 드리프트를 제거하기 위해 정기적으로 교정해야하며 교정되지 않았거나 잘못 교정된 것은 일반적인 오차원입니다.

교정주기 결핍: 기기를 장기간 사용하면 내부신호증폭기, 발진기의 정밀도가 감쇠되며 교정주기 (일반적으로 6~12개월마다) 를 초과하면 측정편차가 ± 0.01 ε 에서 ± 0.1 ε'이상으로 확대될수 있다.

교정방법 오류: 교정은"개로→합선→표준견본"의 순서로 진행해야 한다.

도로 개설 교정: 클램프 기생용량 제거;

단락 교정: 클램프 기생 저항 제거;

표준 샘플 보정: 이미 알려진 개전 상수의 표준 물질 (예: 공기ε'1.0005, 폴리테트라플루오로에틸렌ε'2.1) 로 정확성을 검증한다.단계를 건너뛰면 시스템 오류를 수정할 수 없습니다.

3. 신호원 및 검측 시스템의 안정성

신호 주파수 정밀도: 작업 주파수 측정은 50Hz 또는 60Hz를 엄격히 잠가야 한다. 만약 계기 신호원 주파수 표류 (예: ± 1Hz) 가 있으면 커패시터-주파수 특성의 일치성에 영향을 줄 수 있다. 특히 주파수에 민감한 극성 재료 (예: 히드록시가 함유된 중합체) 는"측정 값이 변동할 수 있다.

감지 민감도: 기기의 커패시터 해상도 (예: 0.01pF) 는 미세한 개전 변화의 포착 능력을 결정하며, 해상도가 부족하면 저개전 상수 재료 (예: 가스, 부분 세라믹) 에 대한 측정 오차가 현저하게 증가한다.

2. 샘플 요소: 측정 대상의"고유 특성과 제조 상태"

샘플 자체의 물리 화학 상태는 실제 개전 상수를 직접 결정하며, 샘플을 잘못 제조하거나 처리하면"측정값 ≠ 실제 값"을 초래할 수 있습니다.

1. 샘플의 순도와 균일성

불순물 오염: 시료에 불순물 (예: 고체 시료 표면의 기름때, 액체 시료의 수분) 이 섞이면 그 개전 특성이 바뀝니다. 예를 들어, 절연 재료에 전기 전도성 불순물 (예: 토너) 이 섞이면 tan델타 (손실) 가 현저하게 상승하여 간접적으로 ε'의 계산 정밀도에 영향을 미칩니다.액체 시료가 물을 흡수하면 물의ε'(80)가 다수의 유기액체보다 훨씬 높기 때문에 측정된ε'는 크게 높아진다.

균일성 부족: 다상복합재료 (예를 들어 도자기-중합물 복합재료) 가 균일하지 않고 국부개전 상수의 차이가 크면 측정할 때"평균효과"를 취하여 Ⅳ 와 실제값의 편차 (예를 들면 이론 ε'= 5.0, 실제 측정은 4.5 또는 5.5) 를 초래한다.

2. 샘플의 형상 매개변수와 표면 상태

치수 정밀도: 고체 시료의 두께(d), 면적(S)은 매개 전기 상수를 계산하는 핵심 매개변수(ε'= Cd/(ε₀S))이며, 두께 편차가 ±0.02mm(명목상 1mm인 시료의 실제 0.98mm)인 경우,ε'측정 값은 약 2% 편차가 납니다.샘플의 가장자리가 고르지 않으면 클램프 극판과의 접촉이 불량해질 수 있으며, 공기 간격(ε'1)을 도입하여 측정된ε'를 낮게 만들 수 있다.

표면 거친도: 시료 표면이 거칠다(예를 들어 Ra>0.1μm) 극판과의 미세한 공기 간격을 초래하여'샘플-공기'복합 매체를 형성하며, 등효 매개 전기 상수는 시료 실제 값보다 낮다(공식 ε _ eq= (ε _ sample・ d_ sample+ ε _ air・d_ air)/d_ total 추산 오차를 통해 알 수 있다).

3. 시료의 물리적 상태(온도, 습도, 함수율)

온도: 유전체 상수는 온도에 민감합니다. 폴리에스테르와 같은 극성 재료의ε'는 온도가 높아짐에 따라 증가합니다 (분자 극화 능력 강화), 폴리에틸렌과 같은 비극성 재료의ε'는 온도 변화에 따라 작습니다.테스트 시 샘플 온도가 표준 온도 (일반적으로 23 ± 2 ℃) 에서 벗어나고 수정되지 않으면 오차가 도입됩니다 (예: 온도 편차 당 10 ℃, 극성 재료 ε'편차 0.1-0.5).

함수율: 물은 강극성 물질로 샘플의 함수율이 높아지면 ε'와 tan델타가 현저하게 증가한다.예를 들어, 말린 목재의ε'3은 물을 흡수하면 5-8에 달합니다."절연재료" 라 할지라도 함수율이 0.1% 에서 1% 로 상승하면 ε'측정 편차가 10% 를 넘을 수 있다.

내부 응력: 고체 샘플 (예: 플라스틱, 세라믹) 이 가공 성형으로 인해 내부 응력이 발생하면 분자 배열이 문란해지고 극화 특성이 변하여 ε에 불가역적 편차가 나타난다 (일반적으로 응력이 클수록 ε'낮을수록 뚜렷하다).