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《准光腔法介电常数测量系统测试技术规范》
编制说明
一、任务来源及起草工作概况
根据国家市场监管总局办公厅通知(市监计量发[2022]70号),《2022年国家计量技术规范制定、修订及宣贯计划》已经市场监管总局审查同意,全国新材料与纳米计量技术委员会下达《准光腔法介电常数测量系统测试技术规范》的编制任务给起草组,通知起草组参照有关规定,认真落实好计划项目。
《准光腔法介电常数测量系统测试技术规范》由中国计量科学研究院牵头,山东国瓷功能材料股份有限公司联合起草,共同完成计量技术规范的编制工作。
主要成员:任玲玲、孙莹莹、徐浩、党俊等
二、编制背景
在微波毫米波高频段范围元器件中,使用材料的特性会对系统产生很大影响,且材料介电参数测量主要向高精度、高频率、低损耗、宽频带、自动化方向发展,而准光腔与其它封闭腔相比具有操作方便测试、模式简单、品质因数高、精度和灵敏度高等特点,因此在毫米波频段进行低损耗材料测试应用最为广泛。
使用准光腔精确测量毫米波材料的介电性能具有重要的理论和工程意义,但目前对于准光腔未有相关的计量技术规范,为了保证准光腔测试的精准性,保证量值溯源的准确可靠,迫切需要编制准光腔介电常数和介电损耗角正切测量系统计量技术规范。
三、规范起草过程
2021年1月,准光腔法介电常数测量系统测试技术规范起草工作组组建,工作组包括具有丰富经验的计量技术专业人员、介电测试领域的科研人员和技术人员、分析技术人员。计量技术规范起草工作组讨论了具体的工作过程、拟定了相应的工作计划。经过讨论,计量技术规范的名称为《准光腔法介电常数测量系统测试技术规范》,本文件的制定是为了规范毫米波波段电介质材料介电性能测试常用设备准光腔的校准方法,建立计量溯源体系,保证测试系统的准确性和规范性,以获得准确的介电性能信息,保证介质材料在毫米波波段的应用。
本计量技术规范的具体工作计划如下:
2021年8月-2021年3月:调研,整理资料,确定技术方案;
2021年4月-2022年10月:试验验证,整理分析统计试验数据;
2022年11月-2023年9月:完成草案稿,上报秘书处;
2023年10月-2024年2月:完成征求意见稿,开始征求意见;
2024年3月-2023年7月:整理汇总意见,修改征求意见稿,形成送审稿;
2024年8月-2024年10月:报委员会审定。
四、制定规范主要参考的文件和依据
计量技术规范参考文件如下:
GB/T9534-1988《毫米波频段固体电介质材料介电特性测试方法准光腔法》;T/CSTM00750-2022《毫米波频段材料介电性能测试开放式半球型谐振腔法》;T/CSTM01011-2023《毫米波频段材料介电性能测试开放式共聚焦谐振腔法》;
JJF(电子)0028-2019《低损耗介质材料复介电常数标准样片校准规范》;
GB/T31838.1-2015固体绝缘材料介电和电阻特性第1部分:总则;
GB/T31838.6-2021固体绝缘材料介电和电阻特性第6部分:介电特性(AC方法)相对介电常数和介质损耗因数(频率0.1Hz~10MHz);
JISR1660-2-2004毫米波段精细陶瓷介电性能的测量方法-第2部分:开放式谐振腔法(JIS?R1660-2-2004?Measurement?method?for?dielectric?properties?of?fine?ceramics?
in?millimeter?wavefrequency?range?--?Part?2:Open?resonator?method).
五、规范的主要内容及主要技术关键
计量技术规范的主要内容:
1引言
2范围
3引用文件
4术语和定义
5概述
6计量特性
7测量条件
8测量方法
9测量结果表达
10附录
计量技术规范的主要技术关键:
1.确定合理的校准项目、计量特性和相应技术要求,主要有介电常数示值误差、介质损耗角正切的示值误差、精密度试验等。
2.确立科学完善、操作性强的校准方法。
3.结合检测方法及相应校准器具,给出各计量特性的数据评定方法及不确定度评定方法。
六、验证试验的情况和结果
6.1样品准备
6.2.1样品选择
选择单晶石英、蓝宝石、微波介质陶瓷R1样品作为本次测试样品。
6.2.1样品预处理
试验前,所有试样应置于温度为21℃~25℃、相对湿度为40%~60%的环境中,预处理至少24h。但是,如果样品最近被蚀刻或置于过高的湿度环境下,则应将样品置于空气循环烘箱中于103℃~107℃条件下干燥2h,然后再按上述条件进行预处理。
6.2参数测试过程
6.2.1厚度
测试步骤如下所示:
用经过校准的精度为0.
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