宽频介电谱仪的发展

许多介电测试系统都是定制的，它是由振荡器、样品池和电桥电路组成的，直到现代宽频介电谱仪器出现。手动调节振荡器的频率，一般采用大表盘旋转设备内部的半重叠金属片，以调节内部电桥的电容。例如：Model200系列HP音频振荡器能产生1Hz至100kHz的频率。其它振荡器可以提供1311等离散频率信号-A。样品池也是定制的，但是它们大部分仍然适用于今天的除汞电极。用电桥(如Cole-Gross电桥)和示波器(例如HP的Model120系列)测量电容和消耗。为了增加信号和响应，根据需要使用放大器。例如，1970年，Generalradio提供的1621精密电容测量系统，由1616精密电容电桥和1238检测器(带放大功能)组成，由1316振荡器(频率为10Hz和~100kHz)组成。

在20世纪70年代以前的文献中，数据有时使用x轴上的温度、科尔-科尔图或其他表示受控变量，但这些传统的图形方法仍然存在于今天的文章中。有时候只给出峰值频率或偶极矩的表格。无论如何，在文献中，有许多研究在各种环境下探索不同的偶极松弛，并以不同的方式绘制数据。一般来说，测量是通过仔细调整测量频率，独立记录每个值。这取决于研究的细节。随着现代科学技术的发展，商业化的介电谱仪的出现使得这些很容易完成。

商业介电谱仪已有数十年的历史，尽管有各种名称(阻抗分析仪、介电分析仪、LCR表等)。).我们定义了一种商业宽频介电谱仪，它应该具备在宽工作频段内测量电介质样品复阻抗的能力。市场上还出售了许多其他类型的单频介电仪器(通常为50/60Hz，或类似DC皮安表，或kHz频率内的仪器，以防止电极去极化)。由于介电谱工作频段极宽，对化学分析具有重要价值。例如，在20世纪50年代，AT&贝尔实验室开发了一种材料。Δtanδ改善节省了100万美元。对任何类型的电绝缘材料来说，大部分都是“tanδ“测试仪检测单频数据(例如，50/60Hz用于电力传输)。对于实际应用来说，了解偶极子松弛如何在不同频率范围内影响尤为重要。

有一些企业生产商业介电谱仪，但是这里不能一一列举，主要介绍几个。例如，德国科技(以前的惠普/安捷伦)已经生产了几十年的台式LCR表和阻抗分析仪，根据应用程序提供了各种类型的样品池。采用自动平衡电桥技术，这些阻抗分析仪一般更适合低阻抗、高损耗、高频率的10Hz应用，在介电阻抗实验室中仍是主流品牌。频率响应提供分析仪(FRA)或者多家公司可以提供数字锁定放大器(带或无电介质转换接口)，它们具有较低的频率和较高的阻抗范围。例如：美国StanfordResearchSystems,日本NF,美国AMETEK(Solartron&Signalrecovery)等。德国NovocontrolTechnologiesGmbH是一家专业生产介电谱系统的企业，并设计了一套完整的交钥匙解决方案，包括大量适合宽环境温度的样品池设计和TSDC/TSC、选择高压、高压等。也有精密电容表(例如Andeen)-Hagerling,Inc.AH2700AUltra-Precision电容/消耗桥，包括27个离散频率从50Hz到20kHz不等。另外，近几年国产仪器也有了很大的发展，特别是以同惠为代表的阻抗分析仪和LCR表。