ГОСТ Р 71601-2024. Национальный стандарт Российской Федерации. Диэлектрики неорганические. Метод определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот от 2,5 до 3,5 ГГц
Актуально на 01.11.2026.
Как цитировать: "ГОСТ Р 71601-2024. Национальный стандарт Российской Федерации. Диэлектрики неорганические. Метод определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диапазоне частот от 2,5 до 3,5 ГГц". ГОСТ Р 71601-2024. https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-71601-2024
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 10.09.2024 № 1194-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.03.2025.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 сентября 2024 г. № 1194-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ТАНГЕНСА УГЛА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ ОТ 2,5 ДО 3,5 ГГц
Inorganic dielectrics. Method for determining the relative permittivity and the tangent of the dielectric loss angle in the frequency range from 2.5 to 3.5 GHz
Дата введения 1 марта 2025 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт „Электронстандарт“ (АО „РНИИ „Электронстандарт“)»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 303 «Электронная компонентная база, материалы и оборудование»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 10 сентября 2024 г. № 1194-ст
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на твердые неорганические диэлектрики с относительной диэлектрической проницаемостью (далее — диэлектрическая проницаемость) \epsilon от 2 до 50 и тангенсом угла диэлектрических потерь tg\delta от 5·10-2 до 1·10-4 и устанавливает резонансный метод определения \epsilon и tg\delta этих материалов в диапазоне частот от 2,5 до 3,5 ГГц.
Метод испытаний, приведенный в данном стандарте, применим в интервале температур от минус 60 °C до плюс 500 °C.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.010 Система стандартов безопасности труда. Взрывобезопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.1.030 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление
ГОСТ 12.2.032 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования
ГОСТ 12.2.033 Система стандартов безопасности труда. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования
ГОСТ 12.2.061 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности к рабочим местам
ГОСТ 12.3.019 Система стандартов безопасности труда. Испытания и измерения электрические. Общие требования безопасности
ГОСТ 166 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 6507 Микрометры. Технические условия
ГОСТ 16962 Изделия электронной техники и электротехники. Механические и климатические воздействия. Требования и методы испытаний
ГОСТ Р 70658 Керамика вакуумплотная. Термины и определения
ГОСТ Р 71073 Материалы стеклокристаллические. Термины и определения
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 70658 и ГОСТ Р 71073.
4 Принцип и условия измерения
4.1 Резонансный метод основан на определении изменений резонансной частоты (для \epsilon ) и полосы пропускания (для tg\delta ) измерительного резонатора при помещении в него образца диэлектрика.
4.2 Испытание образцов проводят в нормальных климатических условиях, установленных ГОСТ 16962, а также при температурах от 20 °C до 500 °C и от минус 60 °C до плюс 20 °C.
5 Требования к образцам
5.1 Образцы для испытания должны иметь форму и размеры, приведенные на рисунках 1 и 2 и в таблицах 1 и 2.
Примечание — В технически обоснованных случаях допускается применение образцов с длиной, отличной от приведенной на рисунках 1 и 2 и в таблицах 1 и 2.
В миллиметрах
| \epsilon | D | |
| Номинал | Предельное отклонение | |
| До 20 | 3,5 4,0 4,5 | h 9 |
| Св. 20 до 50 | 2,0 2,5 3,0 | |
В миллиметрах
| \epsilon | D | |
| Номинал | Предельное отклонение | |
| До 20 | 3,5 4,0 4,5 | h9 |
| Св. 20 до 50 | 2,0 2,5 3,0 | |
5.2 Размеры образца (D или H) измеряют в трех точках.
При расчете берут среднее арифметическое всех измерений. Образцы из диэлектрика могут иметь круглую и прямоугольную формы.
5.3 Испытание проводят не менее чем на трех образцах.
6 Требования к средствам измерения и вспомогательному оборудованию
6.1 Измерения следует проводить на установке, электрическая структурная схема которой приведена на рисунке 3.
6.2 Основные элементы установки, приведенной на рисунке 3, должны удовлетворять следующим требованиям:
- генератор СВЧ, перекрывающий диапазон частот от 2 до 3,5 ГГц, с выходной мощностью 20 МВт, обеспечивающий свипирование частоты;
- индикатор. Чувствительность усилителя по вертикали не хуже 70 мкВ/см с полосой пропускания от 20 Гц до 5 кГц и неравномерностью частотной характеристики не более 3 дБ;
- волномер резонансного типа с возбуждаемым колебанием вида H011, перекрывающий диапазон собственных частот от 2,5 до 3,5 ГГц. Нагруженная добротность — 20 000 — 30 000 с абсолютной погрешностью измерения 0,05%;
- резонатор измерительный, работающий на колебаниях типа E010, с добротностью не хуже 104. Резонатор должен иметь хорошую проводимость и устойчивость при работе в интервале температур от минус 60 °C до плюс 500 °C (серебро);
- ответвитель направленный с переходным ослаблением 15 — 20 дБ;
- камера тепла (холода), позволяющая проводить смену испытуемых образцов в процессе нагрева (охлаждения). Скорость подъема (понижения) температуры должна быть в пределах 3 — 5 °C/мин.
Измерение температуры проводится термопарами с погрешностью измерения +/- 1 °C.
1 — генератор; 2 — ответвитель направленный, 3 — вентили; 4 — резонатор измерительный; 5 — головка детекторная; 6 — волномер; 7 — индикатор
Рисунок 3 — Электрическая структурная схема
6.3 Для измерения образцов применяют:
- микрометр с ценой деления 0,01 мм — по ГОСТ 6507;
- штангенциркуль с отсчетом по нониусу 0,1 мм — по ГОСТ 166.
7 Подготовка к измерению
7.1 Включают установку, руководствуясь инструкцией по эксплуатации на установку.
7.2 Прогревают установку в течение 10 мин.
7.3 Получают четкое изображение резонансной кривой на экране электронно-лучевой трубки индикатора 2 в соответствии с рисунком 4.
Рисунок 4 — Резонансная кривая измерительного резонатора без образца
7.4 Настраивают волномер 3 на резонансную частоту измерительного резонатора f0, при этом сигнал от волномера (метка) должен совместиться с вершиной резонансной кривой.
8 Проведение измерения
8.1 Проведение измерения при температуре плюс 20 °C
8.1.1 Устанавливают образец диэлектрика в отверстие измерительного резонатора.
8.1.2 Получают на экране индикатора четкое изображение резонансной кривой в соответствии с рисунком 5.
Рисунок 5 — Резонансная кривая измерительного резонатора с образцом
8.1.3 Настраивают волномер на резонансную частоту резонатора с образцом f1.
Устанавливая метку на вершину резонансной кривой, а затем справа и слева на уровне половины ординаты в соответствии с рисунком 5 фиксируют число делений, соответствующих этим положениям метки, по шкале волномера (П1, П1', П1»).
8.1.4 Повторяют измерение по 8.1.3 для резонатора без образца, фиксируя число делений волномера, соответствующих тем же положениям метки на резонансной кривой (П0, П0', П0») в соответствии с рисунком 4.
8.2 Проведение измерения в интервале температур от минус 60 °C до плюс 20 °C
8.2.1 Устанавливают образец диэлектрика в измерительный резонатор.
8.2.2 Помещают измерительный резонатор в камеру холода.
8.2.3 Снижают температуру до заданной и удерживают в течение 5 мин.
8.2.4 Проводят измерения при заданной температуре в соответствии с 8.1.2 - 8.1.4.
8.3 Проведение измерения в интервале температур от 20 °C до 500 °C
8.3.1 Устанавливают образец диэлектрика в измерительный резонатор.
8.3.2 Помещают измерительный резонатор в камеру тепла.
8.3.3 Повышают температуру достаточно и выдерживают в течение 5 мин.
8.3.4 Проводят измерения при заданной температуре в соответствии с 8.1.2 - 8.1.4.
9 Обработка результатов
9.1 Диэлектрическую проницаемость \epsilon и тангенс угла диэлектрических потерь tg\delta вычисляют по формулам:
\epsilon = 1 + 0,538(\frac{R}{r})^{2} \cdot (\frac{f_{0} - f_{1}}{f_{0}}) , (1)
tg\delta = \frac{0,269}{E} (\frac{R}{\tau})^{2} \cdot (\frac{1}{Q_{1}} - \frac{1}{Q_{0}}) , (2)
где R — радиус измерительного резонатора, мм;
r — радиус образца круглого сечения или эквивалентной окружности образца прямоугольного сечения, мм;
f0, f1 - частоты, соответствующие числу делений П0 и П1 волномера, определенные по градуировочной кривой для резонатора без образца и с образцом, МГц;
Q0, Q1 — добротности резонатора без образца и с образцом, вычисляемые по формулам:
Q_{0} = \frac{f_{0}}{\Delta f_{0}} , (3)
Q_{1} = \frac{f_{1}}{\Delta f_{1}} , (4)
где \Delta f_{0} , \Delta f_{1} — полосы пропускания резонатора без образца и с образцом, МГц, вычисляемые по формулам:
\Delta f_{0} = (\text{П}_{0}' - \text{П}_{0}")C , (5)
\Delta f_{1} = (\text{П}_{1}' - \text{П}_{1}")C , (6)
где C — цена деления волномера по градуировочной кривой в рабочем интервале частот.
9.2 Упрощенное определение диэлектрической проницаемости образцов круглого сечения проводят по таблицам А.1 - А.6.
9.3 Диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь образцов определяют как среднее арифметическое параллельных измерений.
9.4 Расчет температурного коэффициента диэлектрической проницаемости ТКЕ, 1/°C, может быть проведен по формуле
\text{ТКЕ } = \frac{\epsilon_{2} - \epsilon_{1}}{\epsilon_{1} \cdot \Delta t} , (7)
где \epsilon_{1} — диэлектрическая проницаемость при температуре t1;
\epsilon_{2} — диэлектрическая проницаемость при температуре t2;
\Delta t — температурный интервал определения ТКЕ, равный t2 — t1.
9.5 Погрешность измерения на установке составляет для \epsilon — 2%, для tg\delta — 12%.
10 Требования безопасности
10.1 Для обеспечения безопасности при работе на установке для определения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь предусматривают меры безопасности.
10.1.1 Для предупреждения поражения электрическим током:
- надежное заземление всех металлических частей установки, которые могут оказаться под напряжением;
- защиту изоляций наружной электропроводки от металлических и термических повреждений;
- ограждение всех доступных для прикосновения токоведущих частей установки;
- снабжение камеры тепла блокировочным устройством, автоматически размыкающим электрическую цепь нагревателя в случае проникновения внутрь камеры.
10.1.2 Для предупреждения термических ожогов необходимо предусмотреть надежную теплоизоляцию камеры тепла (холода).
Температура наружных стенок камеры должна быть не ниже 15 °C и не выше 40 °C.
10.1.3 При использовании для охлаждения камеры жидкого азота необходимо соблюдение мер безопасности при работе со сжиженными газами.
10.1.4 Для предупреждения пожароопасности в процессе проведения испытаний необходимо предусмотреть оснащение помещения первичными средствами пожаротушения (огнетушитель).
10.2 Контроль параметров опасности необходимо проводить следующими методами и средствами:
- контроль сопротивления заземления — с помощью омметра любого типа;
- контроль сопротивлений изоляции электрооборудования — с помощью мегомметра типа М-110ГМ.
10.3 Общие требования взрывобезопасности и пожарной безопасности рабочих помещений при проведении измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.010.
10.4 Защитное заземление и зануление приборов и оборудования должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.030.
10.5 При выполнении измерений следует соблюдать требования безопасности, установленные ГОСТ 12.1.019 и ГОСТ 12.3.019.
10.6 Рабочее место персонала, проводящего измерения должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.032, ГОСТ 12.2.033, ГОСТ 12.2.061.
На рабочем месте необходимо предусмотреть общий выключатель, с помощью которого возможно одновременное отключение от сети испытательного оборудования и средств измерения.
ЗНАЧЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ДЛЯ ОБРАЗЦОВ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ
Значение \epsilon для образцов диаметром 2 мм
Значение \epsilon для образцов диаметром 2,5 мм
Значение \epsilon для образцов диаметром 3 мм
Значение \epsilon для образцов диаметром 3,5 мм
Значение \epsilon для образцов диаметром 4 мм
Значение \epsilon для образцов диаметром 4,5 мм
| УДК 621.315.61:006.354 | ОКС 81.040 |
| Ключевые слова: неорганические диэлектрики, резонансный метод определения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь | |