儀(yí)表(biǎo)控(kòng)製(zhì)電纜和高速(sù)數字通(tōng)訊電(diàn)纜的芯(xīn)綫電容(róng)，是(shì)影(yǐng)響(xiǎng)電纜傳(chuán)輸性能的(dí)重要(yào)參數(shù)，將(jiāng)同(tóng)軸(zhóu)電(diàn)纜(lǎn)單位長度(dù)電(diàn)容(róng)控製在允許範(fàn)圍之(zhī)內，可以保證電纜(lǎn)傳(chuán)輸阻(zǔ)抗(kàng)的均匀
。測(cè)量成(chéng)品(pǐn)同(tóng)軸(zhóu)電(diàn)纜(lǎn)電容(róng)，隻需(xū)用電(diàn)容(róng)測(cè)試儀的兩個測(cè)試夾(jiā)，分(fēn)別(bié)連接(jiē)到電(diàn)纜(lǎn)的(dí)內外(wài)兩(liǎng)個導體即(jí)可(kě)
。而對於(yú)沒有加(jiā)上外(wài)導體(tǐ)的電纜絕緣芯綫(xiàn)，隻(zhī)有一(yī)個內(nèi)導體(tǐ)電極，無法(fǎ)用(yòng)電(diàn)容測試儀(yí)直接(jiē)測(cè)量
。為(wéi)此，我們對如何(hé)測量同軸電(diàn)纜(lǎn)芯綫電(diàn)容的方(fāng)法(fǎ)進(jìn)行了(liǎo)研究(jiū)
。

1 同軸電(diàn)纜(lǎn)電(diàn)容
1．1 電容(róng)計算公式(shì)

式中
：C為(wéi)電纜單位長(cháng)度電容（pF／m）；ε為絕(jué)緣介(jiè)質的相對(duì)介(jiè)電(diàn)常數(shù)；D為電(diàn)纜(lǎn)的外(wài)導體內徑即(jí)絕緣層(céng)外徑(jìng)（mm）；d為電纜(lǎn)的內(nèi)導體(tǐ)外(wài)徑（mm）
。
由上(shàng)式(shì)可知(zhī)，電(diàn)容(róng)的大小(xiǎo)和內(nèi)導體外(wài)徑，絕緣材料(liào)（不同材料(liào)ε不(bù)同），外(wài)導體內(nèi)徑(jìng)（絕(jué)緣層(céng)外徑），發(fā)泡度(dù)（影響ε）相(xiāng)關
。隻(zhī)要D，d，ε控製在一(yī)定範(fàn)圍內(nèi)，當(dāng)內導體直(zhí)徑(jìng)d和絕(jué)緣層外(wài)徑(jìng)D確定(dìng)後，介電(diàn)常數(shù)ε就決定了電纜的電容
。
1．2 發泡度對電容(róng)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)
發(fā)泡(pào)度就是(shì)發泡體(tǐ)中含(hán)多少百(bǎi)分比的(dí)氣(qì)體(tǐ)，可按(àn)下(xià)式計算(suàn)
：

式中(zhōng)
：P為發泡度（％）；do-為(wéi)基材原有(yǒu)的密(mì)度；d為(wéi)發(fā)泡體的密度(dù)
。
對於發泡(pào)電纜，ε與發(fā)泡度有直(zhí)接，PE材料發泡度與(yǔ)電容(róng)的關係(xì)參見(jiàn)表(biǎo)1
。

由(yóu)表1可(kě)以(yǐ)看(kàn)出，發(fā)泡(pào)度大時ε小；發泡(pào)度小(xiǎo)時ε大(dà)
。在(zài)內導體(tǐ)外(wài)徑及絕緣(yuán)外徑確定(dìng)的(dí)情況下，隻要(yào)控製發泡度的(dí)大(dà)小，就(jiù)能控(kòng)製電容(róng)值
。反(fǎn)過(guò)來(lái)，測(cè)量(liáng)電容(róng)有助於(yú)電纜(lǎn)芯綫在擠(jǐ)出過(guò)程(chéng)中及時(shí)調整發泡(pào)度
。

2 電容(róng)的(dí)測量(liáng)
1．1小節(jié)中(zhōng)的(dí)電(diàn)容計算(suàn)公式(shì)可(kě)用於(yú)設(shè)計同軸電(diàn)纜，在實際生產(chǎn)中(zhōng)內導體直徑(jìng)，絕緣(yuán)外徑(jìng)的(dí)變(biàn)化(huà)，會引起(qǐ)電容(róng)值的變(biàn)化
。隻(zhī)有(yǒu)通過(guò)測量(liáng)，才(cái)能(néng)知(zhī)道(dào)實際電(diàn)容(róng)值
。電(diàn)容通常有兩(liǎng)個電(diàn)極，電(diàn)極之(zhī)間夾(jiā)以絕(jué)緣(yuán)層(céng)，而同軸電纜芯綫(xiàn)隻有一(yī)個(gè)內導(dǎo)體電極(jí)，外麵是(shì)絕(jué)緣(yuán)層，要(yào)測量(liáng)芯綫(xiàn)的(dí)電容，須在絕緣層外(wài)麵再(zài)設置一個電(diàn)極，這樣就組(zǔ)成了(liǎo)一(yī)個圓柱體電容
。
2．1 測量途(tú)徑分析
2．1．1 金屬箔(bó)作為外電(diàn)極
在絕(jué)緣(yuán)層外(wài)麵繞(rào)包一(yī)層銅箔(bó)或(huò)鋁(lǚ)箔等金屬箔(bó)，測量內導體(tǐ)和金(jīn)屬(shǔ)箔之(zhī)間的(dí)電(diàn)容(róng)
。由(yóu)於(yú)金(jīn)屬箔繞(rào)包的鬆緊，疊縫(féng)空(kōng)隙(xì)等因(yīn)素(sù)，會(huì)對測量(liáng)結果造成(chéng)較大影響(xiǎng)
。
2．1．2 水銀(yín)作為電極(jí)
在(zài)一(yī)個(gè)管狀(zhuàng)容器中放入(rù)導(dǎo)電的水(shuǐ)銀(yín)，將電(diàn)纜芯(xīn)綫浸入水銀中，測量內(nèi)導體(tǐ)和水銀電(diàn)極之(zhī)間(jiān)的電(diàn)容值(zhí)
。由於水銀密度較大，芯(xīn)綫浸入其中(zhōng)，對(duì)絕緣(yuán)層有一定的壓力，容(róng)易(yì)使(shǐ)塑料等軟(ruǎn)性(xìng)材料(liào)變形，改變原(yuán)有的幾何(hé)尺寸(cùn)，而(ér)且該方法(fǎ)在測量(liáng)中會產(chǎn)生水銀蒸(zhēng)發(fā)，汙染環(huán)境(jìng)，不(bù)利於(yú)身(shēn)體健康(kāng)
。
2．1．3 用普通清(qīng)水(shuǐ)作為(wéi)電(diàn)極(jí)
將(jiāng)清(qīng)水注(zhù)入(rù)管(guǎn)狀容器(qì)，電纜芯綫(xiàn)浸入水中，測量內導(dǎo)體和(hé)水電極之(zhī)間(jiān)的(dí)電(diàn)容(róng)值
。該(gāi)方法成本低，安全無(wú)汙染(rǎn)
。
2．2 芯(xīn)綫電容(róng)測量裝置
2．2．1 測(cè)量裝置結構(gòu)
按(àn)2．1．2及2．1．3小節提出的測量方法，均需要(yào)製作一個(gè)專(zhuān)門(mén)的電容測量裝(zhuāng)置
。根(gēn)據(jù)待(dài)測電(diàn)纜(lǎn)直徑，長度，考(kǎo)慮測(cè)量(liáng)誤差等(děng)因(yīn)素(sù)，設計製作了(liǎo)一(yī)個測(cè)量(liáng)裝置（結(jié)構(gòu)示意(yì)見(jiàn)圖1）
。
2．2．2 測量裝置(zhì)韻設計(jì)要求
底盤有(yǒu)足夠(gòu)的(dí)麵積和質(zhì)量(liáng)，以(yǐ)保持裝置的穩定(dìng)，立柱(zhù)長時相(xiāng)應(yīng)增加底(dǐ)盤(pán)麵積；立柱(zhù)長度根據樣(yàng)品長(cháng)度設計(jì)；絲杆長度(dù)主(zhǔ)要考慮樣品(pǐn)浸(jìn)入水中(zhōng)對準(zhǔn)刻(kè)綫時的調(tiáo)節範圍(wéi)，至少(shǎo)有30mm的(dí)可(kě)調範(fàn)圍(wéi)；樣品固(gù)定板隨(suí)升降螺(luó)母(mǔ)轉動(dòng)而(ér)上下移動，靜(jìng)止時(shí)，其(qí)上下活動(dòng)問隙(xì)盡(jìn)可(kě)能小(xiǎo)；為(wéi)了減小(xiǎo)環境中電磁場的幹(gān)擾，要(yào)采取屏蔽措施
。
2．2．3 測量原理
將(jiāng)被測樣品下端(duān)用(yòng)絕緣物質(zhì)封住端口，放入盛(shèng)有自來(lái)水(shuǐ)的(dí)容器(qì)，利(lì)用樣品固(gù)定(dìng)板(bǎn)將樣品(pǐn)固定
。由(yóu)於水(shuǐ)是導(dǎo)電(diàn)液(yè)體，流動性好(hǎo)，能夠均匀地包(bāo)裹(guǒ)在絕(jué)緣層(céng)外麵，在水(shuǐ)中(zhōng)插(chā)入一(yī)根(gēn)導(dǎo)綫（裸(luǒ)銅(tóng)綫），相(xiāng)當於(yú)在絕緣(yuán)層(céng)外(wài)增(zēng)加一個電極(jí)
。將電容(róng)測試(shì)儀的(dí)測量夾(jiā)，分別(bié)連接到內外兩個導體(tǐ)，即(jí)可(kě)測(cè)量外(wài)導體(tǐ)和內(nèi)導(dǎo)體之間的(dí)電(diàn)容(róng)值
。
2．2．4 電容測試儀的(dí)選(xuǎn)擇(zé)
根(gēn)據(jù)被測樣品對電容測(cè)量結(jié)果(guǒ)示值誤(wù)差的(dí)要求，選(xuǎn)擇電容(róng)測(cè)試儀的(dí)準(zhǔn)確度(dù)等(děng)級
。滿足電(diàn)容(róng)測(cè)試(shì)儀誤(wù)差小(xiǎo)於等於1／3樣(yàng)品測(cè)量結(jié)果(guǒ)的(dí)允(yǔn)許(xǔ)誤(wù)差，例(lì)如，芯綫(xiàn)電(diàn)容測(cè)量(liáng)結果允許誤(wù)差±0．6pF，則電容(róng)測(cè)試(shì)儀的示值誤差(chà)要小(xiǎo)於等(děng)於(yú)±0．2pF
。也(yě)可以選(xuǎn)用(yòng)LCR數字電橋測量電(diàn)容
。
2．2．5 長度測量儀器選(xuǎn)擇
根據樣(yàng)品長度(dù)測量(liáng)需要(yào)，選(xuǎn)擇(zé)1m或2m，分(fēn)辨率1mm的(dí)鋼(gāng)直尺
。為了測(cè)量方便(biàn)，把鋼直尺固(gù)定(dìng)在一(yī)端裝有擋板的木板上，擋板(bǎn)的垂(chuí)直端麵(miàn)正好對準鋼直尺起點端(duān)
。測量時隻要把電(diàn)纜一端頂住擋(dǎng)板就(jiù)可(kě)量取(qǔ)規定的(dí)長(cháng)度，並標注(zhù)刻綫(xiàn)
。
2．2．6 溫度(dù)測量(liáng)儀(yí)器的選(xuǎn)擇(zé)
可(kě)選擇(zé)玻璃溫度計或數(shù)字式溫(wēn)度(dù)表(biǎo)，測量範圍0～50℃，分(fēn)辨率(shuài)0．5℃
。溫度計插入容器中(zhōng)不影(yǐng)響樣品插入(rù)的(dí)位置
。