● 摘要
介电性能是材料物理性能表征中的重要内容，它直接反映了材料作为功能材料的潜在能力，作为材料介电性能参数之一的介电常数在材料物理性能研究中占有重要的地位。高分子聚合物是一种应用十分广泛的功能材料，它的介电常数也是影响其应用范围的一大性能指标。 平行板电容传感器测试是一种成熟、可靠的介电常数测试方法，但该方法对薄膜材料介电常数的测试在技术方面仍存在一定的欠缺，尤其是在精确数字定量和测试过程自动化方面还有很多需要改进的地方。 本文介绍了基于AVR单片机的介电数值测试系统的研究，方案利用了电容充放电和平行板电容器设计的基本原理。在实际测试过程中，我们创新地设计了薄膜材料电容传感器的制备方法。本方法利用平行板电容器的基本构成原理并结合高分子薄膜材料的结构特点，采用多层薄膜卷压的方法，实现了对高分子聚合物薄膜材料介电常数的精确测量。 试验过程中，测试系统使用继电器智能控制电路实现对被测物质（电容）进行固定频率脉冲充电；充电一段时间后，继电器智能控制电路控制闭环测试系统放电，并利用电压跟随器实现对电容放电电压信号的实时采集，采集到的信号通过AD转换器转换，并送往单片机进行处理；再将信号实时通过232串行总线上传到PC机上进行滤波、存储、画图等操作，实现了实验过程的自动化；后续数据处理借助专业统计软件可方便得出介电常数的值。 该实验过程实现了计算机数字化采集，精度高，安全可靠。