Cientistas do NPL desenvolveram melhorias em uma técnica para medir a permissividade dielétrica e a perda de materiais em frequências MHz. O método usado tem o nome de dois cientistas do NPL que desenvolveram em 1930, Hartshorn e Ward. Os resultados são apresentados no artigo da equipe, "Medições dielétricas de baixa perda na faixa de frequência de 1 a 70 MHz usando um analisador de rede vetorial, "publicado recentemente em Ciência e tecnologia de medição . Este método permite que a permissividade e a perda de uma folha de material dielétrico colocada entre as placas de um capacitor sejam determinadas por ressonância com um indutor de bobina. O valor da técnica é que perdas muito baixas podem ser determinadas a partir da medição de pequenas mudanças no fator Q.

Historicamente, o método Hartshorn e Ward foi usado para caracterizar o polietileno usado em sistemas de cabos submarinos antes da invenção dos cabos de fibra óptica. Foi estabelecido que o polietileno feito no Reino Unido teve perda semelhante ao material importado, com benefícios consideráveis ​​para a economia do Reino Unido. Ainda existem requisitos para medição de perda de polímeros de baixa perda usados ​​na indústria eletrônica. Outra aplicação é para medição de perda de janelas que são utilizadas em sistemas de radiofrequência de alta potência. Isso inclui janelas de cerâmica usadas no reator de fusão Joint European Torus (JET) para permitir a entrada de energia de RF para criar plasmas por aquecimento de ressonância cíclotron iônica (ICRH). As medições de perda são necessárias para demonstrar que as janelas têm resiliência suficiente para evitar falha por superaquecimento.

O trabalho recém-publicado descreve como um sistema Hartshorn and Ward fabricado pela ERA Technology na década de 1970 foi adaptado para usar um Vector Network Analyzer em vez de um Q-meter analógico. Ele também descreve como as incertezas foram melhoradas com o uso de técnicas de modelagem numérica para corrigir as medições do efeito dos campos marginais ao redor da borda dos eletrodos. Uma comparação de medição abrangente que inclui avaliações de incerteza está incluída no artigo. Perda tangentes menores que 10 ^-5 pode ser resolvido.

Andrew Gregory, Cientista Pesquisador Sênior, NPL declara:"A medição de perda dielétrica muito baixa apresenta desafios únicos porque a dissipação que ocorre nas amostras deve ser distinguida de outras fontes de dissipação no experimento. Um experimento Hartshorn e Ward foi trazido para a era digital, tornando-o mais conveniente de usar e permitindo que a incerteza de medição seja reduzida. Tive a sorte de receber ajuda de dois trabalhadores convidados, G J Hill e M A Barnett, com muitos anos de experiência em medição de baixa perda. Este trabalho levou a um artigo de metrologia abrangente, e um instrumento atualizado que hoje é uma das facilidades que temos como parte do Sistema Nacional de Medição. ”