Los científicos de NPL han desarrollado mejoras en una técnica para medir la permitividad dieléctrica y la pérdida de materiales en frecuencias de MHz. El método utilizado lleva el nombre de dos científicos de NPL que desarrollaron en 1930, Hartshorn y Ward. Los hallazgos se presentan en el documento del equipo, "Mediciones dieléctricas de baja pérdida en el rango de frecuencia de 1 a 70 MHz mediante el uso de un analizador de redes vectoriales, "publicado recientemente en Ciencia y tecnología de la medición . Este método permite determinar la permitividad y la pérdida de una hoja de material dieléctrico colocada entre las placas de un condensador haciéndolo resonar con un inductor de bobina. El valor de la técnica es que se pueden determinar pérdidas muy bajas a partir de la medición de pequeños cambios en el factor Q.

Históricamente, El método de Hartshorn y Ward se utilizó para caracterizar el polietileno utilizado en los sistemas de cables submarinos antes de la invención de los cables de fibra óptica. Se estableció que el polietileno fabricado en el Reino Unido tenía una pérdida similar a la del material importado, con un beneficio considerable para la economía del Reino Unido. Todavía existen requisitos para la medición de la pérdida de polímeros de baja pérdida utilizados en la industria electrónica. Otra aplicación es la medición de la pérdida de ventanas que se utilizan en sistemas de radiofrecuencia de alta potencia. Estos incluyen ventanas de cerámica utilizadas en el reactor de fusión Joint European Torus (JET) para permitir la entrada de energía de RF para crear plasmas mediante calentamiento por resonancia de ciclotrón de iones (ICRH). Las mediciones de pérdida son necesarias para demostrar que las ventanas tienen suficiente resiliencia para evitar fallas por sobrecalentamiento.

El trabajo recientemente publicado describe cómo un sistema Hartshorn and Ward fabricado por ERA Technology en la década de 1970 se adaptó para usar un analizador de redes vectoriales en lugar de un medidor Q analógico. También describe cómo se mejoraron las incertidumbres mediante el uso de técnicas de modelado numérico para corregir las mediciones del efecto de los campos periféricos alrededor del borde de los electrodos. En el documento se incluye una comparación de medición completa que incluye evaluaciones de la incertidumbre. Tangentes de pérdida menores de 10 ^-5 se puede resolver.

Andrew Gregory, Investigador científico senior, NPL afirma:"La medición de una pérdida dieléctrica muy baja presenta desafíos únicos porque la disipación que se produce en las muestras debe distinguirse de otras fuentes de disipación en el experimento. Un experimento de Hartshorn y Ward se introdujo en la era digital, haciéndolo más cómodo de usar y permitiendo reducir la incertidumbre de la medición. Tuve la suerte de recibir ayuda de dos trabajadores invitados, G J Hill y M A Barnett, con muchos años de experiencia en medición de bajas pérdidas. Este trabajo ha dado lugar a un documento de metrología completo, y un instrumento actualizado que ahora es una de las instalaciones que tenemos como parte del Sistema Nacional de Medición ".