Gli scienziati dell'NPL hanno sviluppato miglioramenti a una tecnica per misurare la permittività dielettrica e la perdita di materiali alle frequenze MHz. Il metodo utilizzato prende il nome da due scienziati NPL che hanno sviluppato nel 1930, Hartshorn e Ward. I risultati sono presentati nel documento del team, "Misurazioni dielettriche a bassa perdita nella gamma di frequenza 1-70MHz utilizzando un analizzatore di rete vettoriale, " recentemente pubblicato in Scienza e tecnologia della misurazione . Questo metodo consente di determinare la permittività e la perdita di un foglio di materiale dielettrico posto tra le armature di un condensatore facendolo risuonare con un induttore a bobina. Il valore della tecnica è che si possono determinare perdite molto basse dalla misurazione di piccole variazioni del fattore Q.

Storicamente, il metodo Hartshorn e Ward è stato utilizzato per caratterizzare il polietilene utilizzato nei sistemi di cavi sottomarini prima dell'invenzione dei cavi in ​​fibra ottica. È stato stabilito che il polietilene prodotto nel Regno Unito ha subito perdite simili a quelle del materiale importato, con notevoli vantaggi per l'economia britannica. Esistono ancora requisiti per la misurazione della perdita di polimeri a bassa perdita utilizzati nell'industria elettronica. Un'altra applicazione è per la misurazione della perdita di finestre che vengono utilizzate nei sistemi a radiofrequenza ad alta potenza. Questi includono finestre in ceramica utilizzate nel reattore a fusione Joint European Torus (JET) per consentire l'ingresso di potenza RF per creare plasmi mediante riscaldamento a risonanza ciclotronica ionica (ICRH). Le misurazioni della perdita sono necessarie per dimostrare che le finestre hanno una resilienza sufficiente per evitare guasti per surriscaldamento.

Il lavoro appena pubblicato descrive come un sistema Hartshorn and Ward prodotto da ERA Technology negli anni '70 è stato adattato per utilizzare un Vector Network Analyzer invece di un Q-meter analogico. Descrive inoltre come sono state migliorate le incertezze utilizzando tecniche di modellazione numerica per correggere le misurazioni dell'effetto dei campi di frange attorno al bordo degli elettrodi. Nel documento è incluso un confronto completo delle misurazioni che include valutazioni dell'incertezza. Tangenti di perdita inferiori a 10 ^-5 può essere risolto.

Andrea Gregorio, Ricercatore senior, NPL afferma:"La misurazione della perdita dielettrica molto bassa presenta sfide uniche perché la dissipazione che si verifica nei campioni deve essere distinta da altre fonti di dissipazione nell'esperimento. Un esperimento di Hartshorn e Ward è stato portato nell'era digitale, rendendolo più comodo da usare e consentendo di ridurre l'incertezza di misura. Ho avuto la fortuna di ricevere aiuto da due lavoratori ospiti, G J Hill e M A Barnett, con molti anni di esperienza nella misurazione delle basse perdite. Questo lavoro ha portato a un documento metrologico completo, e uno strumento aggiornato che ora è una delle strutture di cui disponiamo come parte del Sistema nazionale di misurazione".