导体电阻不确定度
导体直流电阻测量不确定度评定研究
《装备维修技术》2020年第18期—15—导体直流电阻测量不确定度评定研究任国骏 张宏林（秦皇岛市质量技术监督检验所，河北 秦皇岛 066004）1 导体直流电阻测量不确定度因素分析1. 1 试验环境温度GB /T 3048. 4—2007中规定 :型式试验时试样应在温度（15～25 ） ℃和湿度不大于 85%的试验环境中放置足够长时间，在试样放置和试验过程中，环境温度变化应不超过±1 ℃。
温度计距离地面不少于1m，距离墙面不少于10cm，距离试样不超过1m，且二者大致在同一高度，避免受热辐射和空气对流影响。
另本文讨论的内容属于型式试验范畴，对标准中涉及的例行试验内容不作分析。
2007版标准作出了修改和完善，比较重要的一点是将“测量时的环境温度”修改为“测量时的导体温度”。
由于技术有限,只能用环境温度代替导体温度 ,但测试过程中环境温度一直处于波动中 ,测试温度的取值也是本文讨论的一个重要方面。
1. 2 测试设备直流电阻测试一般采用电桥法，主要分单臂电桥及双臂电桥。
双臂电桥测试范围: (2 ×10-5～99. 9) Ω ,单臂电桥:(1～100) Ω。
对于电线电缆导体电阻型式试验而言，应采用双臂电桥。
目前最经典的小电阻测量电桥仍为36型电桥，本文重点讨论其测量系统中各个因素带来的不确定度的评定。
36型电桥测试系统一般包含:电桥系统、测温系统、夹具装置,这也是影响不确定度的主要因素。
2导体电阻测量不确定度数学模型的建立电线电缆导体直流电阻测试按照GB /T 3048. 4—2007，其对试验设备、试样制备、试验程序和试验结果及计算都有详细的阐述。
数学模型可以参考电阻计算公式，如下:120201000)20(1L t R R i i ∙-+=α (1)式中, R 20为20 ℃时每公里的导体电阻(Ω /km) ; R 为在温度为t i ℃、长度为L i 时导体电阻(Ω ) ;α20为20 ℃时导体电阻温度常数(1 /℃)。
导体直流电阻扩展不确定度评定
导体直流电阻不确定度评定一、概述1.测量方法：GB/T 5023.2-2008；评定方法：JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》；2.环境条件：温度：20.2℃；湿度：55%RH ；3.试验设备：电阻测量设备：低电阻直流电阻测试仪 QJ36S ，精度；0.1μΩ； 温度测量设备：低电阻直流电阻测试仪 QJ36S ，精度：0.1℃； 长度测量设备：电阻夹具DQ-240；精度：1mm; 4.被测对象：内蒙古自治区产品质量检验研究院能力验证样品，编号：ZLDZ 047，颜色：蓝色，试样长度：约1800mm;5.测量过程：在20±1℃环境下放置24小时后，进行试验。
二、数学模型直流电阻（依据GB/T 5023.2-2008/IEC 60227-2:2003中公式）数学模型为：Lt 10005.2345.254R R t20⨯+=式中：t -测量时的试样温度，℃；R 20-20℃时导体直流电阻，Ω/km;R t -t(℃)时，长度为L （m ）电缆的导体直流电阻，Ω； L-电缆试样长度，m 。
三、测量不确定度原因的确定：依据直流电阻数学模型可知，引起的测量不确定度原因为由测量R t 、L 、t 时引入的不确定度。
样品测试采用标准电桥（长度取1m ）。
由直流电阻数学模型可得，R t 、L 、t 测量引入的不确定度分量的灵敏系数分别为：L10005.2345.254R R C t 20R ⨯+=∂∂=t L 10005.2345.254C 220⨯+-⨯=∂∂=）（t R t R t t 220l 10005.2345.254C Lt R L R t ⨯+-⨯=∂∂=上式中R t 为测试平均值，t 为测试时温度。
四、测量不确定度分量的计算：1、A 类不确定度评定（各种随机因素影响使读数不重复）：测量直流电阻得到数据如下：单位m Ω（1×10-3Ω) 测量参数正向电流 反向电流 被测样品直流电阻R t ，m Ω 7.2157.213平均直流电阻R t ，m Ω 7.214计算结果R 20,Ω/km(20℃) 7.2097.210 平均值Ω/km(20℃) 7.210依据公式：Lt 10005.2345.254R R t20⨯+=，因测量次数较少（少于10次），由样品重复性测试引入的平均值标准不确定度，采用JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》第4.3.2.3条极差法进行计算：nC R )S(R =)(R t t A =u 其中R-极差，最大值与最小值之差为：0.002m Ω；C-极差系数，查上表可得测量次数为2时C=1.13； n-测量次数，n=2。
电线电缆导体直流电阻测量不确定度分析
电线电缆导体直流电阻测量不确定度分析摘要：根据GB/T 3048.4-2007标准，对导体直流电阻进行了测量，通过对影响测量不确定度的分量进行分析，评定导体直流电阻测量不确定度。
关键词：电线电缆导体；直流电阻测量；不确定度导体直流电阻是电线电缆导体中极重要的检测项目，电线电缆导体导体直流电阻越小越好，要想更好的了解和掌握电线电缆的质量状况，就需要对线电缆导体的直流电阻进行准确测量。
日常检测工作获得的直流电阻数值，为被测量的近似值。
为了评价其准确性与可靠度，就需对其不确定度进行评定，根据测量不确定度的影响因素，通过各个分量的评定，合成标准不确定度。
1.试验过程1.1试验设备和试样本试验采用QJ36S导体电阻测试仪，钢直尺、JM222温度计、GJWS-B2温湿度表等仪器设备。
1.2试验方法和条件测试方法：按照GB/T 3048.4-2007要求，利用QJ36S导体电阻测试仪进行试验。
试验条件：温度20.2℃，湿度60%。
2.电线电缆导体直流电阻测量不确定度分析2.1数学模型的建立按照GB 3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》，来进行导体直流电阻测量，其中每km长度电阻在20℃时的测量公式如下： 2.2不确定度来源测量不确定度是“表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数。
在电线电缆导体直流电阻测量结果中，通常需要给出相应的不确定度导体直流电阻测量不确定度包括A类和B类评定，对重复性的测量值（RX）进行统计学分析，并对其标准不确定度进行计算的方法称A类评定；电线电缆导体直流电阻测量时，由于设备、环境、人员素质等无法进行重复测量时，此时不能由A类评定获取不确定度，这样就可以选择非统计方法进行评定，即所谓的B类评定方法。
在对电线电缆导体直流电阻测量过程中所产生的不确定度来源包括了下述几个方面：（1）测量结果（RX）引入的标准不确定度分量；（2）长度（L）引入的标准不确定度分量；（3）温度（t）引入的标准不确定度分量。
电气电缆导体电阻不确定度的评定
254.5 1000 234.5 21 1
0.9961103 / km
c2
R20 t
Rt
254.5 1000 (234.5 t)2 L
0.0001893 254.5 1000 0.00074 / C km (234.5 21)2 1
武汉凯迪绿色能源开发运营有限公司中心试验室
c3
u1
电桥示值
u11
测量重复性 A
t
u12
电桥误差
B 均匀
3
u2
反正
温度波动
B
弦
2
u3
测量夹具 B 均匀
3
合成标准不确定度 uc (ui )2 0.00105 / km
i
包含因子 k p 2
0.000092mΩ
0.00009mΩ
996.1 /km
0.00018 Ω/km
0.00002mΩ
1.4℃
u3
1 0.58 103 m 3
5、合成标准不确定度计算
uc
c12u12
c
2 2
u
2 2
c32u32
996.12 0.0000922 0.0012 - 0.000742 1.42 - 0.18862 0.582 0.0012
0.00105 / km
6、扩展不确定度 取 k p 2 计算得
U k p uc 2 0.00105 0.0021 / km
武汉凯迪绿色能源开发运营有限公司中心试验室
7、结果报告 测量的电缆导体电阻 R20 (0.1885 0.0021) / km（包含因子 k p 2 ，对应约 95%的 置信概率）
对试样作 4 次重复测量，每次测量过程均包括试样重新装夹、试样拉直后夹紧 等操 作，因此 u11 已含有试样装夹时的绷直程度（影响试样的有效测量长度）变动、 电压取样刀口与试样接触位置及状态变动、对电桥作平衡读数操作的变动性等随机 因素的影响。用第一组 4 次测量的实验标准差和第二组 4 次测量的实验标准差，按 贝塞尔公式算得合并样本标准差 S p =0.00009 mΩ 。实际测量只测 1 次作为结果，故
电线电缆导体电阻不确定度评定
电线电缆导体电阻不确定度评定摘要：不确定度评定即通过建立数学模型实现对试验结果影响因素的定量分析，根据计算结果大小判定测量结果的可信程度。
相较于以往的电线电缆导体电阻不确定度评定方法，本文在计算中增加了试验温度波动的影响因素，详细分析了电线电缆导体电阻不确定度的计算过程。
关键词：电线电缆导体电阻不确定度在依据GB3048.4-2007[1]进行电线电缆导体电阻测量的过程中，试验结果受试验环境、仪器、试样长度等因素的影响，本文中的试验电缆型号为BV2.5mm2，试验仪器为QJ57型直流双臂电桥，电缆采用四端夹具固定，温度计精度±1℃。
1、数学模型由式（1）知试验受到R、t、L等影响，且互不相关，分别作不确定度分析。
采用QJ57电桥测量导体电阻的不确定度来源主要有：a．由导体电阻测量仪器测量电阻Rt引入的不确定度分量u1，包括双臂电桥允许误差引起的不确定度分量u11以及在环境温度下重复性测量引起的不确定度分量u12；b．由测温系统引入的不确定度分量u2，包括温度计本身的不确定度分量u21以及测量环境温度波动引起的不确定度分量u22；c．由钢卷尺测量专用电位夹头之间的试样长度L引入的不确定度分量u3，包括钢卷尺允许误差引起的不确定度分量u31以及钢卷尺重复性测量引起的不确定度分量u32。
2、不确定度分量的评定2.1 由导体电阻测量仪器测量电阻Rt引入的不确定度u1的评定（1）由双臂电桥允许误差引起的不确定度分量u11，选用B类方法评定，试验用双臂电桥的最大允许误差为±0.000002Ω：（2）环境温度下重复性测量试样直流电阻引起的不确定分量u12用A类方法评定，试验共重复测量10次，以正反两次读数的平均值作为测量结果，数据见下表：2.2由测温系统引入的不确定度分量u2的评定（1）由温度计测量环境温度t引入的不确定度分量u21用B类方法评定。
试验用温度计测量误差为±0.5℃：置信水平为95%，K=2,扩展不确定度为U=0.0142×2=0.0284Ω/km4、测试结果不确定度报告试验电缆20℃时每千米导体电阻为：R20=(6.8012±0.0284)Ω/km参考文献：[1]《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻》。
直流双臂电桥测量导体电阻的不确定度评定
1.测量方法在测试室温度恒定时对BV2.5mm 2的聚氯乙烯绝缘电线的导体电阻进行检测。
电桥测试档置于×0.1档,该档示值误差为±0.5%R t 。
R t 读数为7.332×10-3Ω，仪器分度值为5×10-6Ω。
温度计示值误差为±0.1℃，温度计读数22.0℃。
2.数学模型t R Lt R 10005.2345.25420⨯+= t —试验时的摄氏温度(℃)L —被测导体测试段的长度(m)R t —仪器测得的导体电阻读数3.不确定度传播律:()L u R u t t u R u rel t rel rel 22220)(5.234)()(++⎥⎦⎤⎢⎣⎡+= 4.标准不确定度的评定4.1 )(t u 的评定温度计示值误差为±0.1℃，校准证书未给出置信概率，故取k=205.01.0)(==kt u ℃ 4.2 )(t rel R u 的评定因仪器说明书未说明置信概率，故取k=23105.2%5.0)(-⨯==kR u t rel 4.3 )(L u rel 的评定导体测试段长度的误差不会超过1mm ，估计为均匀分布，3=k4108.53/001.0)(-⨯==L u rel5.相对合成标准不确定度)(20R u rel ()2423220108.5)105.2(225.23405.0)(--⨯+⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=R u rel =0.25%6..相对扩展不确定度)(20R U rel取包含因子k=2)(20R U rel =2×0.25%=0.5%7.测量不确定度报告R 20=7.27Ω/km )(20R U rel =0.5% k=2 名句赏析不限主题不限抒情四季山水天气人物人生生活节日动物植物食物山有木兮木有枝，心悦君兮君不知。
____佚名《越人歌》人生若只如初见，何事秋风悲画扇。
____纳兰性德《木兰词·拟古决绝词柬友》 十年生死两茫茫，不思量，自难忘。
导体直流电阻测量的不确定度
导体直流电阻测量的不确定度
1、目地
合理评估导体直流电阻测量结果的不确定度
2适用范围本公司导体直流电阻测量不确定度的评定
3、仪器设备及相关技术指标
仪器设备：TH2512B氐电阻测试仪
示值偏差：土0.1%+3 样品：2.5mn2铜芯线
4、测量不确定度来源分析
导体直流低电阻测量不确定度的来源主要有
①测量误差
②设备的示值偏差
5、标准不确定度的评定
由于环境温度，供电电压波动，人员读书等因素的影响，会造成测量结果的分散性，事先用低电阻测试仪对铜芯线样品进行次重复测量，测得数据如下：
用贝塞尔公式计算单次测量偏差
壯丄13+121+7.14丰7.14+7」6+7.15+7.13+?」4+7」3+7.15 二］148MQ
10
1 2 夕丁
s (x) = J (7.13-7348) X3+(7」4-X3+(7J5-7J48) ^(7.16-7.148) +(7.21-7.148)
10-1
=0. 00057
标准不确定度:
U(x)0. 00057
二0. 00018
6、设备的示值偏差标准不确定度分量的评定
低电阻测试仪最大的值偏差土0.1% 包含因子取方X7.148MQ = 0.004MQ
7、直流电阻测量合成标准不确定度
J 0.0001S2+ 0.004" =0 0126MQ
8直流电阻的测量扩展不确定度（K=2）
U 二0,0126X2 二0.025MQ。
电力电缆导体直流电阻测量不确定度评定
电力电缆导体直流电阻测量不确定度评定电力电缆导体直流电阻测量不确定度评定一、概述1.1 目的评定标称截面面积mm 2的电力电缆的单芯铜导体在温度20±0.5℃，空气湿度≤75％时，导体直流电阻测量的不确定度。
1.2 检测依据的标准GB 3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
1.3 检测使用的仪器设备(1) 双臂电桥，型号：QJ36，准确度等级：0.02级；(2) 标准电阻，型号：BZ3，准确度等级：0.01级； (3) 水银温度计，最大允许误差±0.2℃； (4) 专用四端夹具。
1.4 检测程序从被试电线电缆上切取长度不小于 m 的试样，去除试样导体外表面的绝缘、护套或其它覆盖物，露出导体。
在试样接入测量系统前，清洁其连接部位的导体表面，去除附着物和油垢，连接处表面的氧化层应尽可能除尽后。
将铜导体试样固定在专用四端夹具上，双臂电桥的四个测试端与导体两端可靠连接后闭合直流电源开关，仪器完成预热后开始测试。
调节电桥平衡，读取电桥读数，记录至少四位有效数字，当试样的电阻小于0.1Ω时，应用相反方向电流在测量一次，读取读数。
关闭试验电源后测量夹具电压极之间铜导线的实际长度并记录，记录环境温度，将测量结果折算到20℃。
1.5 不确定度评定结果的应用符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本例的评定方法。
二、数学模型测量结果由以下公式计算得到：lR R R t R s x 1)20(00393.011120??-+=(1)式中：R 20x ——铜导体20℃时每公里电阻测量值，Ω/km ；t ——环境温度测量值，℃； R ——电桥测量读数，Ω； R 1——电桥内部电阻，Ω； R s ——标准电阻，Ω；l ——电压极导体间的长度，m 。
由于测试时温度可以控制在（20±0.5）℃范围内，1)20(00393.011≈-+t ，则式(1)可简化为：1111201--=?≈l R R R lR R R R s s x (2) 三、灵敏系数考察式(2)可知，被测量铜导体20℃时每公里电阻测量值R 20x 为相互独立的输入量R 、R 1、R s 、l 的线性函数。
长导体直流电阻测量不确定度来源分析及控制
长导体直流电阻测量不确定度来源分析及控制对于GB/T 3048.4-2007中规定需要采用长导体测量导体直流电阻的情况，从实际测量数据出发，分析了影响测量正确性因素，对比了不确定度因数的影响，提出应将导体长度测量与实测电阻代入公式计算后一起进行A类评定方法，并进行了评定。
标签：长导体；直流电阻测量；来源分析TB0概述电线电缆导体直流电阻测量的方法是GB/T 3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
通常检测时依据标准将从电线电缆上切取长度不小于1m的试样，安装在专用的四端测量夹具测量。
该夹具外侧为电流电极，内侧为电位电极。
两个电位电极之间距离定长为1m。
测量1m长度导体的电阻值，并根据公式（1）换算至导体在温度为20℃时每公里长度电阻值。
同时由于铝在空气中极易被氧化的特性，其表面均有一层氧化层，而氧化层的电阻率大于铝导体本身的电阻率。
虽然标准中4.3款要求：“试样在接入测量系统前，应预先清洁其连接部位的导体表面，连接处表面的氧化层应尽可能除尽。
”但是该氧化层不仅存在于绞合导体的外表面，还存在于绞合导体各个单线之间。
导体的截面越大，单线之间的总接触电阻随之增大。
通常采用增加导体电阻试样长度的方法，减少接触电阻对导体电阻测试的影响。
标准的4.4.1款推荐了几种试样的长度，因此铝芯绞线的导体电阻测量时经常出现3m、5m、10m的试样。
因此需要对这种较长的导体试样进行导体电阻测量不确定度的来源分析并加以控制。
1测量步骤及环境1.1设备及样品（1）本次测量样品是2014年由上海电缆研究所组织的能力验证的样品，是一根长约3.5m、7根单丝绞合的铝导体。
（2）PC36C直流电阻测量仪，该试验仪内置有铜、铝导线温度校正功能。
既当试验温度在15℃-25℃范围内，通过设定温度校正开关，将实测的电阻值根据GB/T3048.4推荐的公式（2）自动换算到该导线在基准温度20℃时的电阻值。
导体电阻不确定度
导体电阻测量一．概 述1.目的评定导体电阻测量结果的不确定度，指导检测员按规程正确操作，保证检测结果科学、准确。
2.依据的技术标准GB/T3048.4-2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
3.使用的仪器设备直流电阻测试仪：型号：SB2230。
4．测量原理及检测程序从被试电线电缆上切取长度不小于1.2米的试样，安装在电桥架上并拉直。
按仪器说明书连接好电路，接通电源预热60min 即可进行测量，直接读数x R 单位为Ω。
5．不确定度评定结果的应用符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本例的评定方法。
二．数学模型20R =t x K R L1000式中：20R --20℃时每公里长度电阻值，单位为Ω/km ；x R --t ℃时L 长电缆的实测电阻值，单位为Ω；t K --测量环境温度为t ℃时的电阻温度校正系数；L--试样的长度为1m 。
导体电阻测量在t ℃时测量导体电阻校正到20℃时的温度校正系数t K三．测量不确定度的来源分析导体电阻测量结果不确定度来源主要包括：(1)测量重复性的不重复引入的标准不确定度u A1，采用A 类方法评定； (2) 直流电阻测试仪误差引入的标准不确定度u B1，采用B 类方法评定；四．标准不确定度的评定1.在同一试验条件下，水泥烧失量检测共进行10次，得到测量结果如表1所示：表1 导体电阻检测原始数据表1中单次实验标准差使用贝塞尔公式计算：u A1= S(x)= )(211211⎥⎦⎤⎢⎣⎡--∑=ni i x x n=0.01142. 直流电阻测试仪检定证书给出误差为±0.5%，区间内服从均匀分导体电阻测量布，包含因子3，区间半宽a=0.5%，则标准不确定度u B2= a/k=0.005/3=0.0029列表给出不确定度汇总如下：五．合成标准不确定度评定对于直接测量，各标准不确定度分量通常是互不相关的，采用方和根方法合成：u c =2221B A u u +=220029.00114.0+=0.0118七．扩展不确定度评定取包含因子k=2，导体电阻测量结果的扩展不确定度：U=k u c =2×0.0118=0.023八．报告检测结果和扩展不确定度导体电阻测量结果A 按规定修约后结果为8.56，其扩展不确定度为：U=0.023；k=2。
电线电缆导体直流电阻测量不确定度的评定及分析
机电工程技术2019年第48卷增刊S1DOI:10.3969/j.issn.1009-9492.2019.S1.021电线电缆导体直流电阻测量不确定度的评定及分析欧阳湘璋（广州南洋电缆有限公司, 广东广州 511356）摘要：导体直流电阻是反映电线电缆产品质量的重要指标，只有准确的测量数据才能正确评价出产品的质量。
测量的质量既影响产品的质量，也影响公司企业的经理利益，在报告测量结果时应给出测量的不确定度，便于使用者判断结果的可信程度。
因此，本文按JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》对导体直流电阻项目测量过程的不确定度影响因素进行分析，确定标准不确定度分量，评定合成标准不确定度和扩展不确定度，给出测量不确定度评定报告，才能做出对测量结果的准确判断。
关键词：导体电阻；测量不确定度；导体直流电桥中图分类号：TM24 文献标识码：A 文章编号：1009-9492（2019）S1-0050-021测量方法和设备电线电缆导体直流电阻测试依据GB/T 3048.4—2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》中规定:型式试验时测量应在环境温度为15～25℃和空气湿度不大于85%的室内进行,在试样放置和试验过程中温度的变化应不超过±1℃。
本文讨论的内容属于型式试验的范畴,对标准中涉及到的例行试验部分内容不作过多分析。
由于目前的测试技术有限，标准中规定“测量时的导体温度”只能用环境温度代替导体温度。
本次测试采用样品为一般用途单芯硬导体无护套电缆（BV 2.5mm2）为试样，在恒温实验室中恒温24h后，使用DZ-3直流电阻电桥进行导体直流电阻测量，采用分度值为0.1℃的玻璃水银温度计测量试验温度。
测试条件为：环境温度 23.5℃，湿度65%；测试电流1A；双臂电桥测量范围最大200mΩ；最大允许误差±0.5%。
2测试结果的不确定度评定2.1建立数学模型（）式中：R20—20℃时每公里长度电阻值，Ω/km；R x—测量长度、测量温度下的电阻值，Ω；L—试样的测量长度，m；t—测量时的环境温度，℃；—导体材料20℃时的电阻温度系数，1/℃。
电缆质检中导体直流电阻测量不确定度探讨
电缆质检中导体直流电阻测量不确定度探讨摘要:根据国家的规定，应用在低压配电系统中的电线电缆，其导体电阻值不应大于标准规定值，为了保障运行安全，不管是电缆生产企业还是技术监督部门的检验机构，电缆导体电阻都是必须检验的项目，也是消费者（使用方）最关心的检验项目。
测定不确定度是影响测定水平的重要指标，但是由于各种因素的影响，检测人员往往会忽略对于不确定度的评价，这就在一定程度上影响了检测结果的有效性与准确性。
本文主要分析电缆质检中导体直流电阻测量的不确定度。
Abstract: According to national regulations, the conductor resistance value of wire and cable that applied in the low voltage distributionsystem should not be greaterthan standard value, to guarantee the safe operation, the cable conductor resistanceof both cable productionenterprise and test institutions of technology supervision sector is the necessary test project, and it's also the most concerned test project ofconsumers (using party). Measurement of uncertainty is the important indicator of impacting measuring level, but due to the influence ofvarious factors, inspectors often overlook the evaluation of measurement uncertainty, which affects the validity and accuracy of the test result tosome extent. This paper analyses uncertainty degrees of measurement of direct-current resistance in the cable quality inspection.关键词院电缆质检；导体直流电阻；不确定度Key words: cable quality inspection；direct-current resistance of the conductor；the uncertainty中图分类号院TM934.1 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）29-0074-020 引言测量不确定度就是测量结果无法肯定的程度，不确定度与测量结果有着密切的联系，表征合理的赋予被测量之值的分散性参数。
电线电缆导体直流电阻测量不确定度的评定及分析
电线电缆导体直流电阻测量不确定度的评定及分析摘要：科技在不断的发展，社会在不断的进步，我国的综合国力在不断的加强，导体直流电阻是反映电线电缆产品质量的重要指标，只有准确的测量数据才能正确评价出产品的质量。
测量的质量既影响产品的质量，也影响公司企业的经理利益，在报告测量结果时应给出测量的不确定度，便于使用者判断结果的可信程度。
因此，本文按JJF1059—2012《测量不确定度评定与表示》对导体直流电阻项目测量过程的不确定度影响因素进行分析，确定标准不确定度分量，评定合成标准不确定度和扩展不确定度，给出测量不确定度评定报告，才能做出对测量结果的准确判断。
关键词：导体电阻；测量不确定度；导体直流电桥引言导体直流电阻作为电线电缆产品的重要电气性能检测项目，是产品型式试验、例行试验、抽样试验均要求的检测项目，根据GB/T3048.4-2007的规定，导体直流电阻常采用双臂直流电桥配合专用四端测量夹具进行测量，其测量值容易受到诸多因素的影响，因此其测量不确定度是必须要考虑的。
本文通过对导体直流电阻测量的数学模型的分析，结合不确定度的A类和B类评定方法，对电缆类产品导体直流电阻测量不确定度进行了综合评定及分析。
1直流电阻测量不确定度分析1.1试样制作和测量方法描述依据《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》（GB/T3048.4-2007）和《作业指导书》将试样绝缘留1m作为测试部分的导体，每边留5cm接测试线，电桥电压线靠近绝缘部分；试样放置和试验过程中，温度在要求范围内（19.8℃），变化≤0.2℃，空气湿度为52%RH，满足作业指导书要求，用QJ44型双臂电桥测试1m×4mm2×1m的试样电线导体电阻。
如果电桥对臂阻值的乘积相等，则检流计指零，此时测量盘的度数也就是被测电阻值。
而后，用温度修正系数修正到标准温度20℃，并换算到每千米的电阻值。
1.2环境温度及其测量试样在温度为20℃和空气湿度不大于85%的试验环境中放置了24h以上，在试样放置和试验过程中，试验室环境温度变化不超过±1℃。
某试验室铜导体直流电阻试验及其测量结果不确定度的评定
某试验室铜导体直流电阻试验及其测量结果不确定度的评定摘要：[制样] 应在长度至少为1m的导体试样上对导体进行测量，并测定导体试样的长度。
[结果]测量值换算成导体20°C、长1km时的电阻R20 (单位Ω/km) 。
[目的] 依据GB / T3048. 4《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》测量铜导体直流电阻。
[方法]通过检测数据建立数学模型，分析各因素不确定度分量，计算合成不确定度和扩展不确定度。
一、测量方法依据GB / T3048. 4 - 2007《电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试验》。
用QJ44型双臂电桥测试4mm2×1m的单芯铜线导体电阻，当电桥对臂阻值乘积相等时检流计指零，此时测量盘读数乘以其倍率即为被测电阻值，用温度修正系数修正到标准温度20℃时并换算到每千米的电阻值。
二、试样制备：将试样导线轻柔拉直，注意不可用力过度导致试样导线发生扭曲、伸长，从导线上截取L’=1.2m的试样，去除左、右各0.1m线皮，露出铜导体，用于接测量线夹，去除覆盖线皮时应小心进行，防止损伤铜导体；接线试验前，预先对导体及其连接部位清洁，去除附着物、污秽机油垢，在不损伤导体的情况下尽可能除尽连接处表面的氧化层，并复测带皮试样导线长度L=1.0m。
试样接线如图1。
三、环境控制：试验前，将制备好的试样导线放置在环境温度为20℃±0.5℃，湿度为50%RH±2%RH验室中放置24小时，试验人员至少在试验前1小时进入试验室，试验期间不允许出入该试验室；试验过程中，环境温度不超过±1.0℃；温度计悬置在试样正上方，距离被测试样导线30cm四、试验设备：双臂电桥精度0.2级；温度计（最小刻度0.1℃）1.本次试验采用双臂电桥进行测量，双臂电桥原理如图2。
试验室用双臂电桥，根据直流电流-电压降直接法原理，采用四端测量技术，并采用专用的四端测量夹具进行接线，四端夹具的外侧一对为电流极，内侧一对为电压极，电压极接触使用锋利的刀刃结构，且互相平行，均垂直于试样导线。
导体直流电阻测量不确定度数据分析
导体直流电阻测量不确定度数据分析摘要不确定度是对测量结果受测量误差影响不确定程度的科学描述。
导体直流电阻的大小直接决定导体导电性能的强弱，建立导体直流电阻测量不确定度的数学评价模型，确定导体直流电阻的不确定度，确认系统满足型式试验要求。
关键词导体；直流电阻；不确定度1 概述本文主要参照国家标准GB/T 3956—2008[3]和GB/T 3048.4—2007[1]的要求，对导体直流电阻进行测量。
依据JJF 1059—2012[2]的要求对测试结果的不确定度进行评定。
2 直流电阻测量不确定度分析2.1 实验室测试环境依据GB/T 3048.4—2007中相关要求执行。
测试中用环境温度代替导体温度。
2.2 试验样品及试验仪器试验中采用QJ36B-2数字直流电桥，所选样品为60277 IEC 01（BV）450/750V 2.5mm2。
2.3 试验方法测试方法采用传统的双臂电桥测电阻的方法，测试原理如图1所示。
测试条件为：环境温度21.1℃，湿度66%。
3 导体电阻测量不确定度的评定3.1 建立数学模型电线电缆导体测量不确定度评定的数学模型可以根据电阻计算公式：（2）分量L试样长度测量不确定度的分析通过钢直尺测量试样可知，试样长度为1000mm，查询其检定证书可知，1000mm钢直尺最大偏差为±0.5mm（包括钢直尺误差和视觉误差），则钢直尺标准不确定度[3]3.4 确定扩展不确定度4 结束语通过以上分析，本次试验对该測量系统三个分量的不确定进行分析，反映出样品校直对试验误差的减小较为容易实现，尽量将样品校直后再进行测量，需经常对夹口距离进行校准。
同时，环境温度对导体直流电阻测量存在影响，且导体通电后，自身因电流作用而发热，对试验结果存在影响，应尽量缩短测量时间，减小误差。
参考文献[1] GB/T 3048.4-2007.电线电缆电性能试验方法第4部分：导体直流电阻试[S].北京：中国标准出版社，2007.[2] JJF 1059—2012.测量不确定度评定与表示[S].北京：中国标准出版社，2012.[3] GB/T 3956—2008.电缆的导体[S].北京：中国标准出版社，2008.。
电缆导体电阻测量结果的不确定度评定
算公 式计 算 出了 ２ ０ ＂ Ｃ ｌ ｋ ｍ 长度 时的 导体 电 阻 ， 根 据 测量 不确 定度 评 定的 相 关理论 ， 进 行 了标 准 不确定 度 的评 定。
２ 测 量 准备
测量对象 ： ２ Ｏ ℃时导体 截 面积 为 ９ ５ ｍｍ 电 缆 铜 导
“ ｃ Ｒ ２ ０ 一 （ ） “ 。 ｃ Ｒ ＋ （ ） “ ） ＋ （ ） “ ２
（ Ｌ） 一ｆ （ Ｒ） （ Ｒ） ＋ｃ （ ￡ ） （ ￡ ） ＋ｆ （ Ｌ） “ 。 （ Ｌ） 。
１ ｍｍ） 。测 量 环 境 条 件 ； 温度 ： ２ ３ ℃， 相对湿度 ： ７ ６ ＲＨ。
） ＝ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 一 Ｒ 蒜
．
一 ． 。 ×
一 ．。 ×
１ ０ — ６ （ ２ ３ ４５ 一 一０ ． ７ ０ ９ Ｘ１ ０ 一 。 ａ／ 。 Ｃ ．ｋ ｍ ； ＋２ ３ ） × １ “’
３ 数 学 模 型
Ｒ ２ ｏ ＝ ： 鑫 × Ｒ ｔ × １ Ｏ
其中Ｒ 。 为 ２ ０ ℃时导体 电阻 （ ｇ ｌ ／ ｋ ｍ） ； Ｒ 为 ｔ温 度 时 导 体 的 实 测 电阻 （ Ｑ ） ； Ｌ为铜导 体 的长度 （ ｍ） ； ｔ 为 测
量 时 的 导 体 周 围的 温 度 （ ℃） 。
１ ０ － ６ （ ２ ３ ４５ ：一１ ８ ２ ． ７ Ｘ １ ０ 一ａ／ ｏ ｃ ．ｋ ｍ。 ＋２ ３ ） × １ ‘ “
．
表 １ 标 准 不 确 定 度 评 定
收 稿 日期 ： ２ Ｏ ｌ ３ － ０ ７ 一 Ｏ ｌ
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20℃导体电阻测量结果的不确定度评定
1．概述
1．1测量对象：20℃时导体截面积为1.5mm 2
铜导线的导体电阻 1．2测量依据：GB/T 3048.4-2007 电缆的导体 1．3测量设备：
a) pc36c 系列直流电阻测量仪(测量范围：1⨯10-8~2⨯102
Ω，误差：±0.1%，分辨
率：0.01m Ω)；
b)水银温度计（测量范围：0~100℃，准确度：±1%，分辨率：0.5℃）； c ）钢直尺（测量范围：0~1000mm ，准确度：±1%，分辨率：1mm ）。
1．4测量环境条件：温度24.5℃，相对湿度：76%RH
1．5测量过程：根据标准的要求，对导体截面积为1.5mm 2
的铜导线进行导体电阻值的测量。
在铜导线上重复10次，10次测量的算术平均值即为该铜导线导体电阻的测量结果。
2．数学模型 10005.2345.25420⨯⨯+=
L
Rt
t R
其中20R ——20℃时导体电阻（Ω/km ）； Rt ——t 温度时导体的实测电阻（Ω）； L ——铜质导体的长度（m ）；
t ——测量时的导体周围的温度（℃）。
扩展不确定度由 2
42
32
22
1u u u u k U +++•=
其中 1u ——由导体电阻值测量重复性引起的不确定度分量；
2u ——由测量导体周围环境温度用水银温度计自身因素引起的不确定度分量； 3u ——由pc36c 系列直流电阻测量仪自身因素引起的不确定度分量；
4u ——由测量铜导线长度时由钢直尺自身因素引起的不确定度分量。
3．评定方法的确定
1u 用A 类评定方法，2u 、3u 、4u 用B 类评定方法。
4．不确定度的评定
4．1由导体电阻值测量重复性引起的不确定度分量1u π
并根据GB/T 3048.4-2007 标准中计算公式，校正到20℃和1km 长度时的导体电阻。
计算公式为：10005.2345.25420⨯⨯+=
L
Rt
t R ，Ω/km
其最佳估计值，即测量结果为：)km /(014.0)(1
2
202020Ω=-=
∑=n
R R
R n
i i
注：n=1,2,3,…,10 又根据贝塞尔公式，计算得试验标准差S （R 20）
()()
()km n R R
R S n i i
/014.01
1
2
20
2020Ω=--=
∑=
得到不确定度分量：
()
()()km n
R S R S u /0044.020201Ω==
=
其自由度为
911=-=n v
相对不确定度为：
%039.038
.110044
.0200
11==
=
R u u rel
4.2 由测量导体周围环境温度用水银温度计自身因素引起的不确定度分量u 2 4.2.1 由水银温度计分辨率引起的不确定度u 21 水银温度计的分辨率为0.5℃，均匀分布，3=
k ，故其标准不确定度分量为：
14.05.0288.03
25.021=⨯==
u (℃)
由于对此输入量和结果是准确可信的，取其自由度为：
∞→21v
相对不确定度为：
%57.05
.2414
.021==
rel u 4.2.2由水银温度计的准确度引起的不确定度分量u 22
水银温度计的准确度为±1%，均匀分布，3=
k 。
其相对不确定度为：
%
58.03
%122==
u
由于u 21和u 22互相之间是不相关的，故u 2的相对不确定度为
()()%81.0%58.0%57.02
22
222212=+=
+=rel rel rel u u u
4.3由pc36c 系列直流电阻测量仪自身因素引起的不确定度分量u 3 4.3.1 由pc36c 系列直流电阻测量仪分辨率引起的不确定度分量u 31
pc36c 系列直流电阻测量仪该档的分辨率为0.01m Ω,均匀分布，3=k ，故其标准不
确定度分量为： 0029.001.0288.03
201
.031=⨯==
u m Ω 由于对此输入量和结果是准确可信的，取其自由度为： ∞→31v 相对不确定度为： %025.038
.110029
.031==
rel u
4.3.2由pc36c 系列直流电阻测量仪的准确度引起的不确定度u 32 水银温度计的准确度为±0.1%，均匀分布，3=k ，其相对不确定度为：
%058.03
%1.032==
rel u
由于u 31 和u 32互相是不相关的，故u 3的相对不确定度为： ()()%063.0%058.0%025.02
22322313=+=
+=
rel rel rel u u u
4.4由测量铜导线长度时有钢直尺自身因素引起的不确定度分量为u 4
4.4.1由钢直尺分辨率引起的不确定度分量u 41 钢直尺的分辨率为1mm ，均匀分布，3=k ，故其标准不确定度分量为：
mm mm u 288.013
2141=⨯=
由于对此输入量和结果是准确可信的，取其自由度为： ∞→41v 相对不确定度为： %029.01000
288
.041==
rel u 4.4.2 由钢直尺的准确度引起的不确定度分量u 42 钢直尺的准确度为±0.1%，均匀分布，3=k ，其相对不确定度为：
%
058.03
%1.042==
rel u
由于u 41 和u 42 互相之间是不相关的，故u 4 的相对不确定度为： ()()%063.0%058.0%025.02
22322313=+=
+=
rel rel rel u u u
5. 合成标准不确定度
由于以上各不确定度分量互相之间是不相关的，故相对合成标准不确定度为：
()()()()%
82.0%062.0%063.0%81.0%039.02
2222
4232221=+++=
+++=rel
rel rel rel erel u u u u u
有效自由度为：
()()9
%039.0%082.04
4
11
414∞
→=
=∑=n i crel
etf
v u u v
取置信水平%95=p ，查t 分布表得 ()960.195==k v t ett 扩展不确定度为
%6.1%82.0960.1=⨯=⨯=crel u k U
6. 结论
该1.5mm 2
铜导线在20℃时的导体电阻为： 11.38Ω/Km ·（1±1.5%），k=1.96, p=95%
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