导体直流电阻测量的不确定度

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。

电线电缆产品质量检验中导体直流电阻测量不确定度评定.pdf_...

2
v3 =
1 1 = = 50 2 2 （ t） 2× （ 0. 1 ） Δu 2 u （ t）
[
]
4. 4
u rel 4 的计算测量时，环境温度在 ± 0. 2℃ 范围内按均匀分布
变化， k =ヘ 3，当 t = 23. 0℃ 时， 0. 2 3 u rel 4 = ヘ = 0. 5 × 10 - 2 23. 0 估计 v4 = （ t） Δu = 10% ，其自由度 v 4 为 u （ t）
- 0. 228 × 10 - 5 0. 0520 × 2 （ 10 - 5 ）
2 2 2 2 2 0. 0973 × （ 10 - 5 ） 0. 3745 × （ 10 - 5 ） 0. 2381 × （ 10 - 5 ） 0. 0973 × （ 10 - 5 ） 0. 2683 × （ 10 - 5 ）
原子吸收分光光度法 B 类评价不确定度来源标准溶液浓度容量瓶分刻度管标准不确定度评定有标准溶液给出按 6. 2. 1 进行按 6. 2. 1 进行
u Arel ヘ
2
+ u Blrel 2 + u B2rel 2 + u B3 rel 2 （ 45 ）
式中， C 标为标准溶液的浓度； y A样样品测定仪 y A 标为标准仪器响应信号。 y A 标可多器响应信号值；次进样测试后获得， C 标 / y A 标即为响应因子。 3. 5. 2 3. 5. 3
5
5. 1
相对合成标准不确定度评定
相对标准不确定度一览表
= 6. 4 %6 4. 2 u rel 2 的计算温度计分度值 0. 1℃ ，最大允许误差 ± 0. 2℃ ，在半宽 ± 0. 2℃ 范围内服从均匀分布， k =ヘ 3，当t= 23. 0℃ 时， 0. 2 a k 3 = = ヘ = 0. 5 × 10 - 2 t 23. 0 （ t） Δu = 30% ，其自由度 v 2 为 u （ t）

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。

导体直流电阻测量不确定度分析

测试方法采用传统的双臂电桥测电阻的方法。测试条件为: 环境温度 2018 e , 湿度 65% ;
测试电流 2A ; 双臂电桥测量范围 10- 6 ~ 1028 , 最大允许误差 010000028。
2 测试结果的不确定度评定
211 建立数学模型
R20=
1+
Rx A20( t -
20) #10L00
= 2719 @ 10- 6 8
合成标准不确定度计算为:
uc ( R 20) = uc 2( R 20) = 0100538 214 扩展不确定度
在接近矩形分布条件下, 置信概率近似为 95% , k 95= 1165
扩展不确定度计算并修约为:
U95 ( R 20 ) = kp
参考文献: [ 1] G B/ T 3048- 94, 电线电缆电性能试验方法 [ 2] JJG 1059- 1999, 测量不确定度评定与表示 [ 3] 施文康, 余晓芬 1 检测技术 1 北京: 机械工业出版社,
2 00 0 [ 4] 印永福 1 电线电缆手册 1 北京: 机械工业出版社, 2001
式中, R 20为 20 e 时每公里长度电阻值, 8 ; Rx 为测量长度、测量温度下的电阻值, 8; L 为试样的测量长度, m; t 为测量时的环境温度, e ; A20为导体材料 20 e 时的电阻温度系数, 1/ e 。 212 导体直流电阻 R 20不确定度评定
分量 L 、t 、Rx 互不相关, 分别对影响量作不确定度分析
来源进行了分析, 并对各个分量作了评定、合成, 得出导体直流电阻的合成不确定度。
关键词: 导体; 直流电阻; 不确定度
中图分类号: T B97

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

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/T3048.4-2007电缆的导体1．3测量设备：-820.1%，℃）；）。

1．t ——测量时的导体周围的温度（℃）。

扩展不确定度由24232221u 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；u——由pc36c系列直流电阻测量仪自身因素引起的不确定度分量；3u——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。

43．评定方法的确定u用A类评定方法，2u、3u、4u用B类评定方法。

14．不确定度的评定并根据GB/T3048.4-2007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⨯⨯+=LRtt R ，Ω/km其最佳估计值，即测量结果为：)km /(014.0)(12202020Ω=-=∑=nR RR ni iu 214.05.0288.0325.021=⨯==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==upc36c 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%025.0222322313=+=+=rel rel rel u u u4.4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 44.4.1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 288.0132141=⨯=由于对此输入量和结果是准确可信的，取其自由度为：()()()()%82.0%062.0%063.0%81.0%039.02222=+++=有效自由度为：()()9%039.0%082.04411414∞→==∑=n i creletfv 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。

导体直流电阻测量不确定度评定研究

度可按估计相关系数 r( R i , ti ) , r( R i , L i ) , r (L i , ti )来
·37·
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9
0. 70169
19. 9
7. 020
5 Ri ti R 20 自由度
0. 70165
19. 8 0. 70170 ×10 - 2 Ω
19. 97 ℃ 7. 018 (Ω / km ) v1 = 10 - 1 = 9
7. 022
10 u1 ( R i ) ′ u2 ( ti ) ′ uA ( R2 0)
1 直流电阻测量不确定度因素分析
1. 1 测量环境 GB / T 3048. 4—2007 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。
R20 / (Ω / km )
1

0. 70176
20. 1
7. 015
6
0. 70170
20. 1
7. 014
2
0. 70170
20. 0
7. 017
7
0. 70169
19. 9
7. 020
3
0. 70168
19. 9
7. 020
8
0. 70166
19. 8
7. 022
4
0. 70177

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℃。

测量不确定度在大截面铝导体电缆直流电阻检测中的应用

。：电阻温度系数，单位ｌ／ ℃ ｔ：测试时的环境温度，单位℃ Ｌ：被测样品长度，单位ｍ
长期对电缆产品，尤其是大截面铝导体电缆检测的经历，导体电阻项目的检测结果有时处于一种临界状态，需要作出判定，因此，
对大截面铝导体电缆导体电阻检测结果附有不确定度的说明具
３所用的测量仪器
ＯＪ３６型双臂电桥测量系统，其技术指标为：准确度等级有非常现实的意义。现依据ＪＪＦ１０５９一ｌ９９９《测量不确定度评定与．０２级、基本量限ｌＯＱ～１１Ｑ。表示》，对大截面铝导体电缆导体电阻测量不确定度加以完整叙０测量电缆长度使用ｌＯ００ｍｍ量程的钢直尺最大偏差为述和分析。
设计研发
Ｅ电ＬＥＣＴ子ＲＯＮＩ测ＣＴＥ试ＳＴ
２０１３年３月
第５期
测量不确定度在大截面铝导体电缆直流电阻检测中的应用
黄晋（泰州市产品质量监督检验所，江苏泰州２２５３００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｔｈａｔａｆｆｅｃｔａｌａｒｇｅｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌｕｍｉｎｕｍｃｏｎｄｕｃｔｏｒｃａｂｌｅｃｏｎｄｕｃｔｏｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓ：Ｔｈｅｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ＩｎａｃｃｕｒａｔｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆＴｈｅｔｅｓｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，Ｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｙｄｕｅｔｏｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ

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。

电线电缆导体直流电阻测量与不确定度评定

电线电缆导体直流电阻测量与不确定度评定黄烜【摘要】为了保证在导体直流电阻的检测中测量结果的准确和可信,需要进行不确定度的评定.通过介绍导体直流电阻的检测方法和检测结果计算,分析了测量重复性、仪器准确度、刻度尺误差、环境温度等因素对测量结果不确定度的影响,评定了导体直流电阻的测量不确定度.该不确定度满足检测规范要求,对其他的检测实验评定不确定度有一定的参考价值.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2013(028)004【总页数】4页(P41-43,60)【关键词】不确定度;导体直流电阻;灵敏系数【作者】黄烜【作者单位】深圳市龙岗区工程质量监督检验站,广东深圳518000【正文语种】中文【中图分类】TM930导体电阻即电线电缆的导电性能，是反映电线电缆产品质量的的重要指标，只有准确的测量数据才能正确评价出产品的质量．根据GB/T 3956-2008《电缆的导体》2.2条的规定，导体的标称截面积仅作为确定导体特定尺寸的数值，导体的每个特定尺寸应符合其最大电阻值的要求，一般而言相同材质相同截面积下，导体直流电阻越小越好，要了解电线电缆的质量状况，首先必须对导体的电阻进行准确测量[1]．对检测实验室而言，导体电阻测量结果的准确性和有效性，直接影响到该项目的合格判定，尤其是当检测结果在产品规定指标的极限值附近时，为了能够判定测量的质量如何，必须通过对测量结果的不确定度评定才能进行正确的判定和评价．因此，按JJF 1059-1999《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定[2]．1 检测设备和检测方法标称截面面积2.5 mm2的电线电缆的单芯铜导体在温度(15～25)℃，空气湿度≤85%时，检测其导体直流电阻值以及评定测量的不确定度．1.1 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》．1.2 检测使用的仪器设备1)双臂电桥，型号：QJ57，准确度等级：0.02级；2)Testo 608-H1数字式温湿度计，最大允许误差±0.1℃；3)专用四端夹具DQ-630．4)被测电缆：型号JB 8734-1998(450/750)BV2.5，标称截面面积2.5 mm2．1.3 检测步骤从被测电线电缆上切取长度不小于1 m的试样，去除试样导体外表面的绝缘、护套或其它覆盖物．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．2 测量不确定度的评定2.1 数学模型的建立根据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》，型式试验时，温度为20℃时每km长度电阻值[3](1)式中：R20为20℃时每km长度电阻值，Ω/km；t 为测量时的导体温度(环境温度)，℃；α20为导体材料20℃时的电阻温度系数，1/℃；其中铜导体α20=3.93×10-3℃-1，铝导体α20=4.03×10-3℃-1；Rx为t(℃)时L长电缆的实测电阻值，Ω；L为试样的测量长度(成品电缆的长度)，m．2.2 不确定度来源人们长期以来认为，由于测量实验方法和实验设备的不完善，周围环境的影响，以及受认识能力所限等，测量和实验所得数据和被测量真值之间，不可避免地存在着差异，即误差．被测量的“真值”是不可知的，在实际工作中能得到的仅是“合理赋予被测量的值”，且不止一个，可以是多个．这些值的分散性就是不确定度．不确定度，顾名思义即测量结果的不能肯定程度，反过来也即表明该结果的可信赖程度，它表示出测量结果的范围，被测量的真值以一定的概率落于其中，它是测量结果质量的指标．在报告物理量的测量结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性．评定不确定度一般可以分为A类和B类评定：对一系列观测值进行统计分析以计算标准不确定度的方法称A类评定．测量工作中，有时无法取得观测列并作统计分析，如由于时间或资源不足不能进行或不需进行重复测量的情况下，不确定度就无法由A 类评定得到，而只能采取非统计方法即B类评定方法．通过对电线电缆导体直流电阻测量的原理、设备、方法和过程的分析，导体直流电阻的不确定度来源主要包括：1) 测量重复性的不重复引入的不确定度uA，采用A类方法评定；2) 双臂电桥准确度引入的不确定度uB1，采用B类方法评定；3) 刻度尺误差引入的导体长度不确定度uB2，采用B类方法评定；4) 温度测量引入的标准不确定度分量uB3，采用B类方法评定；5)电阻温度系数α20引入的不确定度分量uB4．导体温升和接触电阻等引入的不确定度等可以忽略不计[4]．2.3 标准不确定度评定2.3.1 测量重复性的不重复引入的标准不确定度uA 用双臂电桥对被测导体在重复性条件下进行10次测量并将结果折算到20℃，所测数据见表1．其中：单次的实验标准差4.458×10-3Ω/km，则平均值的实验标准差1.41×10-3Ω/km，重复性测量引入的标准不确定度表1 导体直流电阻测试数据测量次数温度ti/℃Rxi/mΩRxi/mΩ121.27.401 57.366 76221.17.401 27.369 34321.37.402 17.364 47421.27.399 87.365 07521.07.397 97.368 94621.47.401 27.360 70721.17.398 77.36685820.97.399 17.370 32920.87.398 97.375 711021.27.398 97.364 172.3.2 双臂电桥准确度引入的标准不确定度uB1 在测量范围内QJ57型双臂电桥准确度等级为0.05级，最大允许误差为±0.05%，区间内服从均匀分布，包含因子则标准不确定度2.3.3 刻度尺引入的标准不确定度分量uB2 导体电阻上测量导体长度所用钢尺测试范围为0～1 000 mm，分度值为1 mm，由检定证书得刻度尺示值误差不超过全长的±0.2 mm，区间内服从均匀分布，包含因子区间半宽为0.2 mm，被测导体长度由电阻夹具两夹口间距离确定，被测导体仔细拉直后实际长度仍可能略大于夹具确定的标准长度(1 000 mm)，根据实践经验，肉眼完全可以识别出导线0.5 mm以上的松动[5]，保守估计其最大误差为1 mm，即估计由电阻夹具和电缆不平直带来的最大允许误差为1.2 mm，区间内服从均匀分布，包含因子则其引入的标准不确定度表示为： mm．2.3.4 温度测量引入的标准不确定度分量uB3 式(1)中数学模型采用的温度t应为“测量时导体的温度”，在满足一定条件下，采用环境温度代替导体温度[6]．由对测试环境温度的测量不准确引人的标准不确定度分量uB3按B类评定，温度计分度值为0.1℃，最大允许误差为±0.1℃，估计服从均匀分布则℃．2.3.5 电阻温度系数α20引入的不确定度分量uB4 GB/T 3956-2008附录B中规定了其中铜导体α20=3.93×10-3℃-1，铝导体α20=4.03×10-3℃-1，本实验采用铜导体，则α20=3.93×10-3℃-1，未给出不确定度，按最大允差为±0.000 005℃-1，估计服从均匀分布则℃-1．2.3.6 合成标准不确定度评定uc(R20) 当测量结果是由若干个其它量的值求得时，按其它各量的方差和协方差算得的标准不确定度，常用数学符号uC表示．当被测量Y与输入量之间有函数关系Y=f(X1,X2,,…,Xn)时，其合成不确定度uC(y)=式中u2(xi)为某变量的方差，是灵敏系数．协方差项u(xi,xj)是在两个随机变量xi和xj有相关性时产生的分量．可计算出电阻R20的10次测量平均值温度t的10次测量平均值℃，重复性测量带来标准不确定度的灵敏系数cR20=1．双臂电桥准确度引入的标准不确定度uB1的灵敏系数9.956×102km-1；刻度尺引入的标准不确定度的uB2灵敏系数-7.335×103Ω/km2；温度测量引入的标准不确定度分量uB3的灵敏系数2.87×10-2Ω/km·℃；电阻温度系数α20引入的不确定度分量uB4的灵敏系数8.764×102Ω·℃/km．表2 电线电缆导体直流电阻测量不确定度汇总表序号不确定度来源(符号)类型包含因子数值灵敏系数1测量重复性(uA)A11.41×10-3Ω/km12电桥准确度(uB1)B32.127×10-6Ω9.956×102km-13刻度尺(uB2)B36.93×10-7km-7.335×103 Ω/km24环境温度(uB3)B30.0577℃2.87×10-2 Ω/km·℃5温度系数(uB4)B32.89×10-6℃-18.764×102Ω·℃/k m因各不确定分量彼此独立得到电线电缆导体直流电阻测量的合成不确定度6.44×10-3Ω/km．2.3.7 扩展不确定度评定取包含因子k=2，电线电缆导体直流电阻测量的扩展不确定度U=k·uC(R20)=2×6.44×10-3=1.288×10-2Ω/km．电线电缆导体直流电阻的检测结果最佳估计值R20=7.3675 Ω/km，扩展不确定度U=1.288×10-2 Ω/km；k=2．相对扩展不确定度0.17%,满足要求．3 总结通过检测可以得出该样品的导体电阻R20=7.3675 Ω/km，扩展不确定度U=1.288×10-2 Ω/km，k=2．综合分析测量原理和过程，得出测量相关的各个因素对检测结果的影响，计算出各个不确定度分量及其灵敏系数，最后进行合成,得出合成不确定度和扩展不确定度，得出不确定度满足标准规范要求，用不确定度对测量结果及其质量进行评定、表示和比较，是不同学科之间交往的需要，也是测量技术发展的需要．控制好检测过程中各个相关参数，确保检测数据的精确和检测报告的准确性、客观性．[ 参考文献 ][1] GB/T 3956-2008《电缆的导体》[S].北京：中国标准出版社，2008.[2] JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》[S].北京：中国标准出版社，1999.[3] 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》[S].北京：中国标准出版社，2007.[4] 余敏.电线电缆导体电阻测量结果的不确定度评定[J].测量与设备,2011(7):18-20.[5] 谢景锋,郭伟俊.导体电阻测量不确定度评定[J].广东建材,2008(9):152-154.[6] 胡涛.电线电缆导体直流电阻测量不确定度评定报告[J].中国科技博览,2010(34) :194-195.。

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.。