測量不確定度在大截面鋁導體電纜直流電阻檢測中的應用

黃 晉

（泰州市產品質量監督檢驗所，江蘇泰州 225300）

ISO/IEC17025：2005《檢測和校準實驗室認可準則》要求檢測實驗室在三種情況下需要提供不確定度的說明：檢測方法的要求；客戶的要求；據以作出滿足某規范決定的窄限。根據筆者長期對電纜產品，尤其是大截面鋁導體電纜檢測的經歷，導體電阻項目的檢測結果有時處于一種臨界狀態，需要作出判定，因此，對大截面鋁導體電纜導體電阻檢測結果附有不確定度的說明具有非?，F實的意義?，F依據JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》，對大截面鋁導體電纜導體電阻測量不確定度加以完整敘述和分析。

1 測量目的

現有一批標稱截面積120mm2的大截面鋁導體電纜，標準GB/T 3956-2008要求其導體電阻不大于0.253Ω/km。為此，對該電纜進行測量，以確定其導體電阻值是否符合標準要求。

2 測量方法和數學模型

從該批大截面鋁導體電纜中取一段長約5.6m左右的樣品，去除鋁導體兩端外表面的絕緣、護套或其他覆蓋物后，對其電流引入端子采用標稱截面積與試樣相同的鋁壓接頭（鋁鼻子），并用液壓鉗進行壓接，以保證壓接后的鋁導體與接頭融為一體。將鋁導體按標準要求夾在通用導體電阻四端夾具上，試樣有效長度為5.0m，用QJ36電橋測量系統進行測量。

按照測量原理公式

R:測試讀數，單位Ω

t:測試時的環境溫度，單位℃

L:被測樣品長度，單位m

3 所用的測量儀器

QJ36型雙臂電橋測量系統，其技術指標為：準確度等級0.02級、基本量限10-2Ω～11Ω。

測量電纜長度使用1000mm量程的鋼直尺最大偏差為±0.5mm（包括鋼直尺誤差和視覺誤差）。

測量溫度使用0.1℃分度值的玻璃水銀溫度計最大偏差為±0.2℃（包括溫度計誤差和視覺誤差）。

所使用的儀器設備經檢定合格，并在有效期內。

4 實測記錄

表1 測量數據記錄表（mΩ）室溫：20℃

8 1.23316 1.23305 1.23310 9 1.23347 1.2336 1.23354 10 1.23295 1.23285 1.23290平均值1.23330?R

測量次數：n=10

實驗標準差：

平均值的標準差

5 測量不確定度分析

影響大截面鋁導體電纜導體電阻測量結果的不確定度來源主要有以下因素：

電阻測量結果的不確定度

A由于各種隨機因素影響使讀數不重復；

B由于QJ36電橋測量系統不準確造成的不確定度；

對測試環境溫度的測量不準確；

由于被測樣品5米長度測量誤差造成的不確定度。

6 標準不確定度分量的評定

(1) 電阻R測量結果的不確定度

由于各種隨機因素影響使讀數不重復引入的標準不確定度分量u11按A類評定，由于該誤差帶有隨機性，可用統計的方法得到，因此其標準不確定度為：

u11= s()=0.00013 mΩ

由于QJ36電橋測量系統不準確引入的標準不確定度分量u12按B類評定，根據其檢定證書上的技術指標可得其相對標準不確定度為0.02%，其標準不確定度為：

u12= 0.02%×=0.000247 mΩ

所以參數R的標準不確定度由u11和u12合成，由于輸入量彼此不相關，參數R的合成不確定度為：

其靈敏系數為

(2)由于對測試環境溫度t測量不準確引入的標準不確定度分量u2按B類評定，根據檢定證書，0.1℃分度值的玻璃水銀溫度計最大偏差為±0.2℃（包括溫度計誤差和視覺誤差），可得：

其靈敏系數為

(3) 由于被測樣品長度測量誤差引入的標準不確定度分量u3按B類評定，根據檢定證書，取1000mm量程的鋼卷尺最大偏差為±0.5mm（包括鋼卷尺誤差和視覺誤差）,可得5米時為2.5mm：

其靈敏系數為

表2 不確定度分析一覽表

7 合成標準不確定評定

由于參數R和L明顯相關，參數R和t明顯相關，參數t和L明顯不相關，因此合成不確定度的公式為

8 確定擴展不確定度

a）確定包含因子k根據要求取k=2

b）計算擴展不確定度：U=kuc=2×0.000175=0.00035（Ω/km）

9 檢測結果報告

[1]施昌彥.測量不確定度評定與表示指南[M].北京:中國計量出版社，2001.

[2]JJF1059-1999，測量不確定度評定與表示[S]