新形勢下電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度評定分析

山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院 王瑞琦

新形勢下電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度評定分析

山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗研究院 王瑞琦

隨著科技的發(fā)展與創(chuàng)新，人們越來越關(guān)注的是生活的質(zhì)量。當(dāng)今社會，電線電纜產(chǎn)品離我們的生活越來越近。評定電線電纜質(zhì)量和絕緣水平的重要標(biāo)準是測量其絕緣平均厚度。我們要想保障電線電纜的檢測質(zhì)量和水平，就必須保證電線電纜絕緣平均厚度測量的準確性。當(dāng)然也有其他的因素影響電線電纜的檢測水平，但是電線電纜的絕緣平均厚度的測量起著決定性的作用。所以我們一定要嚴格把握好電線電纜絕緣平均厚度，盡量降低測量不確定帶來的誤差。因此，我們應(yīng)該認真對待電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度評定的探討和研究分析。在此基礎(chǔ)上，我們了解到能引起測量時的不確定度的設(shè)備有很多，而且每一種的測量方法都會有不同的測量不確定度，所以每一種方法我們都需要各自進行試驗測定，通過具體的分析得出測量的不確定度。

電線電纜；絕緣平均厚度測量；不確定度；評定分析

1　實驗前的準備

實驗前我們肯定要準備好實驗中的必要的儀器設(shè)備以及測量儀器，在這次實驗中使用數(shù)顯投影儀測量完成不確定度的測定。實驗前對儀器的具體情況肯定要有所了解，查閱資料可知其放大倍數(shù)存在的誤差是0.08%，在這次實驗中我們用的放大倍數(shù)是20倍的，可以直接讀取實驗結(jié)果，而且在讀取時將精確度讀到20.01mm。當(dāng)然我們除了這些必要的儀器以及資料的了解，也要準備一些輔助工具，例如實驗中可以用到的刀片、濕溫度計和樣品等等，這些也是我們做實驗時必不可少的工具。

在準備好實驗中用到的儀器設(shè)備材料時，也要完成制備樣品這一步，這也屬于實驗前的準備階段。在樣品的制備中一般包括三個方面。第一是對樣品進行預(yù)處理；第二是樣品的制備過程；第三是對絕緣平均厚度進行測量。樣品的預(yù)處理就是實驗前對絕緣的護套料進行硫化處理，當(dāng)然硫化處理過后還要存放，存放時間具體看當(dāng)時情況。有些資料上規(guī)定對樣品進行預(yù)處理時也要保溫幾個小時，具體溫度看樣品的情況，一般保溫3小時。對樣品進行預(yù)處理后就應(yīng)該制備樣品了。在樣品的制備過程中，我們每隔一段時間要對樣品進行取樣，并在取得的樣品上進行標(biāo)記，以防發(fā)生不必要的錯誤，然后再抽出導(dǎo)體。我們應(yīng)該在絕緣試樣進行處理時為了保護樣品不受到不必要的傷害有必要借助需要的工具避免破壞樣品，使其薄片切割，使用工具時一定要小心操作，用提前準備好的刀片沿著垂直于導(dǎo)體軸線的平面切取薄片，在這些準備完成后再對絕緣平均厚度進行測量。在測量電線電纜絕緣平均厚度測量時要注意測量方法和程序，尤其是第一次測量時，我們一定要嚴格按照規(guī)定和給的測量順序，而且要注意第一次測量時應(yīng)該在絕緣最薄處進行測量。首先要將處理后的試片安放在投影儀上，保證切割的那一面是與光軸垂直的。然后按給的測量順序?qū)θ齻€試片進行多次測量，測量的次數(shù)一般是十八次，從而進行電線電纜絕緣平均厚度的測量。在實驗前準備的時候我們就已經(jīng)了解到讀數(shù)讀取時精確度精確到0.01mm，我們在做實驗時讀取數(shù)據(jù)時一定要注意精確度。當(dāng)然我們在對其進行測量時很可能發(fā)生很多不在實驗既定程序的問題，比如在絕緣試片上出現(xiàn)凹痕的問題，我們應(yīng)該在出現(xiàn)凹痕的位置上測量時不計入測量結(jié)果中。但是在什么情況下，我們都應(yīng)該記住凹痕出的絕緣厚度必須滿足相關(guān)電纜規(guī)定的值。

2　緣平均厚度測量不確定度的評定

在對絕緣平均厚度測量評定不確定度時，我們首先要明確絕緣平均厚度測量不確定度的來源。而在測量絕緣平均厚度的實驗時，我們對其各個流程進行研究分析，從而總結(jié)了絕緣平均厚度測量的不確定度的來源。第一絕緣平均厚度測量的不確定度來源于測量時的多次重復(fù)，重復(fù)時難免每次數(shù)據(jù)都會一樣，據(jù)實驗表明測量時的次數(shù)直接影響著不確定度。第二絕緣平均厚度測量的不確定度來源于儀器，數(shù)顯投影儀，在數(shù)顯投影儀的測量過程中存在著誤差，這些誤差對不確定度也帶來了很直接的影響。第三絕緣平均厚度測量的不確定度來源于外在因素的影響，投影儀容易受到溫度、濕度等外在因素的影響，這些不確定因素會使投影儀的誤差發(fā)生變化，這些就更導(dǎo)致了不確定度。

我們在對絕緣平均厚度測量不確定度來源明確后，就應(yīng)該對其進行計算了。我們在對絕緣平均厚度A類標(biāo)準不確定度進行測量時應(yīng)該在數(shù)顯投影儀使用并處于正常工作受控制時進行測量的。與此同時，我們應(yīng)該在實驗中盡量降低不必要的誤差產(chǎn)生，我們應(yīng)該嚴格控制好實驗的溫度，當(dāng)然也要嚴格按照給定的實驗程序進行。而且在這些實驗數(shù)據(jù)中我們還能計算絕緣平均厚度的實驗標(biāo)準差，從而得出最終實驗結(jié)果。我們分別測量的絕緣平均厚度，如表1所示。則絕緣平均厚度單詞測量結(jié)果的實驗標(biāo)準偏差為：

表1　60227IEC 02 （RV）450/750V、1×2.5mm2絕緣平均厚度（n=10）　單位：mm

對于絕緣厚度的B類不確定度的評定，我們首先明確評定投影儀顯示的數(shù)值中誤差引入的不確定度。在此基礎(chǔ)上，我們可以翻閱資料，從JTT/D投影儀說明書可以知道，投影儀的放大倍數(shù)誤差可以從說明書中了解到。在這個過程中，我們要重視遺傳你投影儀分辨力帶來的標(biāo)準不確定度。而且在不通的情況下，投影儀的放大倍數(shù)誤差是不一樣的，比如在區(qū)間內(nèi)平均分布時，經(jīng)過計算標(biāo)準不確定度值是0.00042mm。然后不確定度的來源于實驗室環(huán)境溫度的變化。實驗中的溫度一般是有個范圍，而在溫度允許的范圍內(nèi)當(dāng)然也存在不確定度。我們通過查閱相關(guān)資料，根據(jù)實驗計算公式，得出溫度的變化帶來的實驗誤差。當(dāng)然我們在控制溫度的同時一定嚴格控制好其他的因素。最后我們還要計算其擴展不確定度，以此對其進行評定。最終得出測量結(jié)果。由以上過程我們有其中數(shù)據(jù)可知。投影儀分辨力引入的標(biāo)準不確定度認為是矩形分布的則：

投影儀放大倍數(shù)誤差引入的標(biāo)準不確定度，假設(shè)區(qū)間內(nèi)分布均勻，而則：

而在溫度變化而引起的不確定度中，實驗溫度（23±5）℃左右，區(qū)間半寬度是也假設(shè)均勻分布，則：

則合成標(biāo)準不確定度為：

擴展不確定度取k=2，則為：

則最終測量結(jié)果為：（0.92±0.03）mm，k=2。

3　結(jié)束語

顯而易見，所有的測量結(jié)果都會存在誤差，這是我們無論如何也無法避免的，我們只能盡量的降低誤差，而做不到消除誤差。所以在電線電纜絕緣平均厚度測量時必然也會存在誤差，所以我們要對其進行嚴格的全面的控制分析，考慮到各種因素對其的影響，最終綜合最終結(jié)果評估測定電線電纜絕緣平均厚度測量的不確定度。根據(jù)實踐證明，在大多數(shù)時候有關(guān)部門要求拿出不確定度，尤其是電線電纜絕緣平均厚度測量時。測量不確定度有事也會有特殊的要求，尤其是當(dāng)測量不確定度與產(chǎn)品線測量結(jié)果相同時。與此同時，當(dāng)使用的用戶有特定的要求時或是不確定度對相關(guān)部門的規(guī)范有影響時，凡是涉及到這些相關(guān)的問題時，檢測報告中一定要有測量結(jié)果的不確定度的體現(xiàn)。當(dāng)然還有一個更重要的就是檢測方法有相關(guān)要求時，那必須在檢測報告中提供不確定度的測量。總而言之，我們應(yīng)該在實踐中結(jié)合理論綜合性的評定電線電纜的絕緣平均厚度測量不確定度，從而避免發(fā)生錯誤判斷。

［1］何蘭君，夏錫彬，葉東東.電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度的評定［J］.中國計量，2014（07）.

［2］水利飛，鄧九旺，郭守恒，朱萃.非極性電纜絕緣材料表面打標(biāo)技術(shù)的優(yōu)化［J］.光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2016（03）.