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）

ISO/IEC17025：2005《检测和校准实验室认可准则》要求检测实验室在三种情况下需要提供不确定度的说明：检测方法的要求；客户的要求；据以作出满足某规范决定的窄限。根据笔者长期对电缆产品，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有非常现实的意义。现依据JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》，对大截面铝导体电缆导体电阻测量不确定度加以完整叙述和分析。

1 测量目的

现有一批标称截面积120mm2的大截面铝导体电缆，标准GB/T 3956-2008要求其导体电阻不大于0.253Ω/km。为此，对该电缆进行测量，以确定其导体电阻值是否符合标准要求。

2 测量方法和数学模型

从该批大截面铝导体电缆中取一段长约5.6m左右的样品，去除铝导体两端外表面的绝缘、护套或其他覆盖物后，对其电流引入端子采用标称截面积与试样相同的铝压接头（铝鼻子），并用液压钳进行压接，以保证压接后的铝导体与接头融为一体。将铝导体按标准要求夹在通用导体电阻四端夹具上，试样有效长度为5.0m，用QJ36电桥测量系统进行测量。

按照测量原理公式

R:测试读数，单位Ω

t:测试时的环境温度，单位℃

L:被测样品长度，单位m

3 所用的测量仪器

QJ36型双臂电桥测量系统，其技术指标为：准确度等级0.02级、基本量限10-2Ω～11Ω。

测量电缆长度使用1000mm量程的钢直尺最大偏差为±0.5mm（包括钢直尺误差和视觉误差）。

测量温度使用0.1℃分度值的玻璃水银温度计最大偏差为±0.2℃（包括温度计误差和视觉误差）。

所使用的仪器设备经检定合格，并在有效期内。

4 实测记录

表1 测量数据记录表（mΩ）室温：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

测量次数：n=10

实验标准差：

平均值的标准差

5 测量不确定度分析

影响大截面铝导体电缆导体电阻测量结果的不确定度来源主要有以下因素：

电阻测量结果的不确定度

A由于各种随机因素影响使读数不重复；

B由于QJ36电桥测量系统不准确造成的不确定度；

对测试环境温度的测量不准确；

由于被测样品5米长度测量误差造成的不确定度。

6 标准不确定度分量的评定

(1) 电阻R测量结果的不确定度

由于各种随机因素影响使读数不重复引入的标准不确定度分量u11按A类评定，由于该误差带有随机性，可用统计的方法得到，因此其标准不确定度为：

u11= s()=0.00013 mΩ

由于QJ36电桥测量系统不准确引入的标准不确定度分量u12按B类评定，根据其检定证书上的技术指标可得其相对标准不确定度为0.02%，其标准不确定度为：

u12= 0.02%×=0.000247 mΩ

所以参数R的标准不确定度由u11和u12合成，由于输入量彼此不相关，参数R的合成不确定度为：

其灵敏系数为

(2)由于对测试环境温度t测量不准确引入的标准不确定度分量u2按B类评定，根据检定证书，0.1℃分度值的玻璃水银温度计最大偏差为±0.2℃（包括温度计误差和视觉误差），可得：

其灵敏系数为

(3) 由于被测样品长度测量误差引入的标准不确定度分量u3按B类评定，根据检定证书，取1000mm量程的钢卷尺最大偏差为±0.5mm（包括钢卷尺误差和视觉误差）,可得5米时为2.5mm：

其灵敏系数为

表2 不确定度分析一览表

7 合成标准不确定评定

由于参数R和L明显相关，参数R和t明显相关，参数t和L明显不相关，因此合成不确定度的公式为

8 确定扩展不确定度

a）确定包含因子k根据要求取k=2

b）计算扩展不确定度：U=kuc=2×0.000175=0.00035（Ω/km）

9 检测结果报告

[1]施昌彦.测量不确定度评定与表示指南[M].北京:中国计量出版社，2001.

[2]JJF1059-1999，测量不确定度评定与表示[S]