摘要：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。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。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。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。
关键词：电线电缆导体；直流电阻测量；不确定度评定
电线电缆检测中导体电阻的检测依据电线电缆电性能试验方法导体直流电阻试验标准进行，应尽可能采用专用的四端夹具固定夹持一定长度电缆，四端夹具的外铡一对为电流电极，内侧一对为电位电极，电位接触应由相当锋利的刀刃构成，且互相平，均垂直于试样。
一、电线电缆导体直流电阻测量与不确定度评定
1.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：对一系列观测值迸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A，采用A类方法评定；2)双臂电桥准确度引入的不确定度采用B类方法评定；3)刻度尺误差引入的导体长度不确定度，采用B类方法评定；4)温度测量引入的标准不确定度分量，采用B类方法评定；5)电阻温度系数。引入的不确定度分量导体温升和接触电阻等引入的不确定度等可以忽略不计。
2.导体电阻测量不确定度的评定。
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一是评定的方法。直流电阻测量与诸多因素有关，如电桥测试系统、测温系统、夹具、试样等，这些参数之间有一定的相关性。我们查阅了电桥整个测试系统的校准报告，测试系统在准确度保持在0.01％一0.02％之间，从设备操作说明书中也可以查阅到，处于该档位的电桥等级指数为0.05％，因此测试系统取0.05％的等级指数是可行的，由此可推断出计算出瓦的测量不确定度的半宽为0.70170x10以×0.05％，符合均匀分布。
二是测量结果的分析。测温系统不确定度评定的计算测量系统的不确定度可以由两部分组成：一是温度计本身的测量不确定度，测量环境温度波动带来的不确定度。从温度计计量报告中看出，在20℃时给出的扩展不确定度实际过程中我们是用环境温度替代导体温度，在全部测量过程中温度波动。二是夹具和试验系统的不确定度。从夹具长度的计量报告可以看出，夹具的扩展不确定度在实际测量过程中，被测样品长度不完全校直，试样长度一般要大于夹口的标准距离1000mm。通过试验验证，一根校直的在一端固定，另一端松动0.5mm的距离时，这种松动很明显，肉眼是完全可以识别出的，根据这种经验保守取法是试样长度带来的不确定度则夹具和试样本身带来的长度不确定度可以取值。本次测量不确定度的献相对比较平均，没有出现数量级别上的区别，但同时也能看出提高环境温度的控制对导体电阻的测量非常重要。其次试样的校直也很关键，特别是对于大截面的绞合导体，试样长度的误差可能要超过0.5mm，如此测量结果与真实值之间的偏差能达到0.5％，所以在测量过程中对被测导线要校直，须经常对夹口距离进行校正，尽量减小误差。对于电桥测试系统，实验室常用的标准电阻可采用更高精度的标准电阻来提高整个系统的测试分辨率，减小电桥测试系统本身带来的不确定度。
3.测量结果的不确定度组成有两部分，一是测试过程中随机产生的测量不确定分量，可以通过教学统计的评定方法来确定；二是由夹具装置和试样、测试系统、温度波动等方面的测试系统产生的不确定分量，可以通过其他的评定方法来确定。由温度变化对测量结果的影响、钢板尺的热胀系数对测量结果的影响、导体夹具上的测量导体长度量具钢板尺示值误差对测量结果的影响较小，所以由其引起的不确定度可以忽略不计。
二、不确定度控制
1.导体长度的控制。电桥的一对电位夹头应互相平行，均垂直与试样，应测量电位夹头之间导体的长度，其测量误差应不超过±O.15％。
2.仪器示值误差的控制。示值误差对不确定度影响较大，应定期校准以控制其大小，尽可能使用仪器校准的修正值。
3.仪器稳定性的控制。因电子元件的使用，故在每次测量后应让其充分放电后再进行下次测量，测量时通电时间不应太长，对细微导体进行测量时，在满足试验系统灵敏度要求的情况下，应尽量选择最小的测试电流，以免因导体升温而影响检测结果。测试应在稳定电压下进行，应避免其它电器的开合。
4.接触电阻的控制。应注意消除由于接触电势和热电势引起的测量误差，应通过试验确定一个较好的夹持位置，应采用电流换向法，读取一个正向读数和一个反向读数，取算术平均值。应注意保持夹头清清以保证良好接触。
5.温度测量和湿度的控制。试样应在温度为(15～25)℃和空气湿度不大于85％的试验环境中放置足够长的时间，在试样放置和试验过程中，环境温度的变化应不超过±1℃。应使用最小刻度为0.1℃的温度计测量环境温度，温度计距离墙面应不少于10℃，距离试样应不超过1m，且二者应大致在同一高度，并应避免受到热辐射的空气对流的影响。应尽量使用温度计校准后的的修正值。
6.电位接点与电流接点的控制。当被测电阻小于1Ω时，应尽可能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电极，内侧一对为电位电极，电位接触应由相当锋利的刀刃构成，且互相平行，均垂直与试样。每个电位接点与相应的电流接点之间的间距应不小于试样断面周长的1.5倍。
电线电缆导体直流电阻测试按照对试验设备、试样、试验步骤和试验结果及计算都有详细的阐述和规定。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]国家质量技术监督局计量司编.测置不确定度评定与标示指南.北京：中国计量出版社.
[2]材料理化检验测量不确定度评估指南及实例，2016
[3]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》
论文作者:张二进
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/27
标签：测量论文; 不确定论文; 导体论文; 电阻论文; 试样论文; 夹具论文; 电桥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第27期论文;