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℃。使用最小刻度为0.1℃的温度计测量环境温度，温度计离地面1.1m，距离墙面50cm，距离试样0.15m，不受热辐射和空气对流影响。
1.3试样的制取
从被试电线电缆上切取长度不小于1m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去除,并让试样冷却到室温。
1.4导体电阻的测量
①打开电桥开关，预热5min；②对电桥的20mΩ档进行零位校准和准确度校准；③检查电桥与线缆测量夹具的导线连接是否正确，接触是否良好；④估算被测电阻值，选择合适的量程，此次试验选取量程为200mΩ；⑤将制备好的试样拉直夹于线缆测量夹具上，注意拉直试样时不应有任何导致导体截面积发生变化的扭曲，也不应导致试样导体伸长；⑥按下电桥的测量键，待数值稳定后，按下数据保持键H，保持测试数据后，立即将测量键复位；⑦记录5组正向电流时导体的电阻值测试数据Ri及测试温度ti后，不改变样品在线缆测量夹具上的状态（确保正反向测量时接入的线缆有效长度完全相同），采用电流换向法消除接触电势和热电势带来的测量误差，将电桥接线反接产生反向电流，按方法⑥测量反向电流时的导体电阻值并记录5组反向电流时的电阻值测试数据Ri及测试温度ti。
2导体电阻测量不确定度的评定
2.1不确定度来源
设备完善程度、测量方法、周围环境条件、认知能力等都会对测量的试验数据造成影响，这也是误差产生的原因。所谓“真值测量”在现实生活中是不存在的，在实际生活和工作过程中所得到的测量值仅仅是“合理赋予被测量的值”。这些值具有不确定度，分散性即代表不确定度。该值代表了测量结果的可依赖程度，分散性通常是以一定范围的形式出现，测量结果如果落入该范围内，代表有一定可信度；如果没有落入该范围，则表示测量结果不可靠，还可以说其是测量结果的指标值。在具体物力测量的结果中，必须给出相应的不确定度，方便在对该值进行应用的时候，相关人员可以对其可信度进行评价。除此之外，测试结果之间带来的可比性也会大幅度提高。通常情况下，会将不确定度分为两类进行评定，即A类和B类。所谓A类评定，即得到某些观测值后，经过统计和分析计算其是否合理的方法。在进行测量的过程中，观测值不能通过测量得到，一般是经过详细的统计分析得到。如果时间条件或所用资源条件不够充分，那么可以凭借A类评定方法进行不确定度的确认；如果在评定过程中只应用了非统计的方法，那么定义该方法为B类评定方法。一般来说，导体直流电阻值不确定的因素主要有：（1）因为重复性测量造成标准不确定度Au，通常凭借A类方法进行评定。（2）在测量过程中，因为测量环境不同，使得测量温度也会有所改变，温度测量所使用的不确定度标准为3Bu，在这种情况下一般使用的评定方法为B类。（3）电阻温度系数20a使用的不确定度标准为4Bu。在对导体进行测量流程中，由于借入电阻产生的不确定性通常都会不予计算，因此可直接忽略。（4）双臂电桥准确度引入的不确定度UB1，通常凭借B类方法进行评定。（5）在测量过程中，需要对导体的长度进行测量，那么就会应用到刻度尺。由于刻度尺存在一定的误差，将这一误差设定为导体长度不确定度2Bu，B类方法一般为这种情况的评定方式。因为该实验在空调室内进行，测量后静置0.5h以上再进行第二次测量。在测量的过程中尽量控制测量时间，因为温度变化较强，所以温度计误差值和环境温度所引起的不确定性可以忽略不计。另外，在测量的过程中，钢卷尺热胀系数引起的不确定度分量忽略不计；电桥、温度计灵敏度阈引起的不确定度分量忽略不计。
2.2双臂电桥测量阻值Ｒx的不确定度计算
双臂电桥测量电阻Ｒx的不确定度由读数的不确定度和双臂电桥误差引起的不确定度组成，对同一被测量物做n次测量，测得被测量物的不同数据值，计算其算术平均值。双臂电桥最大允许误差为0．00002Ω，故双臂电桥误差引起的不确定度为:
环境温度下测量长度电缆电阻的平均值为:
2.3测量结果的分析
此次测量不确定度可以看出试样长度对测量结果的影响很大,特别是对于大截面的绞合导体，由于外径较大校直时相对困难，试样长度的误差可能要超0.5mm，如此测量结果与真实值之间的偏差能达到0.5%,所以在测量过程中要对被测导线校直，须经常对夹口距离进行校正（尤其是电位夹头），尽量减小误差；其次提高环境温度的控制对导体电阻的测量也非常重要，因此在测量导体直流电阻时一定要尽可能减少试验室的温度波动，减少温度波动对结果的影响。
结语
综上所述，本次测量仅对两个分量的不确定度进行分析而得出结果，反映出本试验室对试验样品的制备、测试环境的控制以及对测试过程的控制较好。本文是在测试次数较少的情况下对测试结果进行了不确定度评定，为不确定度评定提供了范例。测试结果不确定度评定是不同学科之间交流的需要，也是测量技术发展的需要。
参考文献
[1]电线电缆电性能试验方法 第4部分：导体直流电阻试验：GB/T?3048.4—2007[S]．北京：中国标准出版社，2008.
[2]陈玉明，宋文．导体直流电阻测量不确定度评定研究[J]．电线电缆，2009，（1）.
[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[S].
[4]JJF1059—2012测量不确定度评定与表示[S].
[5]国家质量技术监督局计量司编•测量不确定度评定与指示指南[M].北京：中国计量出版社.
论文作者:罗雪芳,吴蓓
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
标签：测量论文; 不确定论文; 导体论文; 电桥论文; 试样论文; 电阻论文; 误差论文; 《电力设备》2019年第16期论文;