QJ57直流双臂电桥测量导体电阻测量结果不确定度评定,此文是一篇不确定度论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
不确定度论文参考文献：
【摘 要】 本文通过对QJ57直流双臂电桥测量电线电缆导体电阻过程进行分析,确定产生不确定度的影响因素,并对其进行深入分析,对各不确定度分量和测量结果的不确定度进行评定,从而做出对测量结果的准确判定.
【关键词】 直流双臂电桥 不确定度 扩展不确定度 准确度
【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2015.07.006
1 概述
电线电缆的导体电阻检测项目是表征电线电缆导体特性的重要技术指标之一,历来是质检部门对电线电缆产品进行质量监督检验的主要项目之一,故一直受到电线电缆生产企业的高度重视.准确测量电线电缆的导体电阻对电线电缆的安全使用有着重要的实际意义.目前,常规的导体电阻检测均采用QJ57直流双臂电桥,然而,所有测量结果都不可避免地存在或多或少的不确定性,只有测量结果的准确,才能在检验报告中对产品质量做出正确评价,对检验结果做出正确判定.因此,对QJ57直流双臂电桥测量导体电阻的测量结果不确定度评定就尤为重要.通过对QJ57直流双臂电桥测量电线电缆导体电阻过程进行分析,确定产生不确定度的影响因素,并对其进行深入分析,对各不确定度分量和测量结果的不确定度进行评定,从而做出对测量结果的准确判定.
1.1 测量方法
依据GB/T3048.4—2007《电线电缆电性能试验方法导体直流电阻试验》.使用直流双臂电桥检测电线电缆的导体电阻,当电桥对臂阻值乘积相等时体检流计指零,此时测量盘读数乘以其倍率即为被测样品的电阻值,然后用温度修正系数至标准温度20℃时的电阻值,并换算到每千米的电阻值.
1.2 试验样品
型号规格为60227 IEC01（BV） 450/750 2.5mm2的一般用途单芯硬导体无护套电缆,其在20℃时导体电阻的标准值为≤7.41Ω/km.使用的测量设备：QJ57直流双臂电桥（准确度：0.05级、电桥测试档置于×0.01档、该档示值误差为±0.2%Rt）、钢直尺（测量范围：0～1000mm、最大允许误差：±0.2mm）、精密温度计：（0～50℃、最大允许误差：±0.2℃）.经测试后的实测数据：温度计读数21.1℃,直流电桥读数0.69585×10-2Ω.
2 数学模型
[R20][等于234.5234.5+t×1000LRt]
式中：[t]——测量时的试样温度（℃）；[L]——被测电线的试样长度（m）；[Rt]——被测电线在t℃时,长度为L的导体电阻（Ω）；[R20]——被测电线在20℃时的导体电阻（Ω/km）.
3 不确定度来源
（1）由试样电阻值导致的标准不确定度分量[u（Rt）]；
（2）通用钢直尺测量被测导体夹具上的长度示值误差引起的标准不确定度分量[u（L）]；
（3）温度计示值误差引起的标准不确定度分量[u（t）]；
（4）钢直尺热胀系数引起的不确定度分量和电桥、温度计灵敏度以及温度系数引起的不确定度分量可忽略不计.
4 方差和灵敏系数
方差：[u2（R20）等于c12u2（Rt）+c22u2（L）+c32u2（t）]
灵敏系数：当t等于21.1℃、L等于1000mm、[Rt]等于0.69585×10-2Ω时：
[c1][等于?R20?（Rt）等于254.5234.5+t×1000L等于995.696]
[c2][等于?（R20）?（L）等于254.5234.5+t×1000L2Rt等于-6.929]
[c3][等于?（R20）?（t）等于-254.5（234.5+t）2×1000LRt等于-2.711×10-2]
5 标准不确定度[u（R20）]的评定
5.1 由试样电阻值导致的标准不确定度分量[u（Rt）]
（1）由测量重复性引起的标准不确定度分量[u（Rt）1]
重复测量10次的数据如表1：
根据表1数据可以得出：
算术平均值：[Rt等于1ni等于1nRi等于0.69585×10-2]（Ω）
单次实验标准差：[S等于i等于1n（Ri-Rt）2/（n-1）等于2.0][×10-7]
有：[u（Rt）等于S等于2.0×10-7]等于（Ω）
（2）由QJ57电桥的准确度引起标准不确定度分量[u（Rt）2]
[u（Rt）2等于0.2%×0.695853×10-2等于8.035×10-6]（Ω）
（3）由此可得出
[u（Rt）等于u2（Rt）1+u2（Rt）2等于8.037×10-6]（Ω）
5.2 钢直尺示值误差引起的标准不确定度分量[u（L）]
测量导体长度用的1m钢直尺的误差为±0.2mm
[u（L）等于0.2/3等于1.155×10-4]（m）
5.3 温度计示值误差引起的标准不确定度分量
精密温度计最大示值误差为±0.2℃
[u（t）等于0.2/3等于]0.1155℃
5.4 标准不确定度的合成
[u（R20）][等于c12u2（Rt）+c22u2（L）+c32u2（t）等于0.863×10-2]
6 扩展不确定度评定
取包含因子[k等于2],则扩展不确定度为：
[U][等于2×0.863×10-2等于1.73×10-2]
7 扩展不确定度的结果和报告
标准温度试样的导体电阻为：
[R20等于254.5（234.5+t）2×1000LRt]等于6.93Ω/km
其扩展不确定度：[U等于1.73×10-2]Ω/km,k等于2.
相对扩展不确定度[Urel（R20）]为：
[Urel（R20）等于1.73×10-2等于0.25%],k等于2.
8 结束语
由上可知,用QJ57直流双臂电桥测量导体电阻的不确定度影响因素有：电桥的准确度、钢直尺测量被测导体夹具上的长度示值误差和温度计示值误差等.在平时及时对直流电桥、精密温度计、钢直尺进行计量检定,可以有效减少导体电阻误差值.
作者简介
叶春锋,硕士,工程师,嘉兴市产品质量检验检测院电器检测中心副主任,主要从事机电类产品的检测和研究工作.
（责任编辑：张晓明）
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