铜包铝线的抗张强度测量不确定度评定

　　0　前言

　　铜包铝线是在铝芯上同心地包覆铜层并使铜铝界面形成金属结合的双金属复合导线,它是铜导线的更新换代产品。作为保证电线电缆信号传输和使用寿命的重要材料,铜包铝线的抗张强度是重要的性能指标。抗张强度的测量数据准确可靠性与正确使用测量仪器以及合理评定测量不确定度密切相关。以下就铜包铝线抗张强度测量的不确定度进行分析。

　　1　测量方法

　　依据SJ/T 11223-2000《铜包铝线》标准,采用1级LR50K万能材料试验机;μ级千分尺0~25 mm,在温度(23±2)℃、相对湿度(60±15)%环境下,对直径为Φ2·05 mm的铜包铝线的抗拉强度进行测量。将被测试样在标准环境条件下放置至少2 h,用直尺在试样上划好间距250 mm,用千分尺测出试样标线中间和两端三点的直径,取其算术平均值作为试样直径,将试样装在拉力机夹具之间以75 mm/min的拉伸速度施加轴向力至试样断裂。记录试样断裂时的最大拉断力F=755·7 N,根据公式计算抗拉强度,其中,S为拉伸前试样截面积,mm2。

　　2　抗拉强度不确定度的主要来源

　　从公式E=F /S中可以看出抗拉强度的测量误差与最大拉断力以及试样直径测量的读值重复性有关,因此抗拉强度的测量不确定度的主要来源有以下几个方面:

　　2·1　试样断裂时最大拉断力F的不确定度

　　其来源主要是由以下两部分构成:试验机示值误差引起的标准不确定度分量u(F1);试验机用0·3级标准测力仪进行校准或检定,该标准源引起的标准不确定度分量为u(F2)。评定二者所需数据均为检定证书提供,应采用B类不确定度评定方法评定。

　　2·2　拉伸前试样截面积S的不确定度

　　其来源主要是由以下两部分构成:测试试样直径使用的千分尺示值校准结果引起的标准不确定度分量u(d1),数据由检定证书提供,应采用B类不确定度评定方法评定;检测人员测量直径的重复性引起的标准不确定度分量u(d2),应采用A类不确定度评定方法对观测列进行统计分析。

　　因在测量时环境温度控制在(23±2)℃,环境湿度控制在(60±15)%,且无振动、强电流等干扰,故由环境变化引起的不确定度分量可忽略不计。

　　3　抗拉强度测量不确定度评定

　　3·1　试样断裂时最大拉断力的标准不确定度

　　LR50K万能材料试验机检定证书给出的示值误差如表1所示。

　　可认为示值误差aF1出现在±6×10-3N范围内是等概率的,而落于该范围外的概率为零,由此可以得出示值误差呈矩形均匀分布,由JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》表3(常用分布与k,u(xi)的关系)取包含因子kF1= ,采用B类方法进行评定,则标准不确定度为