铜导体的电阻率测量不确定度评定

　　一、概述

　　1.测量依据

　　GB/T3048.2-2007《电线电缆电性能试验方法%第2部分：金属材料电阻率试验》。

　　2.测量环境

　　温度：(20±5)℃，本次测量温度：22.5℃。

　　3.测量设备

　　直流电桥，型号：QJ57型，准确度：0.05级。游标卡尺，测量范围：(0～1000)mm，最大允许误差：(MPE)：±0.1mm。

　　杠杆千分尺，测量范围：(0～25)mm，最大允许误差：(MPE)：±3mm。

　　精密温度计，测量范围：0～50℃，分度值：0.1℃;最大允许误差：(MPE)：±0.2℃。

　　4.测量对象

　　圆铜导体的体积电阻率， 测量不确定度不超过0.65%。

　　5.测量过程

　　取一段大于1.2m的圆铜导体试样(以下简称“试样”)，用游标卡尺测定试样两电位点之间标距长度为1000mm;用杠杆千分尺测量试样的直径 ，测量时 ，每隔约25mm测量1次试样直径数据， 以其5次的平均值作为测量结果，其变异系数CV≤15%;考虑到试样电阻值及其线性尺寸随温度而变化，计算时应将试验温度t时的数值换算到标准温度t0(20℃ )， 若 (t-t0) 较小时，试样线膨胀系数γ可忽略不计。 为了消除由于接触电势和热电势引起的测量误差， 可采用电流换向法，即读取一个正向读数和一个反向读数，取算术平均值为其电阻值。

　　二、数学模型

　　按标准给出的圆铜导体的体积电阻率的计算公式：

　　式中：ρv20———20℃ 时试样的体积电阻率 ，Ω·m;d———试样在试验温度t时直径的平均值，m;R(t)———试样在试验温度t时标距长度两端间电阻值，Ω;l(t)———试样在试验温度t时两电位点之间标距长度 ，m;α20———20℃时试样的电阻温度系数，1/℃;t———试验时环境温度，℃;π———圆周率，按标准规定取3.1416。

　　三、方差和灵敏系数

　　四、标准不确定度分量的评定

　　1.由试样电阻值导致的标准不确定度分量u〔R(t)〕

　　(1)由测量重复性引起的标准不确定度分量u〔R(t)〕1其重复测量数据如表1所示。

　　2.由试样直径示值导致的标准不确定度分量u(d)

　　(1)由测量重复性引起的标准不确定度分量u(d)1根据标准的规定，测定试样直径尺寸时，应沿试样计量长度以大约相等的间距测量5次，其数据如表2所示

　　3.由试样标距长度示值导致的标准不确定度分量u〔l(t)〕

　　试样标距长度由游标卡尺测得，则

　　4.由试样在20℃时电阻温度系数α20导致的标准不确定度分量u(α20)

　　5.由测量环境温度示值导致的标准不确定度分量u(t)