1、电线电缆测量不确定度分析一、 电线电缆不确定度评定项目有：绝缘厚度、外形尺寸、抗张强度（老化前） 、断裂伸长率（老化前） 、导体电阻、绝缘电阻。说明：1、验材料为型号 227IEC01（BV）的聚氯乙烯绝缘电线2、绝缘厚度、外形尺寸的测量为在绝缘层上切取的同一切片，在同一环境条件下测量十次3、抗张强度、断裂伸长率的测量为在同一根电线上连续截取段长的试件4、体电阻、绝缘电阻测量选用一m 长的试件上测量 5 次。二、抗张强度1、建立过程的数学模型：A= F（a ）A-绝缘层本身具有的屈服强度 a- WDL-2 型微机控制电脑拉力机测量的屈服力值除以测量面积得到的屈服强度设绝缘层本身具有的屈服强度
2、A 的测量结果为 a=b/S0，A 的估计值为 a，则可表示为：A= F（a ） 此式也可认为是数学模型。b-WDL-2 型微机控制电脑拉力机测量的屈服力值S0-绝缘层的原始面积其中，a 为次独立测量的屈服强度平均值，即 =18.8N/mm2a1、测量不确定度分量主要包括三个部分：1.测量人员在重复性条件下进行重复测量引入的标准不确定度；2.WDL-2 型微机控制电脑拉力机测量引入的标准不确定度；3.环境温度误差引起的标准不确定度。3.1 A 类标准不确定度分量评定=0.35N/mm212naasii 2/.0mNsi0.11N/mm2u1用相对标准不确定度分量表示为： %5.01aU9nv测
3、量列i面 积（mm 2）测量值 a(kN)屈服强度(N/) 残差a残差平方 v21 7.428 137.1 18.5 -0.3 0.092 7.160 139.8 19.5 0.7 0.493 7.229 134.5 18.6 -0.2 0.044 7.303 133.7 18.3 -0.5 0.255 7.094 134.3 18.9 0.1 0.016 7.218 134.6 18.6 -0.2 0.047 7.341 138.9 18.9 0.1 0.018 7.265 138.8 19.1 0.3 0.099 7.329 137.0 19.0 0.2 0.0410 7.318 136.
4、1 18.6 -0.2 0.04a18.8注：1、试验时，温度为 23.1C； 3.2 B 类不确定度分量评定3.2.1 测量仪制造厂提供的说明书表明,该测量仪的准确度为 I 级，意即出厂检定时，最大允许误差在其量程范围内为1%。由于没有更多的信息，可估计 a 在 - *1%, + *1%区间内，即在aa18.61N/mm 2,18.99N/mm2范围内都可能出现，且出现的机会在区间内各处均等。 （均匀分布）=0.188/ =0.11N/mm2u23的不可信度根据实践经验估算为 20%，即a，%021212auv3.2.3 环境温度偏差引起的不确定度GB/T2951.1-1997 规定拉力试验
5、应在（235）的条件下进行，但由于室内温度很难控制在一个确定的值，而电线聚氯乙烯绝缘层对温度比较敏感，在不同温度下的张拉试验情况见下表：温度最大拉力（N）截面积（mm）抗张强度（N/ mm） 残差a残差平方 v218 137.1 7.16 19.1 0.4 0.1620 139.8 7.43 18.8 0.1 0.0123 134.5 7.23 18.6 -0.1 0.0126 133.7 7.30 18.3 -0.4 0.1628 134.3 7.09 18.9 0.2 0.04a18.7=0.30，该项误差按照正态分布考虑，对应 p 12nisi=0.95， k 可以查表得到，即 =1.9
6、60，即：kpN/ mm23au15.096.用相对标准不确定度分量表示为：0.8%U1714224auv4 合成标准不确定度和扩展不确定度评定由数学模型可知,其灵敏系数为 1.考虑各分量彼此独立或不相关，故auc 32212= 0.225.0.1.022= 58314)(iief auvrlc71295.0.444由 , =58 ,查 t 分布表%95pef .vefp所以, 4.02.0U5 测量不确定度汇总和报告(1) a=18.8(12.310-2) N/mm2 p=95% (括号内的 2.310-2 是按相对形式表示的不确定度,即 2.3%400N/mm2= 7.5N/mm2(2)
7、a=18.8N/mm20.44N/mm2 p=95%(3) 18.36N/mm2a 19.24N/mm 2 P=95% (4) a= 18.8N/mm2 0.44N/mm2 U95.0四 、断裂延伸率：1、建立过程的数学模型：A= F（a ）A-电线绝缘层试件的断裂延伸率 a-实际测量电线绝缘层试件的断裂延伸率A 的估计值为 a，则可表示为：A=F（ a） 此式也可认为是数学模型。其中，a 为 10 次独立测量的断后伸长率平均值，即 =%a2.测量不确定度分量主要包括三个部分：测量人员在重复性条件下进行重复测量引入的标准不确定度；2.WDL-2 型微机控制电脑拉力机测量引入的标准不确定度；3.
8、环境温度误差引起的标准不确定度；4。游标卡尺测量原始标距引起的标准不确定度。3.1 A 类标准不确定度分量评定=3.78%12nisai1.20%ai1.20%u1用相对标准不确定度分量表示为：0.5%aU19 nvA 类计算表测量列i原始标距（mm）断后标距（mm）断后伸长率（%） 残差a残差平方 v21 20 47.73 238.65 -7.05 49.702 20 50.17 250.85 5.15 26.523 20 49.35 246.75 1.05 1.104 20 49.35 246.75 1.05 1.105 20 48.86 244.30 -1.40 1.966 20 49.
9、12 245.60 -0.10 0.017 20 49.62 248.10 2.40 5.768 20 48.90 244.50 -1.20 1.449 20 50.02 250.10 4.40 19.3610 20 48.21 241.05 -4.65 21.62a49.13 245.70注：1、试验时，温度为 23.1C； 2、该表中的强度值均为按 GB/T 8170-1987 数值修约规则 修约后的值。3.2 B 类不确定度分量评定3.2.1 测量仪制造厂提供的说明书表明,该测量仪的准确度为 1%，即出厂检定时，最大允许误差 1%。由于没有更多的信息，可估计 a 在 -1% , +1%
10、区间内，即在48.64mm,49.62mm 范围内都可能出现，且出a现的机会在区间内各处均等。 （均匀分布）%4.13209.u的不可信度根据实践经验估算为 20%，即 ，a2%20au1212v3.2.2 游标卡尺的分辨力为 0.02mm，即为该量具的步进量，也即有效数字的末位或最小有效数字跳动“一步”时示值的变化量。不考虑面积的测量过程误差所引起的不确定度,由它导致的 B 类标准不确定度分量，以 mm 为02.1最大边界，即把 0.02mm 步进量的宽度成是置信区间的宽度。%03.2.1bu对于 10 次测量的算术平均值而言， 0.03/ =0.9%bu103.2.3 环境温度偏差引起的不
11、确定度GB/T2951.1-1997 规定拉力试验应在（235） 的条件下进行，但由于室内温度很难控制在一个确定的值，而电线聚氯乙烯绝缘层对温度比较敏感，在不同温度下的张拉试验情况见下表：温度原始标距（mm）断后标距（mm）断后伸长率（%） 残差a残差平方 v218 20 46.84 233.20 -11.94 142.5620 20 47.72 236.60 -8.54 72.9323 20 49.35 246.75 1.61 2.5926 20 51.36 252.80 7.66 58.6828 20 51.87 256.35 11.21 125.66a245.14=10.03%，该项误差
12、按照正态分布考虑，对应 p 12nisi=0.95， k 可以查表得到，即 =1.960，即：kp%3au2.5960.1用相对标准不确定度分量表示为：2.1%U1250424auv4 合成标准不确定度和扩展不确定度评定由数学模型可知,其灵敏系数为 1.考虑各分量彼此独立或不相关，故auauc 32212= 5.52 %.5904.122= 752314)(iiefvrlc 9.015.44429由 ,752 ,查 t 分布表95p8.vefp所以, %9.02.8.0U5 测量不确定度汇总和报告(1) a=245.7(14.410-2) % p=95% (括号内的 6.410-2 是按相对形
13、式表示的不确定度,即 4.4 %245.7 %= 10.9%(2) a=245.7 % 10.9 % p=95%(3) 256.6 % a 234.8 % P=95% (4) a= 245.7 % 10.9 %U95.0四 、绝缘层厚度(采用投影仪 50 倍镜头)1、建立过程的数学模型：A= F（a ）A-电线绝缘层厚度的实际值 a- 电线绝缘层厚度的测量值A 的估计值为 a，则可表示为：A=a F（a）此式也可认为是数学模型。其中，a 为 5 次独立测量的绝缘层厚度平均值，即 =0.88，a2. 测量不确定度分量主要包括三个部分：1.测量人员在重复性条件下进行重复测量引入的标准不确定度；2.
14、 测量人员选取不同部位测量引入的标准不确定度；3.投影精度引入的标准不确定度；4.玻璃标尺精确度引起的标准不确定度。3.1 A 类标准不确定度分量评定=0.00312nisai0.001ai0.001u1用相对标准不确定度分量表示为：0.1%aU14nv测量列i原始读数（mm）实际尺寸（mm） 残差a残差平方 v21 43.64 0.873 0 02 43.68 0.874 0.001 0.0000013 43.86 0.877 0.004 0.0000164 43.38 0.868 -0.005 0.0000255 43.54 0.871 -0.002 0.000004a0.8733.2 B
15、 类不确定度分量评定3.2.1 投影仪制造厂提供的说明书表明,该测量仪的物镜放大率误差为0.08%，据此可估计 a 在 -0.08% , +0.08% 区间内，即在0.8723mm, a0.8737mm范围内都可能出现，且出现的机会在区间内各处均等。 （均匀分布）mm04.37.2au的不可信度根据实践经验估算为 20%，即 ，au2 %20au1212auv3.2.2 玻璃尺分辨力为 0.5mm，由于采用 50 倍投影，则 0.5/50=0.01 mm，即为该量具的步进量，也即有效数字的末位或最小有效数字跳动“一步”时示值的变化量。不考虑面积的测量过程误差所引起的不确定度,由它导致的 B 类
16、标准不确定度分量，以 mm 为最大边界，即把 0.005mm 步进量的宽度成01.2是置信区间的宽度。mm029.3.bu对于 5 次测量的算术平均值而言， 0.0029/ =0.001 mm5auv421233.2.3 测量时选用不同部位引入的测量不确定度GB/T2951.1-1997 规定测量绝缘层厚度为在一切片上选取六个部位进行测量，选取不同的部位的测量结果不同，选用不同部位测量的情况见下表：部 位原始读数（mm）实际尺寸（mm） 残差a残差平方 v21 43.64 0.873 -0.0082 45.23 0.905 0.0243 43.88 0.878 0.0034 44.33 0.8
17、87 0.0065 43.22 0.864 -0.017a0.881=0.016，该项误差按照均匀分布考虑，k 可以查表得12nisi到，即 = ，即：kp3mm3au09.6.用相对标准不确定度分量表示为：0.1%U1auv42244 合成标准不确定度和扩展不确定度评定由数学模型可知,其灵敏系数为 1.考虑各分量彼此独立或不相关，故auac 4232212 = 0.001709.1.0 2314)(iiefuvrlac= 33 0904744412由 , ,查 t 分布表%95p034.2vefp所以, 6.017.34.2.0U5 测量不确定度汇总和报告(1) a=(10.410-2) %
18、 p=95% (括号内的 0.410-2 是按相对形式表示的不确定度,即 0.410-20.873= 0.00346(2) a=0.873 0.00346 p=95%(3) 0.870 a 0.876 P=95% (4) a= 0.873 0.00346U95.0五 、外形尺寸(采用投影仪 50 倍镜头)1、建立过程的数学模型：A= F（a ）A-外形尺寸的实际值 a-外形尺寸的测量值A 的估计值为 a，则可表示为：A=a 此式也可认为是数学模型。其中，a 为 5 次独立测量外形尺寸的平均值，即 =3.499，a2. 测量不确定度分量主要包括三个部分：1.测量人员在重复性条件下进行重复测量引入
19、的标准不确定度；2. 测量人员选取不同部位测量引入的标准不确定度；3.投影精度引入的标准不确定度；4.玻璃标尺精确度引起的标准不确定度。3.1 A 类标准不确定度分量评定=0.01712nisai0.0076si0.0076au1用相对标准不确定度分量表示为：0.2%U14nv测量列i原始读数（mm）实际尺寸（mm） 残差a残差平方 v21 174.25 3.4852 176.00 3.5203 175.05 3.5014 175.58 3.5105 173.95 3.479a3.4993.2 B 类不确定度分量评定3.2.1 投影仪制造厂提供的说明书表明,该测量仪的物镜放大率误差为0.08%
20、，据此可估计 a 在 -0.08% , +0.08% 区间内，即在0.8723mm, a0.8737mm范围内都可能出现，且出现的机会在区间内各处均等。 （均匀分布）04.37.2u的不可信度根据实践经验估算为 20%，即 ，a2%20au1212auv3.2.2 玻璃尺分辨力为 0.5mm，由于采用 50 倍投影，则 0.5/50=0.01 mm，即为该量具的步进量，也即有效数字的末位或最小有效数字跳动“一步”时示值的变化量。不考虑面积的测量过程误差所引起的不确定度,由它导致的 B 类标准不确定度分量，以 mm 为最大边界，即把 0.005mm 步进量的宽度成01.2是置信区间的宽度。mm0
21、29.3.bu对于 5 次测量的算术平均值而言， 0.0029/ =0.001 mm5auv421233.2.3 测量时选用不同部位引入的测量不确定度GB/T2951.1-1997 规定测量绝缘层厚度为在一切片上选 取 2 处互相垂直的部位进行测量，选取不同的部位的测量结果不同，选用不同部位测量的情况见下表：部 位原始读数（mm）实际尺寸（mm） 残差a残差平方 v21 3.475 0.0702 3.518 0.0703 3.502 0.0704 3.496 0.0705 3.510 0.070a0.070=0，该项误差引起的不确定度可以不计。12nisi4 合成标准不确定度和扩展不确定度评定
22、由数学模型可知,其灵敏系数为 1.考虑各分量彼此独立或不相关，故auauc 32212= 0.00770.4.076.2= 4.231)(iiefvrlc 01.4.76. 4412由 , ,查 t 分布表%95p38.vefp所以, 021.7.38.2.0U5 测量不确定度汇总和报告(1) a=3.499(10.610-2) % p=95% (括号内的 0.610-2 是按相对形式表示的不确定度,即 0.6 %3.499= 0.021(2) a=3.499 0.021 p=95%(3) 3.478 a 3.520 P=95% (4) a= 3.499 0.021U95.0六 、绝缘电阻1、
23、建立过程的数学模型：A=F（a）A-绝缘电阻的实际值a-绝缘电阻的测量值A 的估计值为 a，则可表示为：A=a 此式也可认为是数学模型。其中，a 为 5 次独立测量绝缘电阻的平均值，即=0.182M.KM，2.采用 5 米长 227IEC01（BV）聚氯乙烯绝缘电线进行测量,测量不确定度分量主要包括三个部分：1.测量人员在重复性条件下进行重复测量引入的标准不确定度；2. 仪器精确度引入的标准不确定度； 3.不同人员读数引入的标准不确定度3.1 A 类标准不确定度分量评定=0.017 M.KM12nisai0.0006 M.KMai0.0006 M.KMu1用相对标准不确定度分量表示为：0.3%
24、aU141nv测量列i原始读数（M）实际电阻（M.KM） 残差 a残差平方 v21 36.5 0.18252 36.8 0.18403 36.3 0.18154 36.1 0.18055 36.2 0.1810a0.18193.2 B 类不确定度分量评定3.2.1 高压综合参数微机测试台提供的说明书表明,该测量仪的物精度为0.1 M，0.1/200=0.0005, 据此可估计 a 在 -0.0005, +0.0005区间内，即在a0.1814 M.KM, 0.1824 M.KM范围内都可能出现，且出现的机会在区间内各处均等。 （均匀分布）03.5.2au的不可信度根据实践经验估算为 20%，即
25、 ，2%20au1212auv3.2.3 测量时不同人员读数引入的测量不确定度由于高压综合参数微机测试台数字显示屏显示值不为定值,是不停跳动的,所以同的人员读书会产生差异,不同人员的读数接果见下表：人 员原始读数（M）实际电阻（M.KM） 残差 a残差平方 v2甲 36.6 0.1830乙 36.9 0.1845丙 36.2 0.1810丁 36.0 0.1800a0.1821=0.002，该项误差按照正态分布考虑，对应 p 12nisi=0.95， k 可以查表得到，即 =1.960，即：kpM.KM3au0.96.12用相对标准不确定度分量表示为：0.5%U1204214auv4 合成标准
26、不确定度和扩展不确定度评定由数学模型可知,其灵敏系数为 1.考虑各分量彼此独立或不相关，故auc 32212= 0.00120.3.06.2= 63314)(iief auvrlc20146. 44由 , ,查 t 分布表%95p9.vefp所以, 024.0U5 测量不确定度汇总和报告(1) a=(11.310-2) % p=95% (括号内的 0.610-2 是按相对形式表示的不确定度,即 0.6 %3.499= 0.021(2) a=0.1819 0.0024 p=95%(3) 0.1795 a 0.1843 P=95% (4) a= 0.1819 0.0024U95.0六 、导体电阻1
27、、建立过程的数学模型：A=F（ a）A-导体电阻的实际值 a-导体电阻的测量值A 的估计值为 a，则可表示为：A=a 此式也可认为是数学模型。其中，a 为 5 次独立测量导体电阻的平均值，即 =7.00/KM，a2. 采用 4 米长 227IEC01（BV）聚氯乙烯绝缘电线进行测量, 测量时温度为 10.5，测量不确定度分量主要包括三个部分：1.测量人员在重复性条件下进行重复测量引入的标准不确定度；2. 仪器精确度引入的标准不确定度；3.1 A 类标准不确定度分量评定=0.01512nisai0.007/KMai0.007/KMu1用相对标准不确定度分量表示为：0.1%aU141nv测量列i原
28、始读数（0.001） 实际电阻（/KM） 残差 a残差平方 v21 26.973 7.00 02 27.008 7.02 0.023 26.874 6.99-0.014 26.898 6.99-0.015 27.010 7.02 0.02a7.003.2 B 类不确定度分量评定3.2.1 双臂电桥提供的说明书表明,该测量仪的物精度为 0.00001 ，,据此可估计 a 在 -0.00001, +0.00001区间内，即在6.99999/KM, a7.00001/KM 范围内都可能出现，且出现的机会在区间内各处均等。 （均匀分布）06.31.2u的不可信度根据实践经验估算为 20%，即 ，a2%20au1212auv4 合成标准不确定度和扩展不确定度评定由数学模型可知,其灵敏系数为 1.考虑各分量彼此独立或不相关，故= ac 21206.7.220.007= 4314)(iiefuvrlc12.0.44由 , ,查 t 分布表%95p78.vefp所以, 09.7.82.0U5 测量不确定度汇总和报告(1) a=7.0(10.310-2) % p=95% (括号内的 0.610-2 是按相对形式表示的不确定度,即 0.6 %3.499= 0.021(2) a=7.00 0.019 p=95%(3) 6.981 a 7.019 P=95% (4) a= 7.00 0.019U95.0
