電線電纜導(dǎo)體電阻檢測(cè)誤差分析

摘要：本文對(duì)用雙臂電橋（凱爾文電橋）檢測(cè)電線電纜導(dǎo)體直流電阻的誤差來源進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)方法和實(shí)際工多年作實(shí)踐對(duì)如何盡量避免或減小這些誤差作了分析。對(duì)初接觸這一檢驗(yàn)檢測(cè)工作的同志具有指導(dǎo)和借鑒意義。

關(guān)鍵詞：電線電纜 導(dǎo)體電阻 誤差 來源 分析 避免 減小

作為質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的一名產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)人員，不僅要熟練掌握檢驗(yàn)技術(shù)，還要對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析，分析檢測(cè)方法及過程的科學(xué)性，分析檢測(cè)誤差可能的來源，這對(duì)于我們保證結(jié)果的正確性，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià)是非常必要的。

對(duì)電線電纜導(dǎo)體電阻的檢測(cè)，我們檢測(cè)的樣品的導(dǎo)體電阻都遠(yuǎn)小于1Ω，因此，我們采用雙臂電橋（凱爾文電橋）和專用的四端測(cè)量夾具，再配合試樣、標(biāo)準(zhǔn)電阻、檢流計(jì)、變阻器、電流表、直流電源、連接線、開關(guān)等組合成一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)。如圖所示：

整個(gè)系統(tǒng)的誤差主要包括：標(biāo)準(zhǔn)電阻的校準(zhǔn)誤差、試樣和標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較誤差、接觸電勢(shì)和熱電勢(shì)引起的誤差、測(cè)量電流引起的試樣發(fā)熱誤差。

對(duì)樣品的檢測(cè)結(jié)果，我們最終要換算成1000米20℃時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電阻，因此實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度，以及樣品溫度和實(shí)驗(yàn)室溫度的一致程度也會(huì)引起誤差。

試樣的測(cè)試長(zhǎng)度，也就是四端夾具兩電位電極之間的距離的長(zhǎng)度的精確度（我們通常以這個(gè)距離代表了測(cè)試試樣的有效長(zhǎng)度）也是誤差的來源之一。

如何避免或減小這些誤差呢？

對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)電阻、檢流計(jì)，我們要按要求定期進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)。在結(jié)果計(jì)算時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)電阻的檢定結(jié)果的偏差考慮進(jìn)去，或者直接代入有效檢定期內(nèi)檢定結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。這樣有利于減小標(biāo)準(zhǔn)電阻的校準(zhǔn)誤差以及試樣和標(biāo)準(zhǔn)電阻的比較誤差。

對(duì)于接觸電阻和熱電勢(shì)引起的誤差，我們可以采用電流換向法，讀一個(gè)正向讀數(shù)和反向讀數(shù)，取算術(shù)平均值。也可以用平衡點(diǎn)法（補(bǔ)償法），檢流計(jì)接入電路后，在電流不閉合的情況下調(diào)零，達(dá)到電流閉合時(shí)檢流計(jì)上基本觀察不到?jīng)_擊。

選擇適當(dāng)精確度的檢流計(jì)和合適的測(cè)試電流，在滿足試驗(yàn)系統(tǒng)靈敏度要求的情況下，盡量選擇最小的測(cè)試電流，并且要在較短的時(shí)間完成檢測(cè)，特別是靈敏度要求較高，測(cè)試電流較大的情況下，務(wù)必快速完成檢測(cè)，從而減小試樣發(fā)熱引起的誤差。因此測(cè)試電源接通前的準(zhǔn)備工作要做好，對(duì)電線電纜的電阻值要盡可能估計(jì)準(zhǔn)確，可以參考標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的規(guī)格型號(hào)對(duì)該電線電纜導(dǎo)體電阻的要求值作為預(yù)設(shè)值。

對(duì)于環(huán)境溫度，我們應(yīng)有效控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)該參數(shù)允許波動(dòng)范圍內(nèi)，也就是檢測(cè)過程中，只能在1℃的范圍內(nèi)波動(dòng)。因此我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的選擇就要考慮空氣流動(dòng)度要小，相對(duì)封閉，濕度不能過大。對(duì)于溫度控制設(shè)備的要求就必須高，也就是空調(diào)機(jī)的選擇就考慮達(dá)到我們的這一要求。溫度計(jì)的精確度要達(dá)到要求，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其能精確讀取到0.1℃，而且所使用的溫度計(jì)必須定期進(jìn)行計(jì)量檢定或校準(zhǔn)，試樣在實(shí)驗(yàn)室放置時(shí)間不少于16小時(shí)，以保證試樣溫度和試驗(yàn)環(huán)境溫度的一致，為了更有把握，我們通常將其在實(shí)驗(yàn)室放置24小時(shí)。這些因素考慮周全并有效解決了，環(huán)境溫度因素帶來的誤差就盡可能的避免或減小了。

對(duì)于兩電位電極之間的距離，我們要定期校準(zhǔn)，因?yàn)槲覀冇?jì)算時(shí)通常是以兩電位電極之間的距離為準(zhǔn)，這是在我們假定兩電位電極之間的電線電纜拉得松緊適度，張力完全符合要求的情況下，這個(gè)距離代表了兩電極之間的電線電纜的實(shí)際長(zhǎng)度。因此，我們?cè)跈z測(cè)時(shí)要注意使試樣電線電纜盡量拉直，又不能太緊，太緊了張力過大，有可能將電線拉細(xì)使其截面積減小。我們通過導(dǎo)體電阻的計(jì)算公式可知，電線電纜的導(dǎo)體與其長(zhǎng)度和截面積的關(guān)系，與長(zhǎng)度成正比而與截面積成反比。可見，測(cè)試試樣的長(zhǎng)度精確計(jì)量對(duì)電線電纜導(dǎo)體電阻這一參數(shù)的誤差影響，我們按上述措施可以減小這一誤差了吧。

我們?cè)谧x數(shù)時(shí)應(yīng)認(rèn)真細(xì)致，盡量避免人為帶來誤差。

我們對(duì)整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)過程的誤差來源有了這些認(rèn)識(shí)和掌握后，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性和有效性的分析就有相當(dāng)把握，對(duì)數(shù)據(jù)的處理就更科學(xué)。從而對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量合格與否作出科學(xué)公正的評(píng)價(jià)，為生產(chǎn)單位提供參考，為質(zhì)量監(jiān)督行政執(zhí)法提供依據(jù)，從而更好地為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。

作者簡(jiǎn)介：曹光明，大學(xué)，男，出生年月：1970年9月。重慶市涪陵計(jì)量質(zhì)量檢測(cè)中心工程師 重慶大學(xué)機(jī)械學(xué)院工業(yè)工程碩士研究生。研究方向：質(zhì)量專業(yè)