新形勢下電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度評(píng)定分析

山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 王瑞琦

新形勢下電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度評(píng)定分析

山西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 王瑞琦

隨著科技的發(fā)展與創(chuàng)新，人們?cè)絹碓疥P(guān)注的是生活的質(zhì)量。當(dāng)今社會(huì)，電線電纜產(chǎn)品離我們的生活越來越近。評(píng)定電線電纜質(zhì)量和絕緣水平的重要標(biāo)準(zhǔn)是測量其絕緣平均厚度。我們要想保障電線電纜的檢測質(zhì)量和水平，就必須保證電線電纜絕緣平均厚度測量的準(zhǔn)確性。當(dāng)然也有其他的因素影響電線電纜的檢測水平，但是電線電纜的絕緣平均厚度的測量起著決定性的作用。所以我們一定要嚴(yán)格把握好電線電纜絕緣平均厚度，盡量降低測量不確定帶來的誤差。因此，我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度評(píng)定的探討和研究分析。在此基礎(chǔ)上，我們了解到能引起測量時(shí)的不確定度的設(shè)備有很多，而且每一種的測量方法都會(huì)有不同的測量不確定度，所以每一種方法我們都需要各自進(jìn)行試驗(yàn)測定，通過具體的分析得出測量的不確定度。

電線電纜；絕緣平均厚度測量；不確定度；評(píng)定分析

1　實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)前我們肯定要準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)中的必要的儀器設(shè)備以及測量儀器，在這次實(shí)驗(yàn)中使用數(shù)顯投影儀測量完成不確定度的測定。實(shí)驗(yàn)前對(duì)儀器的具體情況肯定要有所了解，查閱資料可知其放大倍數(shù)存在的誤差是0.08%，在這次實(shí)驗(yàn)中我們用的放大倍數(shù)是20倍的，可以直接讀取實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而且在讀取時(shí)將精確度讀到20.01mm。當(dāng)然我們除了這些必要的儀器以及資料的了解，也要準(zhǔn)備一些輔助工具，例如實(shí)驗(yàn)中可以用到的刀片、濕溫度計(jì)和樣品等等，這些也是我們做實(shí)驗(yàn)時(shí)必不可少的工具。

在準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)中用到的儀器設(shè)備材料時(shí)，也要完成制備樣品這一步，這也屬于實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備階段。在樣品的制備中一般包括三個(gè)方面。第一是對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理；第二是樣品的制備過程；第三是對(duì)絕緣平均厚度進(jìn)行測量。樣品的預(yù)處理就是實(shí)驗(yàn)前對(duì)絕緣的護(hù)套料進(jìn)行硫化處理，當(dāng)然硫化處理過后還要存放，存放時(shí)間具體看當(dāng)時(shí)情況。有些資料上規(guī)定對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理時(shí)也要保溫幾個(gè)小時(shí)，具體溫度看樣品的情況，一般保溫3小時(shí)。對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理后就應(yīng)該制備樣品了。在樣品的制備過程中，我們每隔一段時(shí)間要對(duì)樣品進(jìn)行取樣，并在取得的樣品上進(jìn)行標(biāo)記，以防發(fā)生不必要的錯(cuò)誤，然后再抽出導(dǎo)體。我們應(yīng)該在絕緣試樣進(jìn)行處理時(shí)為了保護(hù)樣品不受到不必要的傷害有必要借助需要的工具避免破壞樣品，使其薄片切割，使用工具時(shí)一定要小心操作，用提前準(zhǔn)備好的刀片沿著垂直于導(dǎo)體軸線的平面切取薄片，在這些準(zhǔn)備完成后再對(duì)絕緣平均厚度進(jìn)行測量。在測量電線電纜絕緣平均厚度測量時(shí)要注意測量方法和程序，尤其是第一次測量時(shí)，我們一定要嚴(yán)格按照規(guī)定和給的測量順序，而且要注意第一次測量時(shí)應(yīng)該在絕緣最薄處進(jìn)行測量。首先要將處理后的試片安放在投影儀上，保證切割的那一面是與光軸垂直的。然后按給的測量順序?qū)θ齻€(gè)試片進(jìn)行多次測量，測量的次數(shù)一般是十八次，從而進(jìn)行電線電纜絕緣平均厚度的測量。在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備的時(shí)候我們就已經(jīng)了解到讀數(shù)讀取時(shí)精確度精確到0.01mm，我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)時(shí)讀取數(shù)據(jù)時(shí)一定要注意精確度。當(dāng)然我們?cè)趯?duì)其進(jìn)行測量時(shí)很可能發(fā)生很多不在實(shí)驗(yàn)既定程序的問題，比如在絕緣試片上出現(xiàn)凹痕的問題，我們應(yīng)該在出現(xiàn)凹痕的位置上測量時(shí)不計(jì)入測量結(jié)果中。但是在什么情況下，我們都應(yīng)該記住凹痕出的絕緣厚度必須滿足相關(guān)電纜規(guī)定的值。

2　緣平均厚度測量不確定度的評(píng)定

在對(duì)絕緣平均厚度測量評(píng)定不確定度時(shí)，我們首先要明確絕緣平均厚度測量不確定度的來源。而在測量絕緣平均厚度的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們對(duì)其各個(gè)流程進(jìn)行研究分析，從而總結(jié)了絕緣平均厚度測量的不確定度的來源。第一絕緣平均厚度測量的不確定度來源于測量時(shí)的多次重復(fù)，重復(fù)時(shí)難免每次數(shù)據(jù)都會(huì)一樣，據(jù)實(shí)驗(yàn)表明測量時(shí)的次數(shù)直接影響著不確定度。第二絕緣平均厚度測量的不確定度來源于儀器，數(shù)顯投影儀，在數(shù)顯投影儀的測量過程中存在著誤差，這些誤差對(duì)不確定度也帶來了很直接的影響。第三絕緣平均厚度測量的不確定度來源于外在因素的影響，投影儀容易受到溫度、濕度等外在因素的影響，這些不確定因素會(huì)使投影儀的誤差發(fā)生變化，這些就更導(dǎo)致了不確定度。

我們?cè)趯?duì)絕緣平均厚度測量不確定度來源明確后，就應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行計(jì)算了。我們?cè)趯?duì)絕緣平均厚度A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)該在數(shù)顯投影儀使用并處于正常工作受控制時(shí)進(jìn)行測量的。與此同時(shí)，我們應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)中盡量降低不必要的誤差產(chǎn)生，我們應(yīng)該嚴(yán)格控制好實(shí)驗(yàn)的溫度，當(dāng)然也要嚴(yán)格按照給定的實(shí)驗(yàn)程序進(jìn)行。而且在這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中我們還能計(jì)算絕緣平均厚度的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，從而得出最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果。我們分別測量的絕緣平均厚度，如表1所示。則絕緣平均厚度單詞測量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

表1　60227IEC 02 （RV）450/750V、1×2.5mm2絕緣平均厚度（n=10）　單位：mm

對(duì)于絕緣厚度的B類不確定度的評(píng)定，我們首先明確評(píng)定投影儀顯示的數(shù)值中誤差引入的不確定度。在此基礎(chǔ)上，我們可以翻閱資料，從JTT/D投影儀說明書可以知道，投影儀的放大倍數(shù)誤差可以從說明書中了解到。在這個(gè)過程中，我們要重視遺傳你投影儀分辨力帶來的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。而且在不通的情況下，投影儀的放大倍數(shù)誤差是不一樣的，比如在區(qū)間內(nèi)平均分布時(shí)，經(jīng)過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)不確定度值是0.00042mm。然后不確定度的來源于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境溫度的變化。實(shí)驗(yàn)中的溫度一般是有個(gè)范圍，而在溫度允許的范圍內(nèi)當(dāng)然也存在不確定度。我們通過查閱相關(guān)資料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算公式，得出溫度的變化帶來的實(shí)驗(yàn)誤差。當(dāng)然我們?cè)诳刂茰囟鹊耐瑫r(shí)一定嚴(yán)格控制好其他的因素。最后我們還要計(jì)算其擴(kuò)展不確定度，以此對(duì)其進(jìn)行評(píng)定。最終得出測量結(jié)果。由以上過程我們有其中數(shù)據(jù)可知。投影儀分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度認(rèn)為是矩形分布的則：

投影儀放大倍數(shù)誤差引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，假設(shè)區(qū)間內(nèi)分布均勻，而則：

而在溫度變化而引起的不確定度中，實(shí)驗(yàn)溫度（23±5）℃左右，區(qū)間半寬度是也假設(shè)均勻分布，則：

則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

擴(kuò)展不確定度取k=2，則為：

則最終測量結(jié)果為：（0.92±0.03）mm，k=2。

3　結(jié)束語

顯而易見，所有的測量結(jié)果都會(huì)存在誤差，這是我們無論如何也無法避免的，我們只能盡量的降低誤差，而做不到消除誤差。所以在電線電纜絕緣平均厚度測量時(shí)必然也會(huì)存在誤差，所以我們要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的全面的控制分析，考慮到各種因素對(duì)其的影響，最終綜合最終結(jié)果評(píng)估測定電線電纜絕緣平均厚度測量的不確定度。根據(jù)實(shí)踐證明，在大多數(shù)時(shí)候有關(guān)部門要求拿出不確定度，尤其是電線電纜絕緣平均厚度測量時(shí)。測量不確定度有事也會(huì)有特殊的要求，尤其是當(dāng)測量不確定度與產(chǎn)品線測量結(jié)果相同時(shí)。與此同時(shí)，當(dāng)使用的用戶有特定的要求時(shí)或是不確定度對(duì)相關(guān)部門的規(guī)范有影響時(shí)，凡是涉及到這些相關(guān)的問題時(shí)，檢測報(bào)告中一定要有測量結(jié)果的不確定度的體現(xiàn)。當(dāng)然還有一個(gè)更重要的就是檢測方法有相關(guān)要求時(shí)，那必須在檢測報(bào)告中提供不確定度的測量?？偠灾?，我們應(yīng)該在實(shí)踐中結(jié)合理論綜合性的評(píng)定電線電纜的絕緣平均厚度測量不確定度，從而避免發(fā)生錯(cuò)誤判斷。

［1］何蘭君，夏錫彬，葉東東.電線電纜絕緣平均厚度測量不確定度的評(píng)定［J］.中國計(jì)量，2014（07）.

［2］水利飛，鄧九旺，郭守恒，朱萃.非極性電纜絕緣材料表面打標(biāo)技術(shù)的優(yōu)化［J］.光纖與電纜及其應(yīng)用技術(shù)，2016（03）.