电线电缆测量不确定度分析报告文案

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、抗强度、断裂伸长率的测量为在同一根电线上连续截取１０段１０㎝长的试件．

4、体电阻、绝缘电阻测量选用一５m长的试件上测量5次。

二、抗强度

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

1 / 22

.

S0---绝缘层的原始面积

其中，a为１０次测量的屈服强度平均值，即a=18.8N/mm2

1、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

saisaaia2n1sain=0.35N/mm2

0.11N/mm2

ua0.11N/mm2

1用相对标准不确定度分量表示为：

Ua10.5% v1n19

测量列 i 1 2 3 4 5 6 7 面积 （mm2） 7.428 7.160 7.229 7.303 7.094 7.218 7.341 测量值a 屈服强度(kN) 137.1 139.8 134.5 133.7 134.3 134.6 138.9 (N/㎜) 18.5 19.5 18.6 18.3 18.9 18.6 18.9 2 / 22

2 残差平方v残差aa -0.3 0.7 -0.2 -0.5 0.1 -0.2 0.1 0.09 0.49 0.04 0.25 0.01 0.04 0.01 .

8 9 10 7.265 7.329 7.318 138.8 137.0 136.1 19.1 19.0 18.6 18.8 0.3 0.2 -0.2 0.09 0.04 0.04  a 注：1、试验时，温度为23.1°C；

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围为±1%。由于没有更多的信息，可估

计a在〔a-a*1%,a+ a*1%〕区间，即在〔18.61N/mm2,18.99N/mm2〕围都可能出现，且出现的机会在区间各处均等。（均匀分布）

ua=0.188/

223=0.11N/mm

22

ua20%， ua的不可信度根据实践经验估算为20%，即

ua21ua212 v2ua2223.2.3 环境温度偏差引起的不确定度

GB/T2951.1-1997规定拉力试验应在（23±5）℃的条件下进行，但由于室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，在不同温度下的拉试验情况见下表：

最大拉力温度 （N） （mm） 3 / 22

mm） 截面积 抗强度（N/ 2 残差平方v残差aa  .

18℃ 20℃ 23℃ 26℃ 28℃ 137.1 139.8 134.5 133.7 134.3 27.16 7.43 7.23 7.30 7.09 19.1 18.8 18.6 18.3 18.9 18.7 0.4 0.1 -0.1 -0.4 0.2 0.16 0.01 0.01 0.16 0.04 a  saiaia=0.30，该项误差按照正态分布考虑，对应p =0.95，

n1k可以查表得到，即kp=1.960，即：

ua30.302

0.15 N/ mm1..960用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.8%

1v41u2ua4a427771

4 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.考虑各分量彼此或不相关，故

uacuauaua0.110.110.15222222123

= 0.22

(a)u0.22crelvurel(a)0.110.110.159127771eff344444=58

ii1i4 / 22

.

由

p95%,veff=58 ,查t分布表tpv2.002

eff所以,U0.952.0020.220.44

5 测量不确定度汇总和报告

(1) a=18.8(1±2.3×10-2) N/mm2 p=95% (括号的2.3×10-2是按相对形式表示的不确定度,即2.3%×400N/mm2= 7.5N/mm2

(2) a=18.8N/mm2±0.44N/mm2 p=95% (3) 18.36N/mm2≤a≤19.24N/mm2 P=95% (4) a=18.8N/mm2 U0.950.44N/mm

2

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次测量的断后伸长率平均值，即a=%

2.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.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

5 / 22

.

saiaia=3.78%

n12sai1.20%

sanua1.20%

1

用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.5%

1v1n19

A类计算表

测量列 i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 原始标距断后标距断后伸长率（mm） 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 （mm） 47.73 50.17 49.35 49.35 48.86 49.12 49.62 48.90 50.02 48.21 6 / 22

（%） 残差aa 残差平方v2 238.65 250.85 246.75 246.75 244.30 245.60 248.10 244.50 250.10 241.05 -7.05 5.15 1.05 1.05 -1.40 -0.10 2.40 -1.20 4.40 -4.65 49.70 26.52 1.10 1.10 1.96 0.01 5.76 1.44 19.36 21.62  .

a  49.13 245.70 注：1、试验时，温度为23.1°C；

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〔a-1%a,a+1%a〕区间，即在〔48.mm,49.62mm〕围都可能出现，且出现的机会在区间各处均等。（均匀分布）

ua20.491.4 %

2032ua20%， ua的不可信度根据实践经验估算为20%，即

ua221ua212 v2ua2223.2.2 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边界，即把0.02mm步进量的宽度成是置信区间的宽度。

10.02mm为最大210.022ub0.03 % 203对于10次测量的算术平均值而言，ub 0.03/

10=0.9%

3.2.3 环境温度偏差引起的不确定度

GB/T2951.1-1997规定拉力试验应在（23±5）℃的条件下进行，但由于室

7 / 22

.

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，在不同温度下的拉试验情况见下表：

原始标距温度 （mm） 18℃ 20℃ 23℃ 26℃ 28℃ 20 20 20 20 20 2断后标距断后伸长率（mm） 46.84 47.72 49.35 51.36 51.87 （%） 233.20 236.60 246.75 252.80 256.35 245.14 2 残差平方v残差aa -11.94 -8.54 1.61 7.66 11.21 142.56 72.93 2.59 58.68 125.66 a  saiaia=10.03%，该项误差按照正态分布考虑，对应p =0.95，

n1k可以查表得到，即kp=1.960，即：

ua10.035.12%

3

1..960用相对标准不确定度分量表示为：

Ua2.1%

11uv42a4ua421250

4 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.考虑各分量彼此或不相关，故

8 / 22

.

uauauaua222c1231.21.40.95.12 = 5.52 %

2222veff9121250＋由p95%,752 ,查t分布表tv1.98

i1i(a)ucrel3urel(ai)45.521.21.45.120.944444= 752

peff所以,U0.951.985.5210.9%

5 测量不确定度汇总和报告

(1) a=245.7(1±4.4×10-2) % p=95% (括号的6.4×10-2是按相对形式表示的不确定度,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 % U0.9510.9 %

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次测量的绝缘层厚度平均值，即a=0.88㎜，

2. 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

9 / 22

 .

重复测量引入的标准不确定度；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

aia=0.003㎜

n12saisai0.001㎜

sanua0.001㎜

1用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.1%

1v测量列 i 1 2 3 4 5 原始读数（mm） 43. 43.68 43.86 43.38 43.54 1n14 实际尺寸（mm） 0.873 0.874 0.877 0.868 0.871 0.873 2 残差平方v残差aa 0 0.001 0.004 -0.005 -0.002 0 0.000001 0.000016 0.000025 0.000004 a 3.2 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±

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.

0.08%，据此可估计a在〔a-0.08%a,a+0.08%a〕区间，即在〔0.8723mm, 0.8737mm〕围都可能出现，且出现的机会在区间各处均等。（均匀分布）

ua20.00070.0004mm 32ua20%， ua的不可信度根据实践经验估算为20%，即

ua221ua212 v2ua2223.2.2 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

1不确定度分量，以0.01mm为最大边界，即把0.005mm步进量的宽度成是置

2信区间的宽度。

10.012ub0.0029mm 3对于5次测量的算术平均值而言，u1u2b 0.0029/

25=0.001 mm

v3a4ua4∞

3.2.3 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：

11 / 22

.

原始读数部 位 （mm） 1 2 3 4 5 43. 45.23 43.88 44.33 43.22 2实际尺寸（mm） 0.873 0.905 0.878 0.887 0.8 0.881 2 残差平方v残差aa -0.008 0.024 0.003 0.006 -0.017 a saiaia=0.016，该项误差按照均匀分布考虑，k可以查表得

n13到，即kp=

3，即：

ua0.0160.0009mm

3用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.1%

11uv42a4ua42∞

4 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.考虑各分量彼此或不相关，故

2222aucua1ua2ua3ua40.0010.00040.0010.00092222 =

12 / 22

.

0.0017

412＋由p95%, ,查t分布表tv2.034

i1iucrel(a)0.0017vurel(a)0.0010.00040.0010.000944eff34444=33

i＋peff所以,U0.952.0340.00170.00346

5 测量不确定度汇总和报告

(1) a=(1±0.4×10-2) % p=95% (括号的0.4×10-2是按相对形式表示的不确定度,即0.4×10-2×0.873=0.00346

(2) a=0.873 ± 0.00346 p=95% (3) 0.870≤a≤0.876P=95% (4) a=0.873 U0.950.00346

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次测量外形尺寸的平均值，即a=3.499㎜，

2. 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. 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

13 / 22

 .

度。

3.1 A类标准不确定度分量评定

aia=0.017㎜

n12saisai0.0076㎜

sanua0.0076㎜

1用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.2%

1v测量列 i 1 2 3 4 5 原始读数（mm） 174.25 176.00 175.05 175.58 173.95 1n14

实际尺寸（mm） 3.485 3.520 3.501 3.510 3.479 3.499 2 残差平方v残差aa  a 3.2 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%，据此可估计a在〔a-0.08%a,a+0.08%a〕区间，即在〔0.8723mm, 0.8737mm〕围都可能出现，且出现的机会在区间各处均等。（均匀分布）

14 / 22

 .

ua20.00070.0004 32ua20%， ua的不可信度根据实践经验估算为20%，即

ua221ua212 v2ua2223.2.2 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

1不确定度分量，以0.01mm为最大边界，即把0.005mm步进量的宽度成是置

2信区间的宽度。

10.01ub20.0029mm

3对于5次测量的算术平均值而言，u1uv32b 0.0029/

25=0.001 mm

a4ua4∞

3.2.3 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：

原始读数部 位 （mm） 寸（mm） 实际尺2 残差平方v残差aa 15 / 22

.

1 2 3 4 5 3.475 3.518 3.502 3.496 3.510 20.070 0.070 0.070 0.070 0.070 0.070 a saiaia=0，该项误差引起的不确定度可以不计。

n14 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.考虑各分量彼此或不相关，故

uacuauaua22212320.00760.00040.001 = 0.0077

22412由p95%, ,查t分布表tv2.738

i1i(a)u0.0077crelvurel(a)0.00760.00040.00144eff3444=4.2

i＋peff所以,U0.952.7380.00770.021

5 测量不确定度汇总和报告

(1) a=3.499(1±0.6×10-2) % p=95% (括号的0.6×10-2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%

16 / 22

.

(3) 3.478≤a≤3.520P=95% (4) a=3.499 U0.95

0.021

六 、绝缘电阻

1、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次测量绝缘电阻的平均值，即a=0.182MΩ.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

aia=0.017 MΩ.KM

n12saisaisa0.0006 MΩ.KM nua0.0006 MΩ.KM

1用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.3%

1v1n14

17 / 22

.

测量列 i 1 2 3 4 5 残差平方v2 原始读数（MΩ） 实际电阻（MΩ.KM） 残差aa 36.5 36.8 36.3 36.1 36.2 0.1825 0.1840 0.1815 0.1805 0.1810 0.1819 a 3.2 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 MΩ，0.1/200=0.0005,据此可估计a在〔a-0.0005,a+0.0005〕区间，即在〔0.1814 MΩ.KM, 0.1824 MΩ.KM〕围都可能出现，且出现的机会在区间各处均等。（均匀分布）

ua20.000530.0003

ua20%， ua的不可信度根据实践经验估算为20%，即

ua2221ua212 v2ua2223.2.3 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：

18 / 22

.

人 员 原始读数（MΩ） 实际电阻（MΩ.KM） 残差aa 甲 乙 丙 丁 36.6 36.9 36.2 36.0 2残差平方v 2 0.1830 0.1845 0.1810 0.1800 0.1821 a saiaia=0.002，该项误差按照正态分布考虑，对应p =0.95，

n1k可以查表得到，即kp=1.960，即：

ua0.0020.001 MΩ.KM

3

1..960用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.5%

11uv42ua4a4220000

4 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.考虑各分量彼此或不相关，故

uauauaua222c1230.00060.00030.001 = 0.0012

222veff412由p95%, ,查t分布表tv1.99

i1i(a)ucrel3urel(ai)40.00120.00060.00030.0014444=63

20000peff19 / 22

.

所以,U0.951.990.00120.0024

5 测量不确定度汇总和报告

(1) a=(1±1.3×10-2) % p=95% (括号的0.6×10-2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≤0.1843P=95% (4) a=0.1819 U0.950.0024

六 、导体电阻

1、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次测量导体电阻的平均值，即a=7.00Ω/KM，

2. 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

aia=0.015Ω

n12saisaisa0.007Ω/KM n20 / 22

.

ua0.007Ω/KM

1用相对标准不确定度分量表示为：

Ua0.1%

1v1n14

测量列 i 1 2 残差平方v2 原始读数（0.001Ω） 实际电阻（Ω/KM） 残差aa 26.973 27.008 7.00 7.02 0 0.02 -0.03 26.874 6.99 1 -0.04 5 26.8 27.010 6.99 7.02 7.00 1 0.02 a 3.2 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 Ω，,据此可估计a在〔a-0.00001,a+0.00001〕区间，即在〔6.99999Ω/KM, 7.00001Ω/KM 〕围都可能出现，且出现的机会在区间各处均等。（均匀分布）

ua20.0000130.000006

ua20%， ua的不可信度根据实践经验估算为20%，即

ua22221 / 22

.

1ua212 v2ua2224 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.考虑各分量彼此或不相关，故

22aucua1ua20.0070.000006 = 0.007

22veff412由p95%, ,查t分布表tv2.78

i1i(a)ucrel3urel(ai)40.0070.0070.0000044=4

peff所以,U0.952.780.0070.019

5 测量不确定度汇总和报告

(1) a=7.0(1±0.3×10-2) % p=95% (括号的0.6×10-2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 U0.950.019

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