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电线电缆抗张强度检测结果的测量不确定度评定

一.概述

1.目的

评定电缆抗张强度测量结果的不确定度，指导检测员按规程正确操作，保证检测结果科学、准确。

2.依据的技术标准

GB/T2951.11-2008/IEC60811-1:2001《电缆和光缆绝缘和护套材料通用试验方法第11部分:通用试验方法—厚度和外形尺寸测量—机械性能试验》。

JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

3.使用的仪器设备

微机控制电子万能试验机CMT4204，测量范围1kN(示值误差±0.2%)。

数显投影仪型号JTT/D，测量范围(0～50)mm，极限示值误差±0.002mm。

温湿度计：型号：HM10。

4.测量原理及检测程序

(1)将电缆的绝缘层制成大约100mm管状样品，标距20mm

(2)在(23±2)℃下存放5小时，试验在(23±2)℃温度下进行；

(3)将哑铃试件夹在电子万能试验机的上下夹头之间(夹头间距为50mm)，以移动速度为250mm/min拉伸试件至断裂，测量并记录断裂时最大拉力Fm，计算抗张强度Rm。

二．数学模型

Rm=Fm/A；N/mm2

式中:Rm—试件的抗张强度，N/mm2；Fm—试件断裂时的拉力，N；A—试件截面积

三．测量不确定度的来源分析

电缆抗张强度测量结果不确定度来源主要包括：

(1)力学性能测量重复性引入的标准不确定度uA1，采用A类方法评定；

(2)电子万能试验机误差引入的不确定度uA2，采用B类方法评定；

(3)低倍投影仪误差引入的测量不确定度uB1，采用B类方法评定；

(4)尺寸测量重复性引入的不确定度uB2，采用A类方法评定

(5)由于测试时温度可以控制在（23±2）℃范围内，因此由试验环境温度引入的不确定度分量可以忽略不计；

四．标准不确定度的评定

在同一试验条件下，电缆抗张强度检测共进行5次，得到测量结果如表1所示：

表1抗张强度测量结果

测量次数n

实测拉力（N）

横截面积（mm2）

抗张强度（N/mm2）

1

179.29

10.48

17.11

2

177.88

10.51

16.92

3

180.51

10.57

17.08

4

179.17

10.46

17.13

5

179.61

10.48

17.14

平均值

179.29

17.08

4.1试验力值测量引入的不确定度

(1)测量重复性引入的不确定度uA1(采用A类方法评定)由表1:F=179.29N；

根据贝塞尔公式:SF=1n-

则拉力平均值的实验标准差为:

SF=SF/179.29=0.0053；

(2)电子万能试验机误差引入的不确定度uA2(采用B类方法评定)

本次实验使用的试验机的误差限为±0.2%，误差分布满足均匀分布，取

k=3，则引入的相对不确定度uA2=0.002/3=0.0012

4.2试样尺寸测量引入的不确定度

(1)尺寸测量重复性引入的不确定度uB1

由于在实际中是按GB/T2951.11的规定测量1次(从1个产品上按规定切取若干个试片测量为1次)，即k=1，测量结果服从正态分布。根据材料理化检验测量不确定度评估指南及实例，所引入的不确定度uB1=0.0051；

(2)低倍投影仪示值误差引入的测量不确定度uB2

本次实验使用的低倍投影仪的示值误差为±0.002mm，最大量程50mm，误差分布满足均匀分布，取k=3，则:uB2=0.002mm/50mm/3=0.000023，可以忽略不计。

五.合成标准不确定度

因试样厚度和宽度、试验拉力的测量所引入的不确定度之间彼此独立不相关，则可用方和根的公式，得出合成标准不确定度，

表2.电缆抗张强度的标准不确定度汇总表

序号

标准不确定度

不确定度来源

类型

分布

包含因子

符号

数值

1

测量重复性引入的不确定度

A

正态

1

uA1

0.0053

2

电子万能试验机误差引入的不确定度

B

均匀

uA2

0.0012

3

尺寸测量重复性引入的不确定度

A

正态

1

uB1

0.0051

4

低倍投影仪误差引入的测量不确定度

B

均匀

uB2

忽略不计

5

合成标准不确定度

u

uc

0.0075

6

相对扩展不确定度U＝2uc=0.0150；k=2

六.报告检测结果和相对扩展不确定度

该电缆绝缘老化前抗张强度测量结果中值为:

Rm=17.11N/mm2；U=0.0150；k=2；置信水平为95%。