謝 鵬 宋桂榮 陳敏劍

（中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司，四川成都，610041）

1 概述

材料的體積電阻率是表征絕緣性的基本參數(shù)。體積電阻率是絕緣材料抵抗體內(nèi)漏泄電流的能力，體積電阻率越高，漏泄電流越小。本次依據(jù)GB/T1692－2008硫化橡膠絕緣電阻的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量硫化橡膠的體積電阻率，通過對(duì)整個(gè)測(cè)量過程等因素的分析找出主要的對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響的不確定度因素，對(duì)其進(jìn)行評(píng)定得到擴(kuò)展不確定度報(bào)告。

2 試驗(yàn)部分

2.1 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

GB/T1692－2008《硫化橡膠 絕緣電阻率的測(cè)定》。

2.2 測(cè)試方法簡述

體積電阻率是試樣單位體積內(nèi)電介質(zhì)所具有的電阻值。該試驗(yàn)的原理是對(duì)試樣施加直流電壓，測(cè)定通過垂直于試樣的泄漏電流，計(jì)算出試樣的體積電阻率。具體檢測(cè)步驟：首先將高阻計(jì)接通電源預(yù)熱15分鐘，再將測(cè)量了厚度的硫化硅橡膠試樣片（一般厚度1mm左右）放入高阻計(jì)屏蔽箱內(nèi)的上下電極之間，按要求接好電極連線，按儀器操作規(guī)程操作高阻計(jì)對(duì)試樣施加合適的直流電壓并選擇合適的電阻倍率，讀取電化1min后讀數(shù)RV，再通過計(jì)算公式計(jì)算得到體積電阻率ρV。

2.3 主要儀器

ZC－36高阻計(jì)：上海第六電表廠，電阻測(cè)量范圍為1×106～1×1017Ω，測(cè)試電壓可選10V、100V、250V、500V和1 000V。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)量示值誤差小于20%。

電極：測(cè)量電極直徑D1：50mm±0.1mm，保護(hù)電極內(nèi)徑D2：54mm±0.1mm，保護(hù)電極的外徑D3：74mm。高壓電極D4：100mm。

測(cè)厚儀：上海六菱儀器廠，量程（1～10）mm，分度值為0.01mm。

秒表：上海生產(chǎn)，（0～30）min，分度值0.1s。

2.4 樣品

中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計(jì)院有限公司生產(chǎn)的R624硫化硅橡膠，共10片試樣。

2.5 試驗(yàn)條件

測(cè)試環(huán)境：實(shí)驗(yàn)室溫度（23±2）℃，濕度（50±5）%。

測(cè)試電壓1000V，測(cè)試電化讀數(shù)時(shí)間1min。

2.6 數(shù)學(xué)模型

式中：

RV——體積電阻，Ω；

d——試樣厚度，cm。

即：體積電阻率的計(jì)算公式（1）變?yōu)椋?/p>

3 不確定度來源

依照數(shù)學(xué)模型，由實(shí)驗(yàn)步驟可知產(chǎn)生的不確定度來源有以下幾方面：

3.1 高阻計(jì)引入的不確定度，UR

（a）重復(fù)測(cè)量引入的不確定度UA；

（b）測(cè)量表示值誤差引入的不確定度UB1；

（c）測(cè)試電壓引入的不確定度UB2。

3.2 測(cè)量電極直徑引入不確定度UD

3.3 測(cè)厚儀引入的不確定度Ud

（a）厚度重復(fù)測(cè)量引入的不確定度UdA；

（b）測(cè)厚儀示值誤差引入的不確定度Ud1。

3.4 秒表讀數(shù)引入的不確定度Ut

3.5 試驗(yàn)環(huán)境引入的不確定度UH

3.6 數(shù)值修約引入的不確定度UX

4 不確定度評(píng)定

所有不確定度評(píng)定的分量依據(jù)JJF1059.1－2012進(jìn)行評(píng)定。

4.1 高阻計(jì)引入的不確定度UR

4.1.1 高阻計(jì)的體積電阻測(cè)量重復(fù)性引入的不確定度UA

對(duì)3個(gè)試片進(jìn)行了體積電阻的測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。

表1 體積電阻的重復(fù)性測(cè)量結(jié)果

采用極差法進(jìn)行A類不確定度評(píng)定得相對(duì)不確定度：

4.1.2 測(cè)量表示值誤差引入的不確定度uB1

由于高阻計(jì)是多檔檢測(cè)儀器，不同檔次的電阻倍率的測(cè)量誤差基本不同，本次測(cè)量采用試驗(yàn)電壓為1000V，電阻倍率為107檔，根據(jù) GB/T1692－2008要求測(cè)量表示值誤差小于20%，均勻分布，即：

4.1.3 測(cè)試電壓引入的不確定度UB2

根據(jù)GB/T1692－2008要求，測(cè)試電壓波動(dòng)小于5%，均勻分布，即：

4.2 高祖計(jì)測(cè)量電極直徑引入不確定度UD

體積電阻率是通過公式（2）計(jì)算獲得，其中19.6的系數(shù)是由測(cè)量電極有效面積獲得的，取決于測(cè)量電極直徑，根據(jù)GB/T1692－2008要求，測(cè)量電極D1直徑為50mm±0.1mm，均勻分布，因此，由測(cè)量電極直徑測(cè)量誤差引起的不確定度為：

4.3 測(cè)厚儀引入的不確定度Ud

4.3.1 厚度重復(fù)測(cè)量引入的不確定度UdA

本次試驗(yàn)3片樣品，每片樣品測(cè)量5次，數(shù)據(jù)見表2。

表2 試驗(yàn)樣品的厚度測(cè)量數(shù)據(jù)

測(cè)試過程中采用3片試樣，即：

4.3.2 測(cè)厚儀示值誤差引入的不確定度Ud1

測(cè)厚儀的示值誤差由檢定證書獲得＜±0.005mm，認(rèn)為是均勻分布，因此：

測(cè)厚儀兩個(gè)分量相互獨(dú)立，即合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.4 秒表讀數(shù)引入的不確定度Ut

讀數(shù)時(shí)使用的秒表最小分度值為0.1s，均勻分布，即：

4.5 試驗(yàn)環(huán)境條件引入的不確定度UH

根據(jù)GB/T1692－2008要求，測(cè)試環(huán)境：實(shí)驗(yàn)室溫度：（23±2）℃，濕度：（50±5）%，由于該試驗(yàn)在試驗(yàn)環(huán)境達(dá)到要求時(shí)才進(jìn)行，并測(cè)試的時(shí)間也較短，因此，可不考慮試驗(yàn)環(huán)境的影響。

4.6 數(shù)值修約引入的不確定度UX

由于修約間隔為0.1（4.08修約到4.1）即：

4.7 不確定度來源匯總

表3 不確定度來源匯總

4.8 體積電阻率測(cè)定的相對(duì)合成不確定度UCr及擴(kuò)展不確定度U

由于各分量不相關(guān)，因此，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

擴(kuò)展不確定度取包含因子k＝2，即：

5 報(bào)告

R624硅橡膠體積電阻率的測(cè)定結(jié)果為：

6 結(jié)論

在測(cè)量體積電阻過程中主要的不確定度來源取決于高阻計(jì)測(cè)量表示值誤差引入的不確定度和重復(fù)測(cè)量引入的不確定度，其他因素引入的不確定度基本上可忽略。

［1］GB/T 1692－2008，硫化橡膠 絕緣電阻的測(cè)定［S］.

［2］倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定（第3版）［M］.北京：中國計(jì)量出版社，2009.