硫化橡胶体积电阻率测定的不确定度评定

谢 鹏 宋桂荣 陈敏剑

（中蓝晨光化工研究设计院有限公司，四川成都，610041）

1 概述

材料的体积电阻率是表征绝缘性的基本参数。体积电阻率是绝缘材料抵抗体内漏泄电流的能力，体积电阻率越高，漏泄电流越小。本次依据GB/T1692－2008硫化橡胶绝缘电阻的测定标准测量硫化橡胶的体积电阻率，通过对整个测量过程等因素的分析找出主要的对测量结果有影响的不确定度因素，对其进行评定得到扩展不确定度报告。

2 试验部分

2.1 执行标准

GB/T1692－2008《硫化橡胶 绝缘电阻率的测定》。

2.2 测试方法简述

体积电阻率是试样单位体积内电介质所具有的电阻值。该试验的原理是对试样施加直流电压，测定通过垂直于试样的泄漏电流，计算出试样的体积电阻率。具体检测步骤：首先将高阻计接通电源预热15分钟，再将测量了厚度的硫化硅橡胶试样片（一般厚度1mm左右）放入高阻计屏蔽箱内的上下电极之间，按要求接好电极连线，按仪器操作规程操作高阻计对试样施加合适的直流电压并选择合适的电阻倍率，读取电化1min后读数RV，再通过计算公式计算得到体积电阻率ρV。

2.3 主要仪器

ZC－36高阻计：上海第六电表厂，电阻测量范围为1×106～1×1017Ω，测试电压可选10V、100V、250V、500V和1 000V。本标准规定测量示值误差小于20%。

电极：测量电极直径D1：50mm±0.1mm，保护电极内径D2：54mm±0.1mm，保护电极的外径D3：74mm。高压电极D4：100mm。

测厚仪：上海六菱仪器厂，量程（1～10）mm，分度值为0.01mm。

秒表：上海生产，（0～30）min，分度值0.1s。

2.4 样品

中蓝晨光化工研究设计院有限公司生产的R624硫化硅橡胶，共10片试样。

2.5 试验条件

测试环境：实验室温度（23±2）℃，湿度（50±5）%。

测试电压1000V，测试电化读数时间1min。

2.6 数学模型

式中：

RV——体积电阻，Ω；

d——试样厚度，cm。

即：体积电阻率的计算公式（1）变为：

3 不确定度来源

依照数学模型，由实验步骤可知产生的不确定度来源有以下几方面：

3.1 高阻计引入的不确定度，UR

（a）重复测量引入的不确定度UA；

（b）测量表示值误差引入的不确定度UB1；

（c）测试电压引入的不确定度UB2。

3.2 测量电极直径引入不确定度UD

3.3 测厚仪引入的不确定度Ud

（a）厚度重复测量引入的不确定度UdA；

（b）测厚仪示值误差引入的不确定度Ud1。

3.4 秒表读数引入的不确定度Ut

3.5 试验环境引入的不确定度UH

3.6 数值修约引入的不确定度UX

4 不确定度评定

所有不确定度评定的分量依据JJF1059.1－2012进行评定。

4.1 高阻计引入的不确定度UR

4.1.1 高阻计的体积电阻测量重复性引入的不确定度UA

对3个试片进行了体积电阻的测量数据见表1。

表1 体积电阻的重复性测量结果

采用极差法进行A类不确定度评定得相对不确定度：

4.1.2 测量表示值误差引入的不确定度uB1

由于高阻计是多档检测仪器，不同档次的电阻倍率的测量误差基本不同，本次测量采用试验电压为1000V，电阻倍率为107档，根据 GB/T1692－2008要求测量表示值误差小于20%，均匀分布，即：

4.1.3 测试电压引入的不确定度UB2

根据GB/T1692－2008要求，测试电压波动小于5%，均匀分布，即：

4.2 高祖计测量电极直径引入不确定度UD

体积电阻率是通过公式（2）计算获得，其中19.6的系数是由测量电极有效面积获得的，取决于测量电极直径，根据GB/T1692－2008要求，测量电极D1直径为50mm±0.1mm，均匀分布，因此，由测量电极直径测量误差引起的不确定度为：

4.3 测厚仪引入的不确定度Ud

4.3.1 厚度重复测量引入的不确定度UdA

本次试验3片样品，每片样品测量5次，数据见表2。

表2 试验样品的厚度测量数据

测试过程中采用3片试样，即：

4.3.2 测厚仪示值误差引入的不确定度Ud1

测厚仪的示值误差由检定证书获得＜±0.005mm，认为是均匀分布，因此：

测厚仪两个分量相互独立，即合成相对标准不确定度为：

4.4 秒表读数引入的不确定度Ut

读数时使用的秒表最小分度值为0.1s，均匀分布，即：

4.5 试验环境条件引入的不确定度UH

根据GB/T1692－2008要求，测试环境：实验室温度：（23±2）℃，湿度：（50±5）%，由于该试验在试验环境达到要求时才进行，并测试的时间也较短，因此，可不考虑试验环境的影响。

4.6 数值修约引入的不确定度UX

由于修约间隔为0.1（4.08修约到4.1）即：

4.7 不确定度来源汇总

表3 不确定度来源汇总

4.8 体积电阻率测定的相对合成不确定度UCr及扩展不确定度U

由于各分量不相关，因此，合成标准不确定度为：

扩展不确定度取包含因子k＝2，即：

5 报告

R624硅橡胶体积电阻率的测定结果为：

6 结论

在测量体积电阻过程中主要的不确定度来源取决于高阻计测量表示值误差引入的不确定度和重复测量引入的不确定度，其他因素引入的不确定度基本上可忽略。

［1］GB/T 1692－2008，硫化橡胶 绝缘电阻的测定［S］.

［2］倪育才.实用测量不确定度评定（第3版）［M］.北京：中国计量出版社，2009.