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铝导线电阻率测试及误差分析
口剥峨华宗世毫李长茂周文龙王桂芹高洪吾口魏广升
(大连理工大学材料系大连116023)(青岛大学，青岛2660~HI
摘要：本文叙述了测试导线电阻率所涉厦的两个几何
量截面积，长度和两上物理量电压，电流的精确测试方法.考
查了两个几何量测试精度对电阻率的髟响对测试结果进行
误
…堂测试堡茎竺锨关键词：铝导线电阻率测试误差分析一r
1.前言
导线的电阻率是电线电缆最关键的技术指
标之～.为了保证电能传输的效率，减少电能
在输电线路上的损耗和压降.各类电线电缆都
对直流电阻有较高的要求.导线的电阻率也是
检测导线质量的重要指标，为此必须保证导线
电阻率测试的精度.
本文重点考查了两个几何量测试精度对电
阻率的影响，井对测试结果进行了误差分析
此外.还对电阻值的测试方法和实验条件进行
了讨论分析.电阻率测试综合误差降为±
0.04%.
2.实验测试方法
2.1导线载面积A的测试
实验采用液体静力称衡法精密测量出一定
长度铝导线的体积，利用公式求出导线截面积.
液体静力称衡法是体积测量中最基本，最经图I液体静力称衡原理图
捌l瞳华
典的方法，依据天平称量浸于液体中的试样所受的浮力来求体积，实验原理如图1.
由阿基米德原理:
F=(rllI—rll2)g=阳Vg
V:—
(ml-—
mz)(1)
p0
式中:F一导线在水中所受浮力;
蔡依林笑场rlll一导线在空气中的视在质量;
m2一导线在水中的视在质量;
po一蒸馏水的密度;
V一铝导线体积.
根据电阻计算公式:R=P?詈，得
p=R.(2)
式中:p一铝导线的电阻率;
R一一定长度铝导线电阻值;
L一铝导线长度;
A一铝导线截面积.
把(1)式代入(2)式，得:
'
(设M=m[--m2)
(3)
对(3)式求全微分得:
+棵
一
2
~
L3dL—一一虬
为了考查dM与dp之间的关系寻求适当
的质量测试精度，暂且假设导线电阻值R；蒸馏水密度p0及长度L的测试结果与各自的真值无限逼近即:dR=Dp0=dL=0.则全微分式简化为:
计量自谢试畦术l998?NO6
dp:dM'
p0.
(4)
由于——!只需取一位有效数字，故可认为
P0.Lm2m的歌
R，相互独立,，全微分式成立.试样公称
长度L=lm；电阻率取国际标准p=
0.028264~.mm2/m…；直径取被测试样平均值0=2.283mm；计算电阻值为R=6904×10.
n；蒸馏水密度取20"C标准值p0=0.998229g/ cmj，近似求得:
d口=0.7×10一dMn?m/g
实际上电阻率值为2.860×10一～2.700×
10n?rll之间均可得到上式—=0.7×10
.L
的结果，当dM=0.Irag时,dp=0.00007×
我心永恒10n.rll，可见质量的测试采用万分之一光电
yukiri分析天平精度达0.1mg，可近似认为最终截面测试误差对电阻率的影响是微不足道的.
2.2长度L的测试
^
小锐雯由电阻率公式P=R?可知长度测量的精
度将直接影响电阻率测试结果的精度.
实际生产出的线材包括实验所用试样都不
是绝对直的，如果弯曲较大而直接测量长度势必造成较大误差，因此在长度测量和电阻值测试时必须把铝导线拉直.实验中被测试样的公称直径为2.283mm，由于铝合金材质塑性好,
易变形，这给长度测量带来一定的难度，把铝导线拉直必须施加一定大小的轴向拉力，但力的大小很难掌握，力太小不足以将导线拉直，力太大又将使导线产生严重的弹性甚至塑料变形. 长度测试时寻求适宜的拉直力就成了一个必须解决的问题.为此，实验测试了铝导线的弹性
模量E及拉直拉力的范围.
弹性模量测试采用机械拉伸法，原理是根
据虎克定律，在弹性范围内固体材料的应变与应力成正比，对一定材料而言其比例因子是个常数即弹性模量E，定义为:
F一—
AF—
/A一
r
AL/AAL
式中:△卜铝导线所受拉力
计量与潮哉杖木?1998?NO6
△L一拉力作用下导线伸长量.
其中△L是微小量用光杠杆法测量，原理
如图2，铝导线未伸长时标尺上刻度值n成像在望远镜分划板的准线上，铝导线伸长AL时
G也随着向下移动，标尺在准线上的刻度值为n2，刻度值变化量为:A=n2一n【，它与AL成正比，当AL《B时0很小有:
△LAn
b2B
k
△L'△n(6)
把(6)工代入(5)式得:
：垒
Ⅱo2b?△n
式中B是平面镜到标尺的垂直距离.
}梁磐~~R/JJ1n白R
I芏i2光杠杆艘法侧微小伸长量
铝导线张紧力测试利用自制的拉力测试仪
如图3.该拉力测试仪主要部件是CL—YB一13型拉压力传感器.测力仪在设计上仿制了DQ—I型电桥夹县，所测张紧力的大小与测试电阻时所加张紧力在可信度E一致等你回来李小萌
3拉t刚试仪
2.3电阻值的测试
TT
根据欧姆定律R=，电阻值的测试涉及
■
通过铝导线的电流及导线两端电压.本实验采用伏安法用DQ—I型电桥夹具四点法测
试，实验电路如图4.测试是在恒温室内进
行的，恒温油箱调节测试环境温度，把温度控制在20±0.1℃.当温度达到要求时，同时准确
23?
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