（免费下载）GB/T 3048.2-2007 电线电缆电性能试验方法 第2部分：金属材料电阻率试验
1 范围
1 范围
GB／T 3048的本部分规定了金属材料电阻率试验的术语和定义、试验设备、试样制备、试验程序、试验结果及计算和试验记录。
本部分规定的试验方法适用于测定实心(非绞合)铜、铝及其合金金属导体材料和电阻材料的体积电阻率和质量电阻率，以及测定实心金属导体材料(均匀截面积)的单位长度电阻。
本部分所提供的方法为测定标准条件下电阻率在(0.01～2.0)Ωmm2／m(μΩm)范围内的实心(非绞合)材料电阻率的基准试验和常规试验方法。
本部分应与GB／T 3048.1一起使用。
2 规范性引用文件
2 规范性引用文件
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GB／T 1214 游标卡尺
GB／T 1216 外径千分尺(neq ISO 3611)
GB／T 3048.1 电线电缆电性能试验方法 第1部分：总则
3 术语和定义
3.1
体积电阻率 volume resistivity
单位长度、单位截面积导体的电阻，在标准温度导体的体积电阻率用公式(1)计算：
式中：
ρV(t0)――在标准温度t0时的体积电阻率，单位为欧米(Ωm)；
A(t0)――在标准温度t0时的试样的截面积，单位为平方米(m2)；
l1(t0)――在标准温度t0时的试样的标长，单位为米(m)；
R(t0)――在标准温度t0时的试样标长两端间的电阻，单位为欧(Ω)。
3.2
质量电阻率 mass resistivity
单位长度、单位质量导体的电阻，在标准温度导体的质量电阻率用公式(2)计算：
式中：
ρm(t0)――在标准温度t0时的质量电阻率，单位为欧千克每平方米(Ωkg／m2)；
m――试样质量，单位为千克(kg)；
l2(t0)――在标准温度t0时的试样的总长，单位为米(m)；
R(t0)――在标准温度t0时的试样标长两端间的电阻，单位为欧(Ω)；
l1(t0)――在标准温度t0时的试样的标长，单位为米(m)。
3.3
单位长度电阻 resistance per unit length
导体在标准温度下单位长度的电阻值用公式(3)计算：
式中：
R1(t0)――在标准温度t0时单位长度的电阻，单位为欧每米(Ω／m)；
R(t0)――在标准温度t0时试样标长两端间的电阻，单位为欧(Ω)；
l1(t0)――在标准温度t0时试样的标长，单位为米(m)。
3.4
国际退火铜标准导电率百分数 conductivity per cent IACS
本部分的表1转录了已规定在IEC 60028：1925《铜电阻的国际标准》中的国际退火铜标准(简称IACS)的体积电阻率和质量电阻率的数值。IEC 60028把商业退火铜的导电率规定为20℃时标准退火铜导电率的百分数，导电率是电阻率的倒数。它假定商业退火铜的密度与标准退火铜的密度相同，从而不论导电率是质量导电率值还是体积导电率值，都无关紧要。但是从1925年以来，其他金属的导电率普遍采用IACS表示。由于其他金属的密度和铜的密度可能不同，在这些情况下，不论是体积的还是质量的，都需要规定导电率的基准。IACS体积导电率百分数或者IACS质量导电率百分数，定义为国际退火铜标准规定电阻率(不论是体积的或者质量的)对相同单位的试样电阻率之比乘以100。
注：标准退火铜和商用纯铝排、硬拉铝线及退火铝线的其他特性值可参见附录B。
表1 与IACS相当电阻率数值
3.5
惠斯登电桥 Wheatstone bridge
惠斯登电桥即单臂电桥，测量电阻时只有两个触点，称为两点法。
3.6
凯尔文电桥 Kelvin bridge
凯尔文电桥即双臂电桥，测量电阻时有四个触点，称为四点法。
4 试验设备
4.1 电阻测量系统可使用直流电桥。只要总测量误差符合表2规定，也可使用电桥以外的其他仪器。如根据直流电流-电压降直接法原理，并采用了四端测量技术，具有高精度的数字式直流电阻测试仪。
4.2 电阻测量专用夹具：两电位点之间的标距长度应不小于0.3 m，其他尺寸应与试验设备相适应。
4.3 游标卡尺：(1 000±0.1)mm，符合GB／T 1214规定。
杠杆千分尺：表头示值误差应不超过1 μm，符合GB／T 1216规定。
4.4 精密天平：分度值为0.1 mg。
4.5 温度计：示值误差应不超过0.1℃。
4.6 精密恒温油浴(基准试验时)：(20±0.1)℃。
5 试样制备
5.1 试样应无接头，试样表面应无裂纹和缺陷，横向尺寸为1 mm及以上的试样用肉眼检查，小于1 mm的试样用20倍放大镜检查。
试样表面，特别是在与电流和电位接头接触的表面上，应基本无斑疤、灰尘和油污。必要时，在测量试样尺寸之前应清洗干净。
5.2 试样为截面大致均匀的任何形状的杆材、线材、带材、排或管材等，其表面应光滑。沿试样标距长度以相等间距分5次或更多次所测得的横截面，其相对标准偏差在基准试验时应不超过1％，常规试验时应不超过2％。
5.3 测定单位长度的质量时，试样的两端应呈平面且垂直于纵轴，试样表面应无毛刺、飞边和弧边(锯齿状边)。
5.4 从大块材料中截取的试样，应注意在制备试样时防止材料性能发生明显变化。塑性变形会使材料加工变硬，电阻率增加；加热会使材料退火，电阻率减小。
5.5 必要时，基准试验用试样应按下述方法制备：试样经酸洗并加工至标称直径为2 mm，去油污，经(500～550)℃保护性气氛中退火30 min，然后在同一保护气氛中快速冷却或在空气中快速转移到水中冷却。
6 试验程序
6.3 长度测量
在试验温度t时测定试样两电位点之间的标距长度l1，(t)，测量误差应符合表2规定。
6.5 质量测量
应注意减小试样在空气中称重的误差，以满足公式(6)的要求。必要时，应按公式(7)校准空气浮力：
式中：
mA――在空气中测定的视在质量，单位为克(g)；
dS――试样密度，单位为千克每立方米(kg／m3)；
dW――砝码密度，单位为千克每立方米(kg／m3)；
dA――空气密度，1.2 kg／m3。
7 试验结果及计算
7.1 温度换算
考虑到电阻及线性尺寸都随温度而变化，计算时应将试验温度t时测得的数值换算到标准温度t0，本部分规定的t0值为20℃。下列各公式中，温差(t一20)与试样电阻温度系数误差的乘积应符合表2规定。
因本部分规定的测试温度接近20℃，在(t一20)较小时，试样线膨胀温度系数“γ”比电阻温度系数“α20”小得多，“γ”可忽略不计。这适用于下列各种计算情况，并具有足够的准确度。
7.2 电阻计算
设试样的电阻与温度呈线性变化，电阻按公式(9)计算：
式中：
R20――20℃时试样的标长两端间的电阻，单位为欧(Ω)；
R(t)――试验温度t时试样的标长两端间的电阻，单位为欧(Ω)；
α20――20℃时试样的电阻温度系数，1／℃。
7.3 单位长度电阻计算
标准温度20℃时的单位长度电阻按公式(10)计算：
式中：
R120――20℃时单位长度电阻，单位为欧每米(Ω／m)；
R1(t)――试验温度t时试样单位长度电阻，单位为欧每米(Ω／m)；
γ――线膨胀温度系数，1／℃。
7.4 体积电阻率计算
标准温度20℃时的体积电阻率按公式(11)计算：
式中：
ρV20――20℃时试样的体积电阻率，单位为欧米(Ωm)；
ρV(t)――试验温度t时试样的体积电阻率，单位为欧米(Ωm)。
7.5 质量电阻率计算
标准温度20℃时的质量电阻率按公式(12)计算：
式中：
ρm20――20℃时试样的质量电阻率，单位为欧千克每平方米(Ωkg／m2)；
ρm(t)――试验温度t时试样的质量电阻率，单位为欧千克每平方米(Ωkg／m2)。
7.6 线性尺寸和截面积计算
当测量试样总长度和截面积时的温度t＇与测量电阻及标记试样长度时温度t不同时，应按公式(13)和公式(14)进行换算。
式中：
l2(t)――换算到温度t时的试样总长度，单位为米(m)；
A(t)――换算到温度t时的试样截面积，单位为平方毫米(mm2)；
l2(t＇)――试验温度t＇时的试样总长度，单位为米(m)；
A(t＇)――试验温度t＇时的试样截面积，单位为平方毫米(mm2)。
8 试验记录
8.1 试验记录中应详细记载下列内容：
a) 试验类型；
b) 试样编号，试样型号、规格；
c) 试验日期，测试时的温度；
d) 试样的平均电阻、测定次数和测试温度下平均电阻的标准偏差；
e) 试样平均截面积、测定次数和测试温度下平均截面积的标准偏差；
f) 试样的标距长度；
g) 20℃时试样的体积电阻率或单位长度电阻；
h) 测试仪器及其校准有效期。
8.2 有特别要求时，下列事项亦应包括在试验记录中：
a) 试验前的机械处理和热处理(必要时)；
b) 称重确定截面积时，应有试样长度、空气中质量、液体中质量(如果采用的话)、砝码密度、液体密度、试样密度、依此计算出的截面积、测量时的温度。用别的试件测定密度时应予说明；
c) 电阻各次测量汇总表；
d) 横向线性尺寸的各次测量，连同每组测量用的计算截面积汇总表。
附录A
附 录 A
(资料性附录)
本部分与IEC 60468：1974章、条编号对照
表A.1给出了本部分的章、条编号与IEC 60468：1974的章、条编号对照一览表。
表A.1 本部分的章、条编号与IEC 60468：1974的章、条编号对照表
表A.1(续)
附录B
附 录B
(资料性附录)
铜和铝在20℃时的特性
表B.1给出了铜和铝在20℃时的特性。
表B.1 铜和铝在20℃时的特性
附录C
附录C
(资料性附录)
温度校准
利用电阻温度系数来计算标准温度t0时的体积电阻率，如第7章所述，已是普遍的应用了。但是采用其他方法时也会具有另外的优点。如果体积电阻率温度系数ε由公式(C.1)定义时，铜的ε值几乎与所有常用的铜合金的数值相同，铝的e值与铝合金的相同。
这样，当在温度t测量电阻和尺寸时，计算所得的体积电阻率ρV(t)，可根据附录B中的ε值，利用公式(C.1)很精确把温度校准到标准温度。
同时，还可以用公式(C.2)表述标准温度t0时电阻温度系数α(t0)与ε的相互关系。
附录D (资料性附录)误差分析
D.1 电阻、电阻率及单位长度电阻误差分析
试样的电阻R(t0)可从标准电阻通过比较测量技术提供的等式(D.1)和其测量比NAB计算得出：
式中：
RX――未知电阻；
RS――标准电阻；
ZA，ZB――电桥平衡臂的阻抗。
假定在考虑范围电阻和长度与温度呈线性变化，测量时，试样[其电阻RX＝R(t)]具有温度t，标准电阻[电阻RS(t＇)]具有稍许不同的温度t＇，而如果标准电阻检定是在标准温度t2，但该温度和电阻率的标准温度t0又不相同时，于是得：
式中：
αS――标准电阻的电阻温度系数。
所以
为了得到最大的准确度，最好是：
体积电阻率由公式(D.4)得出：
ρV的相对误差由公式(D.5)计算：
式中：
Xi――第i次的特性，为已知或测得；
△Xi――Xi的误差大小。
其最佳近似则为：
因为ρ(t0)＝ρ(t)＋ε(t0一t)，得出：
质量电阻率和单位长度电阻的误差也可用类似的公式进行分析：
式中β＇(t0)的定义为：
而
上述各式中：
△A／A――试样截面积相对误差；
△l1／l1――试样标距长度相对误差；
△l2／l2――试样总长度相对误差；
△m／m――试样质量相对误差；
△NAB／NAB――电桥精度和测量准确度所引起的相对误差； △RS(t2)／RS(t2)――标准温度t2时标准电阻校正的相对误差；
(t＇一t2)△αS――在温度t＇下测量电阻时的标准电阻相对误差，该误差是由t校准到t＇时引起的。
本部分表2中的“电阻”相对误差指的是：
本部分表2中“温度引起的总误差”中，“温度控制”的相对误差指的是：
式中：
K――温度测量时误差的影响，对体积电阻率为ε／ρVv(t)，对质量电阻率为β＇，对单位长度电阻为[α(t0)一γ]。
“温度校准”的相对误差指的是由试验温度t校准到标准温度t0引起的误差，对体积电阻率为{[(t0一t)×△ε／ρV(t)]2)1/2，对质量电阻率为{[(t0一t)×△β＇(t0)]2)1/2，对单位长度电阻为{[(t0一t)×△(α(t0)一γ)]2)1/2。
