很多家用电器的生产企业在电源线、内部布线的进货检验标准文件中都规定了使用千分尺来测量线缆导体的单股线径，然后计算导体的截面积，进而判断线缆是否符合要求。

 

但是，此时应该选用什么样的千分尺，很多企业都没有太关注，以为只要是千分尺就能满足要求。

 

本文试从测量仪器的分辨力特性说起，谈谈测量导体线径时千分尺的选用。

 

一、什么是测量设备的分辨力？

 

JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》7.15给出了“显示装置的分辨力（resolution of a displaying device）”的定义：

 

能有效辨别的显示示值间的最小差值。

 

JJF 1094-2002《测量仪器特性评定》5.7描述了对测量仪器分辨力的评定方法：

 

对测量仪器分辨力的评定，可以通过测量仪器的显示装置或读数装置能有效辨别的最小示值差来评定。

 

带数字显示装置的测量仪器分辨力，为最低位数字显示变化一个步进量时的示值差。

 

例：数字电压表最低位数字显示变化一个字的示值差为1μV，则分辨力为1μV。

 

用标尺作为读数装置（包括带有光学机构的读数装置）的测量仪器分辨力，为标尺上任何两个相邻标记之间即最小分度值的一半。

 

例1：线纹尺的最小分度为1mm，则分辨力为0.5mm。

 

例2：衰减常数为0.1dB/cm的截止式衰减器，其最小刻度分度为10mm，则该衰减器的分辨力为0.05dB。

 

测量仪器标称范围内所包含的分辨力数目（即（Xmax-Xmin）/d，d为分辨力）是衡量测量仪器性能的指标之一。

 

二、常见千分尺的分辨力是多少？

 

在工厂用于测量导体线径的千分尺通常都是0~25mm量程的外径千分尺，普通外径千分尺即非电子数显的、不带表的外径千分尺较常见，电子数显外径千分尺较少见，偶尔可见带表的外径千分尺。这几种外径千分尺参见下图：

 

图1  普通外径千分尺（图片来源于网络）

图2  电子数显外径千分尺（图片来源于网络）

图3  带表外径千分尺（图片来源于网络）

 

图1的普通外径千分尺上标示的“0.01mm”字样是该千分尺的分度值；

 

图2的电子数显外径千分尺上标示的“0.001mm”字样是该电子数显千分尺的分度值；  

 

图3带表外径千分尺表中标示的“1μm”字样，亦即“0.001mm”是该带表外径千分尺的分度值。

 

根据前述测量仪器分辨力的评定方法可知：

 

图1的普通外径千分尺的分辨力是0.005mm；

 

图2的电子数显外径千分尺的分辨力等于该电子数显千分尺的分度值，即0.001mm，亦是该千分尺电子数显中最低位数字显示变化一个步进量时的示值差；

 

图3带表外径千分尺的分辨力是“1μm”的一半，亦即“0.0005mm”。

 

还有一种不太常见的分度值为0.001mm的机械式千分尺，如下图。

 

图4  分度值为0.001mm的机械式外径千分尺

 

三、测量导体线径时对外径千分尺分辨力的要求

 

测量导体线径时应该选用哪种外径千分尺呢？

 

测量系统分析告诉我们，测量仪器的分辨力应不大于被测量量值偏差或过程变差的十分之一。

 

以家用电器常用的电源线和内部布线为例，其线芯通常为标称直径在0.13~0.20mm之间的电工圆铜线绞合的多股线，根据GB/T 3953-2009《电工圆铜线》规定，该标称直径范围的圆铜线直径偏差要求为±0.004mm，因此，测量其线径时，外径千分尺的分辨力应不大于0.008mm的十分之一，亦即不大于0.0008mm。

 

因此，在测量导体线径时，应选用图3所示的带表外径千分尺，检测结果才有较佳的不确定度。

 

作为进货检验的粗略把关，至少也应选用图2所示的电子数显千分尺或图4所示的机械式式千分尺。

 

很多工厂使用图1所示的普通外径千分尺来测量导体线径是不能够满足测量要求的。

 

顺便提一下，有条件的工厂还可以选购分辨力更高（如0.0001mm）的激光外径测量仪来导体线径。

 

四、举一反三，推而广之

 

工厂在生产过程中还会遇到很多量值的测量，使用不同的测量仪器。比如，使用卡尺测量部件的几何尺寸；使用温度计测量环境温度，等等。一定要关注测量仪器的分辨力是否能够满足测量要求。

 

以卡尺为例，有游标卡尺、带表卡尺和数显卡尺等，其分度值/分辨力有0.01mm、0.02mm、0.05mm和0.10mm等级别，参见下图。

图4  卡尺的指示装置示意图（GB/T 21389-2008《游标、带表和数显卡尺》图6）

 

切记，测量仪器的分辨力应不大于被测量量值偏差或过程变差的十分之一。

 

测量仪器的分辨力数值越小，其分辨能力越好，使用该仪器的检测结果的不确定度也就越好。

 

来源：质量观研社

关键词： 导体线径 千分尺