40Cr布氏硬度計(jì)測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定

李鳳娜

1 被測(cè)對(duì)象：

FOUNDRAX BRIN 200D-TL 全自動(dòng)布氏硬度機(jī)：示值誤差△≤±3.0%以HBW水平為187的40Cr布氏硬度試樣為例評(píng)定測(cè)量結(jié)果的不確定度。

2 引用文獻(xiàn)

JJF 1059.1-2012 《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》

GB/T 231.1-2009 《金屬布氏硬度試驗(yàn) 第1部分：試驗(yàn)方法》

GB/T 231.2-2002 《金屬布氏硬度試驗(yàn) 第2部分：硬度計(jì)的檢驗(yàn)與校準(zhǔn)》

GB/T 231.3-2002 《金屬布氏硬度試驗(yàn) 第3部分：標(biāo)準(zhǔn)硬度塊的標(biāo)定》

3 環(huán)境條件：

硬度計(jì)在下列條件下檢定并正常工作

①溫 10℃～35℃，本評(píng)定溫度為25±2℃，濕度為60%RH ；

②環(huán)境清潔，無(wú)震動(dòng)；

③周圍無(wú)腐蝕性氣體；

④安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，并調(diào)至水平。

4 測(cè)量基準(zhǔn)：

滿足GB/T 231.3-2002標(biāo)準(zhǔn)要求的標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊，硬度塊示值198HBW。

5 測(cè)量過(guò)程：

采用滿足GB/T 231.1-2009 金屬布氏硬度試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的40Cr試樣塊作為硬度試樣，用其進(jìn)行試驗(yàn)，按中心、半徑的二分之一處取兩點(diǎn)，以三點(diǎn)平均值為一個(gè)數(shù)據(jù)，得到一個(gè)測(cè)量列。以硬度水平為198的標(biāo)準(zhǔn)硬度塊作為標(biāo)準(zhǔn)試樣。

6 評(píng)定結(jié)果的使用：

在室溫條件下測(cè)量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評(píng)定結(jié)果。

7 數(shù)學(xué)模型

HBW=X+△

式中

X：為硬度計(jì)的測(cè)量結(jié)果

△：修正值

8 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

8.1 對(duì)試樣進(jìn)行硬度測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 的評(píng)定

由于硬度計(jì)示值是硬度計(jì)在試塊上的不同區(qū)域測(cè)量得到的結(jié)果，其測(cè)量的特殊性是同一點(diǎn)不可能重復(fù)測(cè)量，所以硬度計(jì)的測(cè)量重復(fù)性包含了硬度塊均勻度對(duì)其示值的影響。采用三點(diǎn)平均值為一個(gè)數(shù)據(jù)，采用A類方法進(jìn)行評(píng)定。

在一臺(tái)硬度計(jì)上，用硬度塊進(jìn)行5組數(shù)據(jù)測(cè)量，得到測(cè)量列（表1）。其示值算數(shù)平均值和單次實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差按下式計(jì)算：

考慮到只進(jìn)行5組試驗(yàn)，因此取安全系數(shù) T= 1.23

實(shí)際測(cè)量不確定度： HBW

計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

8.2 輸入量引入的不確定度有以下三個(gè)分項(xiàng)

1.標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊引起的不確定度分項(xiàng)u1 ；

2.布氏硬度計(jì)測(cè)量誤差引起的不確定度分項(xiàng)u2；

3.試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值修約引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u3

8.2.1標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊引起的不確定度分項(xiàng)u1 的評(píng)定

標(biāo)準(zhǔn)布氏硬度塊引起的不確定度分項(xiàng)u1 采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

根據(jù)GB/T 231.3-2002標(biāo)準(zhǔn)，布氏標(biāo)準(zhǔn)硬度塊不均勻度的最大值為±2.0%， HBW198硬度水平，半寬 按均勻分布k=3，

8.2.2硬度計(jì)引起的不確定度分項(xiàng)u2的評(píng)定

根據(jù)GB/T 231.2-2002標(biāo)準(zhǔn)，硬度計(jì)的示值誤差在硬度值水平198時(shí)為±2.5%，半寬 采用B類方法進(jìn)行評(píng)定。

8.2.3硬度計(jì)的分辨力引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分項(xiàng)u3的評(píng)定

硬度計(jì)的分辨力為0.1 HBW，因此，引入的不確定度

9 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

9.1標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表5

9.2合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計(jì)算

輸入量彼此獨(dú)立不相關(guān)，所以合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度可按下式計(jì)算：

HBW187硬度水平：

10 擴(kuò)展不確定度的評(píng)定

擴(kuò)展不確定度 U為：

11.不確定度報(bào)告

本次對(duì)40Cr鋼采用布氏硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量結(jié)果如下

測(cè)量結(jié)果不確定度：