洛氏硬度计示值误差不确定度评定(CMC)

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洛氏硬度计检定中常见各种误差及处理方法

洛氏硬度计检定中常有各样偏差及办理方法洛氏硬度计固然构造简单，操作方便，但假如长久操作不妥，查验硬度失准，将使产质量量遇到很大影响，带来不良结果。

现将我们在检定中常有的几种偏差及办理方法介绍以下：一、人为偏差。

（1 ）操作人员技术娴熟程度不够，实践经验较差，应由熟习硬度计的人员使用；（2 ）加荷过快，持荷时间短，低硬度的部件硬度偏高，而加荷过慢，持荷时间长，硬度偏低，操作时加荷应平坦，保持必定加荷时间。

二、被测部件影响的要素。

（1 ）不一样的表面光洁度在洛氏硬度测试时，表现出不一样的影响。

表面光洁度愈低，高硬度测试时其硬度愈高，反之硬度越低，有刀痕的粗拙表面，淬火时第一最快冷却，或很坚硬的表层，硬度值就高。

反之，调质件高温回火时，有刀痕的表层组织先转变，抗回火的能力小，硬度值就低。

在测试表面光洁度Δ7以下的部件时，一定使用废砂轮精磨，再用锉刀锉磨圆滑，或用细的手砂轮磨光，而后揩擦洁净。

（2 ）热办理部件表面有盐渍、沙子等物，当加负荷时，部件会产生滑移，如有油腻存在，金刚头压入时起润滑作用，减小磨擦，增添压深。

这两项原由使所测硬度值偏低。

部件测试的部位氧化皮蔬松层薄的硬度值降低，氧化皮致密层厚的硬度值增高。

对欲测硬度的部件一定去除氧化皮，揩擦洁净，不得有脏物。

（3 ）斜面（或锥度）、球面及圆柱体部件对硬度测试的偏差较平面大。

当压头压入这种部件表面时，压入处四周的抗力比平面小，甚至有偏离、滑移的现象，压深增大，硬度降低。

曲率半径愈小，斜度愈大，硬度数值的降低愈明显。

金刚石压头也简单破坏。

对这种部件要设计专用工作台，使工作台和压头齐心。

三、压头的影响。

（1 ）金刚石压头不切合技术要求或是使用一段时间后有磨损，操作者如不可以判断金刚石的利害，可由计量测试机构进行检定。

（2 ）钢球压头强度和硬度不够，简单产生变形。

钢球扳压扁产生永远变形后呈椭圆，短轴垂直于部件表面时，压痕浅，示值高；长轴垂直于零件表面时，压痕加深，示值降低，钢球允差小0.002mm 。

洛氏硬度实验测量不确定度评定

洛氏硬度试验测量B标尺不确定度评定1 测量过程概述(1) 测量方法及评定依据GB/T 230.1-2004金属洛氏硬度试验第1部分:试验方法；GB/T 230.2-2002金属洛氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准；GB/T 230.3- 2002金属洛氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定；JJF 1059一1999测量不确定度评定与表示；ISO/IEC 17025-2005检测和校准实验室能力的通用要求；ASTM E18-2003金属材料洛氏和表面洛氏硬度试验方法；ISO/DIS 6508-1:2004金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法；ISO/DIS6 508一2:2004金属材料洛氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准；ISO/DIS 6508-3:2004金属材料洛氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定。

(2) 环境条件试验一般在（10～35）℃室温进行。

对于温度要求严格的试验，应控制在(23士5)℃之内。

本例试验温度为(19～25)℃。

(3) 测量仪器应采用经计量部门检定合格(满足GB/T 230.2-2002等标准之要求)的洛氏硬度计。

本例采用 200HRS-150 型硬度计。

(4) 被测对象采用满足GB/T 230.1-2004标准要求的金属材料硬度试样及符合GB/T 230.3-2002等标准要求的标准洛氏硬度块。

本例试样材料为碳钢。

(5) 测量过程在洛氏硬度计处于受控状态下，按照方法标准的规定(试验力保持时间、压痕间距和压痕中心与试样边缘的距离等)对金属材料试样或标准块进行硬度试验，测得硬度值。

2 数学模型的建立洛氏硬度试验测量结果的数学模型可写为:y (1)x式中x—被测样块硬度读出值y一被测样块硬度测定值3测量不确定度来源分析假设试验在恒温的条件下进行，即不考虑温度效应所引起的不确定度分量，在满足G B/ T 230. 1-2004标准的条件下，在试样表面进行多次测量，将多个硬度测试值平均后出具试验报告，金属洛氏硬度试验的不确定度主要来源于以下几个方面：（1）测量重复性引入的标准不确定度U（x）。

金属洛氏硬度块示值误差的测量结果不确定度

编号：ZBLX-016-2007标准金属洛氏硬度块测量结果不确定度评定天津市计量监督检测科学研究院2007年1月25号标准金属洛氏硬度块测量结果的不确定度1测量方法（依据JJG113—2003 《标准金属洛氏硬度块》）根据国家计量检定规程JJG113—2003《标准金属洛氏硬度块》，对使用中的标准洛氏硬度块进行检定。

其方法是在标准硬度计对其进行标定。

示值是硬度块使用和检定的最主要技术指标。

由于洛氏硬度块的标定用标准硬度计进行的，故硬度计必须符合JJG112—2003《金属洛氏硬度计》的要求。

下面分析洛氏硬度块C﹑A、B标尺示值误差检定的测量结果不确定度，硬度范围分别为20~70 HRC(包括高，中，低三个范围),20~88HRA（主要是75~88HRA）,20~100HRB（主要是80~100HRB）。

被检硬度块为标准金属洛氏硬度块。

2 数学模型e= H m—H b式中：e——被检洛氏硬度块的示值误差；H m——硬度块硬度值；H b——洛氏硬度计示值。

3 方差和传播系数由上式可得：u c2(e)=c1²•u1² +c2²•u2²式中：c1=∂e/∂H m=1；c2=∂e/∂H b=-1；u1，u2分别表示H m，H b的不确定度。

u c2(e)=u1²+ u2²4标准不确定度一览表u c=0.574HRv eff= ∞u c=0.540HR v eff= ∞u c=0.540HR v eff= ∞cv eff= ∞u c =0.574HRv eff = ∞5 计算分量标准不确定度5.1 硬度块硬度值给出的不确定度分量u 1 5.11标准硬度块均匀度引起的不确定度分量u 11标准金属洛氏硬度块是采用标准洛氏硬度计定度的，根据JJG 113—2003《标准金属洛氏硬度块》，均匀度不大于0.4HR ，采用B 类方法进行评定，属均匀分布。

u 11=0.4/3=0.231HR估计 1111u u ∆ 为0.1，其自由度2111111⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆=u u v u =50V=505.1.2 标准硬度块稳定度引起的不确定度分量u12根据JJG 113—2003《标准金属洛氏硬度块》，标准金属洛氏硬度块在检定周期内的稳定度，对于A 标尺和C 标尺高、中硬度范围的，不超过0.4HR ，采用B 类方法进行评定，属均匀分布。

洛氏硬度测量不确定度报告

洛氏硬度测量不确定度报告一、引言硬度是指物体对外界力的抗力，常用于衡量材料的硬度和耐磨性能。

洛氏硬度测试是一种快速测量材料硬度的方法，通过硬度计对材料进行指针读数，根据读数可以判断材料的硬度级别。

本报告旨在对洛氏硬度测量的不确定度进行分析和评估，以提供准确可靠的硬度测试结果。

二、测量方法洛氏硬度测试仪是一种常用的硬度测试工具，其原理是利用在表面上产生的塑性变形来测量材料的硬度。

在测试过程中，将洛氏硬度测试仪的钢珠固定在硬度计上，然后对测试样品施加一定压力，通过对材料表面凹陷的深度进行读数来确定硬度值。

（一）测量误差1.人为误差：由于测试人员的操作技巧、视觉判断等因素，可能导致读数的偏差。

2.仪器误差：洛氏硬度测试仪具有一定的精度和重复性，可能存在读数的系统误差和随机误差。

（二）环境误差1.温度影响：温度对材料的硬度测试有一定影响，包括材料的弹性模量和膨胀系数等参数。

在测试过程中，应将环境温度控制在一个稳定的范围内，以减少温度的影响。

2.湿度影响：湿度对材料的硬度测试也有一定影响，尤其对于一些易受潮湿的材料，湿度的变化可能导致硬度值的变动。

（三）样品变异性在进行洛氏硬度测试过程中，不同的样品之间可能存在一定的硬度差异，这可能是由于材料成分、处理工艺等原因引起的。

对于小样本数量的硬度测试，样品变异性也会对结果的不确定度产生一定影响。

四、不确定度评估方法对于洛氏硬度测试的不确定度评估，可以采用以下方法进行：（一）重复测量法：对同一个样品进行多次测试，计算各次测试结果的平均值和标准偏差。

标准偏差可以作为测量的随机误差的一个估计。

（二）不同测试员测试法：将同一个样品交由不同的测试员进行测试，比较不同测试员之间的测试结果，评估人为误差对结果的影响。

（三）不同硬度计测试法：采用不同型号或不同品牌的硬度计对同一样品进行测试，比较不同硬度计之间的测试结果，评估仪器误差的影响。

（四）样品批次测试法：对具有相同成分和处理工艺的不同批次样品进行硬度测试，比较不同批次之间的测试结果，评估样品变异性对结果的影响。

洛氏硬度试验的不确定度评定

2021年第1期福建冶金45洛氏硬度试验的不确定度评定刘剑武（1.福建省冶金工业设计院有限公司，福建福州350011；2.福建省冶金产品质量监督检验站，福建福州350011）【摘要】按金属材料洛氏硬度试验的基本要求,对高强螺栓的洛氏硬度用两种不同的方法进行了不确定度评定，并对评定结果进行分析,获得了有意义的结果遥【关键词铱洛氏硬度试验不确定度评定Evaluation of Uncertainty in Rockwell Hardness TestLiu Jianwu(1.Fujian Province Metallurgical Industry Design Institute Co.,Ltd.,Fuzhou350011,Fujian;2.Fujian Quality Supervision and Inspection Station for Metallurgical Products,Fuzhou350011,Fujian)[Abstract]According to the basic requirements of the Rockwell hardness test of metallic materials,the Rockwell hardness of high-strength bolts was evaluated with two different methods.The evaluation results were analyzed and meaningful results were obtained.[Keywords]Rockwell hardness test；uncertainty evaluation引言对金属材料进行洛氏硬度检测时，检测仪器、检测条件和试样情况都各不相同,检测人员素质也不一样，检测数据一般具有相当的分散性，导致其测量结果始终存在着不确定性。

洛氏硬度计示值误差的原因分析

洛氏硬度计示值误差的原因分析洛氏硬度计在许多企事业单位中都有大量使用，是许多工厂和检测机构作为质量管理和质量控制的一种常用的检测仪器，也是我们计量检定人员经常接触的计量仪器。

以下的一例对洛氏硬度计示值误差的原因分析也许会对我们的工作有一定的启发。

笔者对某五金厂一台洛氏硬度计进行计量检定。

该硬度计是一台型号为HR-150的洛氏硬度计，有HRA，HRB，HRC三个标尺，买回来有几年了，每年都有进行定期的计量检定。

作为后续检定，我根据JJG112-2003 金属洛氏硬度计检定规程，对该硬度计的外观、加力速度，试样位移和机架变形，硬度计示值等检定项目进行了检定，一切正常。

当我准备离开时，该厂的技术主管来到现场向我反映使用该硬度计对他们厂的产品进行测量时，其结果偏小，与他们产品的要求相差较大，因此怀疑该硬度计的示值有问题，并希望我能帮他们找一下原因。

知道这种情况之后，我也觉得有些奇怪，于是向对方解释这台硬度计刚通过检定，其各项性能指标都符合检定规程的要求，不太可能是仪器的问题，同时也表示愿意帮客户分析找出原因。

了解到其产品在硬度方面的要求是（27±2）HRC。

为了消除对方的疑虑，又拿出了标准洛氏硬度块当着对方的面对该硬度计的硬度示值测了几点，发觉该硬度计的示值与标准值相比大了0.8HRC，而不是像对方所反映的示值误差偏小，其示值误差和示值的重复性均符合检定规程要求。

为了保险起见，我又对该硬度计的升降丝杠轴线与主轴轴线的同轴度以及主轴与试台台面的垂直度等两项应该在首次检定中检定的项目也检查了，其结果也都符合检定规程的要求。

随后为了逐项找出原因，我又让对方的试验员当场用我带来的标准硬度块测了几点，结果也符合检定规程要求。

通过以上方法，基本排除了仪器误差和人员操作的原因。

在排除了仪器误差和人员操作的原因之后，对方也表示其原材料采购于正规厂家，而且进货时也有试验，出现问题的机会较小，但做成产品来试验时，却发现其硬度值偏低得严重。

洛氏硬度不确定度评估

洛氏硬度试验测量不确定度评定1 概述(1) 测量方法及评定依据GB/T 230.1-2004金属洛氏硬度试验第1部分:试验方法；GB/T 230.2-2002金属洛氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准；GB/T 230.3- 2002金属洛氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定；JJF 1059一1999测量不确定度评定与表示；ISO/IEC 17025-2005检测和校准实验室能力的通用要求；ASTM E18-2003金属材料洛氏和表面洛氏硬度试验方法；ISO/DIS 6508-1:2004金属材料洛氏硬度试验第1部分:试验方法；ISO/DIS6 508一2:2004金属材料洛氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准；ISO/DIS 6508-3:2004金属材料洛氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定。

(2) 环境条件试验一般在（10～35）℃室温进行。

对于温度要求严格的试验，应控制在(23士5)℃之内。

本例试验温度为(19～25)℃。

(3) 测量仪器应采用经计量部门检定合格(满足GB/T 230.2-2002等标准之要求)的洛氏硬度计。

本例采用FR-3e型硬度计。

(4) 被测对象采用满足GB/T 230.1-2004标准要求的金属材料硬度试样及符合GB/T 230.3-2002等标准要求的标准洛氏硬度块。

本例试样材料为碳钢。

2 数学模型的建立洛氏硬度试验测量结果的数学模型可写为:y (1)x式中x—被测样块硬度读出值y一被测样块硬度测定值3 测量不确定度来源的分析在试验满足GB/T 230.1-2004标准要求的条件下，对于检测实验室通常有两种情况:①试验目的是检测材料试样单次测量结果的硬度值；②试验目的是检测试验材料的平均硬度，即通常要在试样表面多次测量硬度，将硬度平均值作为材料的平均硬度值而报出结果。

洛氏硬度计示值误差测量不确定度的评定

确定被测量ｅ与输入量ｘ２ｘ … 。函数关系。ｌ，的
ｅ（ｈ）＝ｆＨｈ＝ＨＨｂ一
式中：ｅ为被检洛氏硬度计的示值误差，ＨＲ；为洛氏硬度计示值，ＨＲ；Ｈ为标准洛氏硬度块示值，ＨＲ。
ｕ．／３＝０１（，＝０３ √ ．７ＨＲＣ）
２．２硬度块均匀度引起的不确定度分量ｕ，２．，
国家检定规程规定，准洛氏硬度块的均匀度（标ＨＲＣ允许在０）．８１２～．ＨＲＣ围。最大值取１２范按．ＨＲＣ。用极差法估算其标准偏采差。实际测量次数ｎ５查表得ｃ．３＝。＝２３。
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洛氏硬度计示值误差测量不确定度的评定
张伟平（广东省清远市质量计量监督检测所广东清远５５０１０）１
摘要：洛氏硬度计检定装置” 标准主要选用洛氏硬度块作为标准器。 “ 霞谊标准器采用仪器结构原理即是以顶角为１。０的金刚石圆２锥体或直径为中１５８ｍ．８ｍ的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入标准块表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据标准块表面压哀深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。关键词：氏硬度计误差曩量洛ｌ中图分类号：Ｈ７Ｔ文献标识码：Ａ文章编号：６２３９（０２Ｏ（）２－０１７－７１２１）２ｃ一０１６２

金属洛氏硬度计示值误差测量结果的不确定度评定

金属洛氏硬度计示值误差测量结果的不确定度评定摘要:本文通过测量金属洛氏硬度计(以C标尺为例),分析不确定度来源,给出测量不确定度方法。

关键词:洛氏硬度计；测量；不确定度。

THE UNCERTAINTY ASSESSMENT OF INDICATION ERROR OF METALLIC ROCKWELL HARDNESS TESTING MACHINESLiwangyang Yexiaobo（LITC，Sichuan Province Luzhou City）Abstract： In this paper, the source of uncertainty is analyzed by measuring metal Rockwell hardness tester (taking C scale as an example), and the measurement method of uncertainty is given.Key words： Metallic Rockwell Hardness Testing Machines; Measurement;Uncertainty.1.前言随着全球市场经济的发展，质量意识的增强,对检测质量提出了越来越高的要求，为实现国与国之间检测结果的互认，保证检测质量，许多国家和国际组织在其有关标准和技术规范文件中,都不同程度地从各个角度对检测的不确定度做出了要求,如在IS09000族《质量管理和质量保证》国际标准中,涉及“检验、测量和试验设备的控制条款中都明确指出:“检验、测量和试验设备使用时,应确保其测量不确定度已知”,并“符合所要求的测量能力”。

由此可见,正确表达和评定测量不确定度是当前国际上开展产品认证、体系认证和实验室认可以及国际互认协议中普遍提出的新要求。

测量不确定度是定量说明测量结果质量好坏的一个参数，也是评判实验室校准能力水平的一个依据，所以本文旨在通过研究讨论不确定度评定的过程与方法，提高自身的能力水平。

金属洛氏硬度计示值误差不确定度评定

金属洛氏硬度计示值误差不确定度评定
贾永刚
（辽宁省计量科学研究院，辽宁沈阳１１０００４）
摘要：ｇｎ￣ｊｊＧ１１２ —２Ｏ１３《金属洛氏硬度计》检定规程和ＪＪＦ１０５９．１ —２０１２《测量不确定度评定与表示》对
“ ＝
测量．故５次测量平均值的标准偏差为：
ｎ１
÷
，
如标准洛氏硬度块标尺为ＨＲＡ，测量范围为７０～８８ＨＲ，稳定度为０．４，则其标准不确定度
：：
Ｍ１）＝若＝０．０４ＨＲ）
４．１．１被校硬度计示值重复性引入的标准不确定度１１，（４１１）ＪＶ的不确定度主要是硬度计的测量重复性所引起的，来源于硬度计加载机构和标准硬度块均匀度两个方
日厂
求，检测金属洛氏硬度计所使用的计量标准器为标准洛
氏硬度块和标准表面洛氏硬度块。其对应标尺及测量范
罔如表ｌ所示。
表１计量标准器
３不确定度传播率
通过对数学模型进行偏导计算，得出以下公式：
２数学模型
测量结果是否有效、可靠的一个极其重要的指标。
１概述

洛氏硬度不确定度

金属材料洛氏硬度测量不确定度评定1. 目的保证客户了解测量结果是否符合特定需求，确认测量数据的可信赖及真实的程度。

2. 范围适用于洛氏硬度测量不确定度的评定。

3. 概述测量对象:材质M2；规格φ30mm ；试样状态,淬火+回火检测设备:KH3000自动数显洛氏硬度计环境条件:室温23.5℃，相对湿度≤65%。

试验过程:依据GB/T 230.1 - 2009《金属材料洛氏硬度试验第一部分：试验方法（A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 、 K 、N 、T 标尺）》,先用63.0HRC 硬度水平的标准硬度块，对硬度计进行检验，测定5点洛氏硬度值，确定硬度计合格后再对试样进行洛氏硬度测定，测定五点硬度值（HRC ）。

4. 数学模型和不确定度分项的评定 4.1 测量标准物质时硬度试验机的不确定度4.1.1 使用标准硬度块在整个试验面上均匀分布地压出五个压痕，试验结果如下：4.1.2 单次实验标准偏差采用A 类方法进行评定。

按照JJF1059—1999推荐的极差法计算如下：CR S H =其中：R --------测量结果中的最大值与最小值之差； C --------为极差系数（当n=5时极差系数C=2.33）。

代入数据计算，R =62.9-62.8=0.1HRC C=2.33则043.033.21.0==H S （HRC ） 4.1.3 测量标准物质时硬度试验机的不确定度评定5次平均值的标准不确定度:019.05043.05===H H S u4.2 试样测量重复性的标准不确定度u x 4.2.1 测量试样的硬度平均值4.2.2 测量试样的标准偏差测量结果的标准偏差采用极差法计算,当n=5时极差系数C=2.3313.033.230.0===C R S x 4.2.3 试样测量重复性标准不确定度的评定评定单次测量标准不确定度:13.0==x x S u4.3 标准硬度块的标准不确定度CRM u 的评定根据GB/T 230.3-2002规定，63.0HRC 硬度水平标准块硬度均匀度的最大允许值为rel r =1.0%则=CRM u 83.2CMRrel H r ⋅（其中CMR H =63.0HRC ）22.083.20.63%0.1=⨯=CRM u4.4 硬度计允许误差下的标准不确定度E u 的评定参考标准GB/ 230.2-2002,洛氏硬度(C 标尺)的允许误差E rel =±1.5HRC 则最大允许误差下的标准不确定度87.035.13===rel E E u4.5 压痕测量分辨力的标准不确定度ms u 的评定测量装置测压痕的分辨力为ms δ=0.1HRC 压痕测量分辨力的标准不确定度03.0321.032===msms u δ5. 合成标准不确定度的评定 5.1 灵敏系数根据以上分析与计算各标准不确定度分项汇总见表2《标准不确定度分量汇总表》，各分量的灵敏系数均为1(看成等权)。

洛氏硬度试验测量结果不确定度评定作业指导书

洛氏硬度试验测量结果不确定度评定作业指导书1 测量对象1.1以洛氏硬度值水平为25.0HRC标准硬度块来评定测量结果的不确定度。

1.2 使用LHR XXXX自动数显全洛氏硬度试验机,其测量分辨力为0.1HRC。

1.3 洛氏硬度计的检定按照JJG112-2003进行。

1.4 JJG112-2003对洛氏硬度计的规定见表1：表1 硬度计示值重复性2 引用文献2.1 JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》2.2 JJG112-2003《金属洛氏硬度计（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）检定规程》2.3 GB/T 230.1-2009《金属材料洛氏硬度试验第1部份：试验方法（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）》2.4 GB/T 230.2-2012《金属材料洛氏硬度试验第2部份：硬度计（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）的检验与校准》2.5 GB/T230.3-2012《金属材料洛氏硬度试验第3部份：标准硬度块（A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺）的标定》3 环境条件硬度计在下列条件下检定并正常工作:3.1 室温10℃～35℃；3.2 环境清洁，无振动。

周围地腐蚀性气体；3.3 安装在稳固的基础上，并调致水平。

4 测量基准采用二等标准硬度块。

根据GB/T230.3-2012规定，洛氏硬度块均匀度最大值为1%或0.4HRC ，取其大值。

5 测量过程5.1 为减小试样不均匀性的影响,以二等标准硬度块作为试样进行试验。

5.2 使用LHR XXXX 自动数显全洛氏硬度试验机，用洛氏硬度值水平为25.0HRC ，测5个点。

5.3 本试验按GB/T 230.1-2009进行，测量数据见表2。

6 数学模型)()()()()(22222ms CRM E H x k U μμμμμ++++=式中：U ——扩展不确定度k ——包含因子)(x μ——对试样测量重复性的标准不确定度；)(H μ——测量标准物质时硬度试验机的标准不确定度；)(E μ——最大允许误差下的标准不确定度；)(CRM μ——标准硬度块的标准不确定度；)(ms μ——压痕测量系统的分辨力引起的标准不确定度。

金属洛氏硬度计测量结果示值误差的不确定度评定

155中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2020.12 （下）为迎接2020年的CNAS 监督评审，按照CNAS-RL02：2018《能力验证规则要求》，德阳市计量测试所特向CNAS 认可的能力验证提供机构提出了金属洛氏硬度计校准的测量审核项目，并顺利通过该项测量审核。

现将测量结果的不确定度评定方法概述如下。

1 概述（1）测量依据：JJG112-2013《金属洛氏硬度计》；（2）环境条件：温度（23±5）℃，周边环境应清洁，无振动，无腐蚀性气体；（3）测量标准：标准洛氏硬度块；（4）被测对象：金属洛氏硬度计；（5）测量方法：以初试验力F 0和总试验力F (F =F 0+F 1,F 1为主试验力)先后作用下，将金刚石圆锥体或钢球压头压入试样表面，保持一定的时间后，卸除主试验力，测量加卸主试验力前后初试验力作用时的压痕深度残余增量h 。

2 数学模型和灵敏系数2.1 数学模型式中，e 为被检洛氏硬度计的示值误差；H m 洛氏硬度计示值；H b 标准洛氏硬度块硬度值。

2.2 方差和灵敏系数根据数学模型，标准不确定度分量彼此独立、各不相关，则洛氏硬度计示值误差合成标准不确定度由下式计算：式中，灵敏系数；。

3 不确定度来源金属洛氏硬度计测量结果不确定度来源主要包括：（1）输入量H m 引入的不确定度主要是由测量重复性引入的不确定度u 1；（2）输入量H b 引入的不确定度主要包括：①标准洛氏块引入的不确定度u 2；②标准洛氏硬度计引入的不确定度u 3。

4 各输入量的标准不确定分量的评定对一台型号为TH320的工作级金属洛氏硬度计，分别用高、中、低3块HRC 标尺的标准洛氏硬度块进行测量。

测量数据如表1。

（1）输入量H m 的标准不确定度的评定。

根据表1中的测量数据，采用A 类方法进行评定。

按照实际工作情况，使金属洛氏硬度计测量结果示值误差的不确定度评定王彦（德阳市计量测试所，四川德阳 618000）摘要：本文根据JJG112-2013《金属洛氏硬度计检定规程》和JJF1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》，对金属洛氏硬度计测量结果的示值误差进行了不确定度分析与评定。

洛氏硬度计示值误差测量结果不确定度评定

洛氏硬度计示值误差测量结果不确定度评定
钟维述
【期刊名称】《重庆重汽科技》
【年(卷),期】2005(000)002
【摘要】本文通过对洛氏硬度计示值误差测量不确定度评定的介绍，阐述了测量不确定度在检测、校准和合格评定中应采取的步骤和方法。

【总页数】4页(P27-30)
【作者】钟维述
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U260.5
【相关文献】
1.金属洛氏硬度计示值误差测量值的不确定度评定 [J], 林勋安
2.洛氏硬度计示值误差的测量结果不确定度浅析 [J], 刘伟
3.洛氏硬度计示值误差测量不确定度评定 [J], 张曙香;余泽利;房永强;马晓晨;魏康
4.金属洛氏硬度计测量结果示值误差的不确定度评定 [J], 王彦
5.金属洛氏硬度计示值误差不确定度评定 [J], 贾永刚
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洛氏硬度计示值误差测量不确定度的评定

洛氏硬度计示值误差测量不确定度的评定摘要:“洛氏硬度计检定装置”该标准主要选用洛氏硬度块作为标准器。

该标准器采用仪器结构原理即是以顶角为120°的金刚石圆锥体或直径为Φ1.588mm的淬火钢球作压头,以规定的试验力使其压入标准块表面。

试验时,先加初试验力,然后加主试验力。

压入试样表面之后卸除主试验力,在保留初试验力的情况下,根据标准块表面压痕深度,确定被测金属材料的洛氏硬度值。

关键词:洛氏硬度计误差测量1 测量方法及数学模型1.1 测量依据依据JJG 112—2003《金属洛氏硬度计检定规程》根据国家JJG 112—2003《金属洛氏硬度计检定规程》的规定,使用中的洛氏硬度计主要是进行示值误差的检定。

所以,示值是硬度计检定和使用的主要指标。

洛氏硬度计示值误差是用标准硬度块进行本校准。

2 计算分量标准不确定度2.1 硬度计示值的标准不确定度分量2.1.1 示值重复性影响的标准不确定度分量洛氏硬度计示值重复性来源于硬度计本身测量的重复性和硬度块的均匀性。

硬度块的均匀性在硬度计示值重复性中起重要作用。

为避免重复,将硬度计均匀性影响从中扣除,得到硬度计实际的示值重复性。

按测量次数为5次计,采用极差法,估算出相应的试验标准差,查表得c=2.33,故:。

高硬度重复性为0.5HR,中硬度重复性为0.6HR,实际为测量5次的平均值,则:2.1.2 总试验力保持时问引起的不确定度分量总试验力保持时间对低硬度的影响较为明显,保持时间规定为10s,实际能控制在1s～2s,对低、中、高硬度的示值影响分别在±0.2,0.1,0.05HRC,按三角形分布,则:2.1.3 读数时间引起的不确定分量检定时读数时间的快慢影响硬度计机架变形及硬度块弹性的恢复,使读数值产生差异,一般控制在卸除主试验力后2s～3s完成读数。

对硬度示值影响分别为低硬度±0.15RC,中硬度士0.10HRC,高硬度±0.05HRC,按三角形分布,则:2.1.4 硬度示值读数误差引起的不确定度分量无论是表头式的还是光学投影的硬度计,检定时对示值读数都存在指示器读数误差,一般估读能力控制在±0.10HRC,按三角形分布,则:2.2 标准洛氏硬度块的不确定度分量2.2.1 标准洛氏硬度计引起的不确定度分量根据国家对硬度量值传递系统的规定,检定标准洛氏硬度块的标准洛氏硬度计小确定度为0.3HR。

金属洛氏硬度计示值误差测量结果的不确定度评定

在符合上述条件下的测量，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
２数学模型 △ｈ＝Ｈｍ－Ｈｂ
式中： △ｈ— ——硬度计的示值误差；Ｈｍ— — — 硬度计示值的算术平均值；Ｈｂ— — — 硬度块的标准值。
３输入量的标准不确定度评定３．１输入量Ｈｍ的标准不确定度ｕ（Ｈｍ）的评定输入量Ｈｍ的不确定度主要是硬度计的测量重复性所引起，其来源于硬度计机构的标准硬度块的均匀度两个因素。由于硬度计示值是硬度计在标准硬度块上的不同区域测得的结果，其测量的特殊性是同一点不可能重复测量，所以硬度计示值重复性已包含了标准硬度块均匀度对其示值的影响，采用Ａ类方法进行评定。
ａｋ
＝
０．１３ "３
＝０．１１５ＨＲ
对ＨＲＣ低和ＨＲＢ标尺，稳定度不超过０．２ＨＲ，
ｕ（Ｈｂ２）＝
ａｋ
＝
０．２ "３
＝０．１１５ＨＲ
估计
Δｕ（Ｈｂ２）ｕ（Ｈｂ２）
为
０．１０，
则公式其自由度
ｖＨｂ１＝
１２
［ Δｕ（Ｈｂ２）］－２＝５０ｕ（Ｈｂ２）
３．２．３输入量Ｈｂ的标准不确定度ｕ（Ｈｂ）的计算
ｕ（Ｈｂ）＝ "ｕ２（Ｈｂ１）＋ｕ２（Ｈｂ２）对于ＨＲＣ高、ＨＲＣ中和ＨＲＡ标尺，有
ｕ（Ｈｂ）＝ "０．１０２＋０．０７５２＝０．１２５ＨＲ
对于ＨＲＣ低和ＨＲＢ标尺，有
ｕ（Ｈｂ）＝０．１５２ＨＲ按韦尔奇— ——萨特思韦特公式，则自由度为
ｖＨｂ＝
ｕ４（Ｈｂ）ｕ４（Ｈｂ１）＋ｕ４（Ｈｂ２）
值算术平均值和单次试验标准差按下式计算：

洛氏硬度标准装置不确定度评定

4.5 合成不确定度 uc ：
HRC
4.6 扩展不确定度U （k=2）：
HRC
HRA82.2、HRB90.3、HRC24.7、HRC62.1的不确定度评定方法相同，结果如下（其中k=2）：
HRA82.2 ：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HRA
HRB90.3： HRC24.7：
HRB HRC
HRC62.1：
HRC
5 结束语通过对金属洛氏硬度计不确定度的评定，能够更充分的认
实验标准偏差 S =
m
∑(xi − xi )2
i=1
n −1
= 0.088 HRC
u3 = S
= 0.088 n
= 0.040 HRC 5
4.4 环境温度引入的不确定度 u4 ：
当工作环境在(20±5)℃范围变化时，硬度值变化0.2
HRC。
服从均匀分布： u4
=
a kj
= (0.2 / 2)
= 0.058 HRC 3
本文选标准硬度块45.6HRC为例进行HRC标尺的不确定度
评定。
4.1 标准硬度块均匀度引入的不确定度 u1 ：
检定证书中给出该硬度块的均匀度为0.3HRC，是5次测定
结果的最大值与最小值之差： ∆H ＝max-min=0.3HRC
实验标准差为： S = ∆H = 0.3 = 0.129 HRC C 2.3
其合成不确定度表示式为： uc2
=
N
∑
(
∂H
c
i=1 ∂xi
)2u2 (xi
)
以上各不确定度分量互不相关且灵敏系数为1，其合成不
确定度可以简化表示为： uc = u12 + u22 + u32 + u42 + u52