布氏硬度测量结果不确定度的评定终版
布氏硬度试验测量结果的不确定度评定
一 １ ． ２９。
测 量不 确定 度 的来 源 主要有 ： （ １ ）试 样测 量重 复性 的标 准不 确定度 。 （ ２ ）用标 准硬度块测定 的平均值 的标准不确定 度 。 （ ３ ）标 准硬 度块 的标 准不确 定度 。 （ ４ ）硬 度计 最大 允许 误差下 的标 准不 确定 度 。 （ ５ ）压 痕测 量装 置分 辨力 的标 准不确 定度 。 ３ 标 准不确 定度 分量 的评 定 ３ ． １ 对试样 测量 重 复性 的标 准不确 定度 的评 定
１ ． ２ 试 验 环 境
其中： Ｃ为级 差 系数 ， 取 Ｃ一２ ． ３ ３ ； Ｒ为 极差 ， Ｒ一２ １ ０ — ２ ０ ８ —２ 。将数 值 代入式 （ １ ） 得： Ｓ 一０ ． ８ ６ 。
布 氏硬 度 试 验 一 般 是 在 １ Ｏ℃～３ ５℃ 环 境 下 进 行， 本 试 验在 室温 ２ ５℃下 进行 。
１ 硬 度测试 试验
１ ． １ 试 验 方 法
２ ０ ９ 、 ２ ０ ９ 、 ２ １ ０ 。 则其算术平均值为： ； ＝ ＝ ７ ∑ ２ ＝ ＝ ＝
２ ０ ８ ＋２ ０８＋ ２ ０ ９＋ ２ ０ ９＋ ２１ ０
— — — — — — — — — 一
—２ ０ ８ ． ８（ 为测 试 次 数 ，
第２ 期（ 总第 ２ ０ １期 ）
２ Байду номын сангаас １ ７年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ Ｃ ＡＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
ＮＯ． ２ Ａｐ ｒ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ １ ５ ５ — ０ ２
布氏不确定度
202HBW硬度水平的示值重复性:
uCMR
1.0% 2.83
202
0.714
HBW
337HBW硬度水平的示值重复性:
uCMR
1.0% 2.83
337
1.190
HBW
8.3.2 硬度计允许误差引起的标准不确定
度分项 uE 的评定
示值重复性最大允许误差可看作重复性限. 由表1, 202HBW硬度水平示值重复性≤3%:
U 一 扩展不确定度;
u 一 对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确
x
定度分项 ；
u H 一 用标准硬度块检定时平均值的标准不确定度分项；
u E 一 硬度计允许误差引起的标准不确定度分项；
uCRM 一 标准布氏硬度块引起的标准不确定度分项；
ums 一 测量系统的分辨率引起的标准不确定度分项 。
8 輸入量的标准不确定度评定
202 HBW硬度值水平： D=10mm d=4.226mm ms=0.0211mm c =101.236 HBW/mm
ums 0.617 HBW
337HBW硬度值水平:
D=10mm d=3.306mm ms=0.0165mm c 211.689 HBW/mm
ums 1.008 HBW
压痕分辨率的近似计算： 如果 D>>d ，可以近似为：
203±5.9HBS10/3000
将两次能力验证统计的结果转换成相对关系，与不确 定度评定结果相比较，见表5：
表5 能力验证满意数据分布范围与不确定度评定结果比较
U 95 U 95rel
203.4±4.7HBW10/3000
203.4 ±2.3%
339.8 ±6.8HBW10/3000
布氏硬度计标准检定装置测量结果的不确定度评定
ｎ ｈ ￣ １ ９ ０ Ｈ Ｂ ； ｓ ＼ ／
，
。
Ｖ
ｎ一
＝ ｜ Ｄ ． ９ １ ９ Ｈ Ｂ
１。
任意选 取 ５ 台硬 度计 ，分别 用 １ ９ ０ Ｈ Ｂ Ｓ １ ０ ／ ３ ０ ０ ０ 、 １ ０ ０ ＨＢ Ｓ Ｉ Ｏ ／ Ｉ Ｏ ０ ０ ４ ． ３ 合成标准不确定度的计算。 输入量 Ｈ 和Ｈ 彼此不相关 ， 合成标 标尺的硬度块 ， 在每台硬度计上进行连续 ｌ ０ 次测量 ， 每组测量列分别 准不确定度按下式计算 按上述方法计算得到单次实验标准差。 并对同一标尺的单次实验标准 ｕ ｏ Ｅ （ Ａ ｈ ） ￣ ｃ 。 ｕ （ Ｈ ） ＮＣ ｚ ｕ （ Ｈｂ ） 】 ２
ａ Ｈ 一
续１ ０ 次 测量 ， 得 到一测 量列 为 １ ８ ８ ， １ ９ ０ ， １ ９ ０ ， １ ８ ９ ， １ ９ １ ， １ ９ ０ ， １ ９ ０ ， １ ９ ０ ， ４ ． ２ 标准不确定度汇总。Ｈ Ｂ Ｓ １ ０ ／ ３ ０ ０ ０ 标尺 Ｈ Ｂ Ｓ Ｉ Ｏ ／ Ｉ Ｏ ０ ０标尺 ｕ （ ｎ ） １ ９ １ ， １ ８ ９ （ Ｈ Ｂ Ｓ １ ０ Ｂ ０ ０ ０ ） 。 其示值算术平均值和单次实验标准差按下式 （ 硬度计的测量重复眭）分别为 ｎ ５ １ ２ ， ０ ． ６ ０ ０ ， Ｃ是 １ ， Ｕ（ Ｈ ） （ 标准硬度 计算 ： 块 ）分别为 ０ ． ５ ４ ７ ， ０ ． ３ ６ ９ ， Ｃ是一 １ ， Ｕ（ Ｈ ） （ 工作基准硬度计 ）分别为 厂 ＿ ＿ ＝ — ０ ． ４ ３ ７ ， ０ ． ２ ３ ０ ， Ｃ是一 １ ， ｕ （ ｎ ） （ 硬度块稳定度 ） 分别为 ０ ． ３ ２ ９ ， ０ ． ２ ８ ９ ， Ｃ是一 ＿ ＿
示值测量 ，每一块硬度块上重复测量 ３ 次， ３ 次测量的算术平均值和 估计 为０ － ｌ （ 】 ， 其 自由度 Ｖ Ｈ ｂ ２ ＝ ５ ０ 硬度块标准值之差即为硬度计的示值误差。符合上述条件下的测量， ３ ． ２ ． ３ 输入量 Ｈ 的标准不确定度 ｕ （ Ｈ ｂ ） 的计算。 输入量 Ｈ 的标准不 般可直接使用本不确定度的评定结果 。 确定度为 ｕ Ｚ （ Ｈ ） ＝ ｕ ２ （ Ｈ ） ＋ ｕ ２ （ Ｈ ） ２ 数学模型 ＨＢＳ Ｉ Ｏ ／ ３ ０ ０ ０ ｕ （ Ｈｂ） ＝ Ｘ ／ ０ ． ４ ３ ７ ％０ ． ３ ２ ９ ｚ＝ ０ ． ５ ４ ７ （ ＨＢ） ＨＢ Ｓ １ ０ ／ １ ０ ０ ０ ｕ Ａ ｈ ＝ Ｈ ｍ － － Ｈ 式中： Ａ ｈ 一 硬度计的示值误差 ； Ｈ 硬度计示值的算术
金属布氏硬度计测量不确定度评定[2]
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1． 测量方法依据JJG150-2005《金属布氏硬度计》，采用直接测量法，用标准硬度块对布氏硬度计进行校准。
2． 数学模型)1(bm H H y -=式中： y ——被测硬度计的示值误差HBWHm ——硬度计示值HBW Hb ——硬度块硬度值HBW3． 方差与灵敏系数 3.1 方差由（1）式得22212u u u c +=)2()()()(222221212b m c h u c h u c y u +=3.2 灵敏系数将c 1．c 2代入（2）得：)4(1/)()3(1/)(/21-=∂∂===∂∂==∂∂=b b m m i i h y h c c h y h c c x f c4． 计算分量标准不确定度4.1 示值重复性测量引起的不确定度分量（A 类评定）选取一硬度值为HBW2.5/62.5/89.1的布氏硬度块，对布氏硬度计进行测量，测试数据如下HBW x n x ni i 3.8911==∑=单次实验差：HBW x x ns i xi 6.0)(12)(≈-=∑ 平均值的实验标准差：HBWx u x u x u x u x u p u 28.1)39.0()27.0()27.0()15.1()2.0()()()()()()(2222252423222121=++++=++++= %4.11=rel U扩展不确定度取k ＝2时的最佳测量能力%8.2%4.121=⨯==c ku U选取一硬度值为HBW10/3000/204的布氏硬度块，对布氏硬度计进行测量，测试数据如下：HBW x n x ni i 6.20511==∑=单次实验差：HBW x x ns i xi 6.2)(12)(≈-=∑ 平均值的实验标准差：HBWx u x u x u x u x u p u 26.2)39.0()27.0()27.0()15.1()8.0()()()()()()(2222252423222122=++++=++++= %1.11=rel U扩展不确定度取k ＝2时的最佳测量能力HBWs u xi 8.010)(21≈=HBWs u xi 2.010)(12≈=%2.2%1.122=⨯==c ku U选取一硬度值为HBW5/750/263的布氏硬度块，对布氏硬度计进行测量，测试数据如下HBW x n x ni i 2.26411==∑=单次实验差：HBW x x ns i xi 1.2)(12)(≈-=∑ 平均值的实验标准差：HBWx u x u x u x u x u p u 86.1)39.0()27.0()27.0()15.1()7.0()()()()()()(2222252423222123=++++=++++= %7.01=rel U扩展不确定度取k ＝2时的最佳测量能力%4.1%7.023=⨯==c ku U %8.2%4.121=⨯==c ku U4.2 标准硬度块不均匀度引起的不确定度分量（B 类评定）根据JJG147-2005《标准金属布氏硬度块》的规定，均匀度≤2.0%，得HBW x u n %15.13/0.23/)(12===-δ4.3 钢球直径误差引起的不确定分量（B 类评定）根据JJG150-2005规程可知，钢球直径允差为±0.005mm ，其对布氏硬度值的量值影响为0.0125%HBW 。
布氏硬度测量不确定度评定报告范例
布氏硬度测量不确定度评定报告范例一、引言硬度是材料力学性能的重要指标之一，对于各种材料的机械性能评价具有重要意义。
布氏硬度测试是常用的硬度测试方法之一，通过在试样表面施加压力，测量压入的钢珠或钻头的深度来评估材料的硬度。
在布氏硬度测试中，存在着测量不确定度，即测量结果与真实值之间的差异。
评定布氏硬度测量不确定度的目的是为了确定测量结果的可靠性和准确性，并提供合理的测量范围。
二、测量方法与仪器本次实验采用了常见的布氏硬度测试方法，使用了市场上常见的布氏硬度计进行测量。
按照相关标准和规范进行测试，遵循了硬度计的使用说明，并对硬度计进行了合适的校准和调试。
三、评定不确定度的方法在本次实验中，主要考虑以下几个因素的不确定度：1)试样表面状态：试样表面的几何形态、粗糙度等会影响布氏硬度实验结果；2)试样尺寸：试样尺寸会直接影响硬度因素的大小，较小的试样更易受到应力集中导致误差；3)试验员技术能力：不同试验员之间的操作技术差异可能导致不确定度的差异；4)仪器仪表误差：硬度计的精度、灵敏度等参数会直接影响测量结果。
2.实验数据分析在本次实验中，通过对多个试样进行布氏硬度测试，得到了一系列硬度测试值。
通过计算平均值和标准偏差，可以对测量数据进行分析，以确定测量结果的可信度和分散度。
3.不确定度计算根据测量数据的分析，按照不确定度评定公式，计算出不确定度的各个组成部分，包括随机误差、系统误差等。
同时对影响变量的不确定度进行综合，得到最终的测量不确定度。
四、结果和讨论通过对测量数据的分析和计算，得到了本次布氏硬度测量的不确定度评定结果。
结果显示，在所使用的测试方法和仪器条件下，本次测量的不确定度为±0.5HRC。
通过对不确定度评定结果的讨论，可以得出以下结论：1.本次布氏硬度测量结果的不确定度较小，说明所使用的测试方法和仪器条件较为准确和可靠；2.在实际应用中，需要考虑不确定度的影响范围和可接受度，以保证测量结果的准确性和可靠性。
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
金属材料布氏硬度试验测量不确定度评定报告1.概述1.1测量方法：依据GB/T 231.1-2009《金属材料 布氏硬度试验第1部分：试验方法》。
1.2测量设备：布氏硬度计，编号：030。
1.3被测对象：1.4环境条件：温度20℃、相对湿度<40%。
环境清洁，无震源；安装稳固。
1.5 测量过程简述：选用压头直径D=10mm 的硬质合金球，试验力为29420N ，试验力保持时间为12s 。
采用自动加载方式，对标准布氏硬度块测定布氏硬度值（HBW 10/3000）。
在试样表面选择均匀分布的五点进行硬度试验，测得平均压痕直径，根据硬度试验计算公式（1.1），可以得到布氏硬度测量值。
0.102HBW = （1.1）式中：F —试验力（N ）；D —压头直径（mm ）；d —压痕直径（mm ）。
2.分析不确定度来源本报告的不确定度考虑了硬度计与标准硬度块相关测量的不确定度。
这些不确定度反映了所有分量不确定度的组合影响。
因所使用的布氏硬度计在每年的检定中是合格的， 故考虑的不确定度来源参照表2-1。
表2-1 不确定度来源3.不确定度分量的评定3.1测量结果重复性引入的标准不确定度u1检测人员对标准硬度块进行布氏硬度检测（HBW 10/3000），试验力29420N ，试验力保持时间为12s 。
按照GB/T 231.1-2009标准在硬度块上进行试验，得出单次测量值5个，见表3-1。
表3-1 标准布氏硬度块单次测量值测量结果的平均值：⎺x=220.8测量结果的标准偏差：1.44x S ==则测量结果重复性引入的标准不确定度u11 1.44/0.644x u S ===3.2标准硬度块均匀度引入的标准不确定度2u标准硬度块均匀度为0.9%,硬度值为221，则硬度标块的硬度偏差为221×0.9%。
依据B 类判定，u=A/√3则硬度块不均匀度引入的不确定度u 2==1.1483.3压痕测量装置分辨力引入的标准不确定度3u压痕直径测量装置为直读显微镜，经相关政府计量部门检定不确定度为U=0.25μm （k=2）3u =0.1253.4硬度计系统误差引入的标准不确定度 4u由鉴定证书知，U=1.4% k=2 。
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
一、引言
布氏硬度试验作为常用的金属硬度测试方法，在工程领域有着广泛的应用。
然而，测试结果的准确性和可靠性对于材料的硬度评定和质量控制具有重要意义。
为了评定布氏硬度试验的不确定度，本报告将综合考虑测试设备的精度和稳定性、试样的制备和处理等因素，对布氏硬度试验的不确定度进行评定，并提出相应的控制措施，以保证测试结果的准确性。
二、试验方法与设备
本次试验采用了ASTME10标准规定的布氏硬度试验方法。
试验设备为一台精密布氏硬度计，压头选用对钢材适用的压头。
三、不确定度分析
1.试验设备的不确定度评定
通过多次测量标准样品，计算所得的硬度值的标准偏差为0.1HB。
根据试验设备的技术说明书，设备的精确度为0.2HB。
故设备的不确定度为0.2HB。
3.试样制备与处理的评定
试样制备和处理的不确定度主要包括试样表面的准备、试样尺寸的测量和试样处理的质量等因素。
经过多次试验，试验结果的标准偏差为
0.2HB。
故试样制备与处理的不确定度为0.2HB。
四、不确定度评定与控制
根据进一步的计算分析，可以得到布氏硬度试验的总不确定度为
0.5HB。
为了减小不确定度，以下控制措施可以被采取：
1.定期校准试验设备，确保设备的准确性和稳定性。
3.严格控制试样制备和处理过程，确保试样的质量和尺寸的准确性。
五、结论。
关键测量过程-测量不确定度评定-布氏硬度
******有限公司阀杆材质布氏硬度值测量不确定度评定1、 概述1.1测量依据：GQYFG-AB125-42X283-1.0《阀杆图纸》；1.2测量环境：常温；1.3测量设备：布氏硬度计，测量范围：（8～650）HBW ，最大允许误差： MPE:±2.5% (125>HBW ≤225)最大允许误差：MPE:±2.0% (硬度>225 HBW)1.4测量对象：阀杆材质布氏硬度测量。
1.5测量过程：按照 《阀门设计手册》及GQYFG-AB125-42X283-1.0《阀杆图纸》的要求，将被测件置于硬度计试验台上，试验过程应满足试验力保存时间、压痕间距、样品厚度等条件。
按硬度计正常操作规程进行硬度值测量，在每个试样取3个有效点，并以3个点的平均值作为测量结果。
现以硬度值为270HBW 为例进行测量不确定度评定。
2、测量模型x y =式中：y ——阀杆材质布氏硬度值，HBW ；x ——布氏硬度计的显示值，HBW 。
3、方差和灵敏系数：方差： ()()x u c y u 2212= 灵敏系数： 11=∂∂=xy c 则 ()()x u y u 22= 即 ()()x u y u =4、 标准不确定度来源分析输入量x 的标准不确定度由下列的不确定度分量构成：1） 测量重复性引入的标准不确定度()1x u 。
2） 布氏硬度计最大允许误差引入的标准不确定度()2x u 。
5、 标准不确定度分量的评定5.1重复测量阀杆材质里（布）氏硬度值如下表所示：()()()0.6411121=--==∑=ni i i x x n x s x u （HBW ） 测量时，由于以3个点的平均值作为测量结果，则()()37.031==x s x u （HBW ） 5.2由布氏硬度的最大允许误差引入标准不确定度()2x u因为布氏硬度计最大允许误差：MPE:±2.0% (硬度>225 HBW) ，则()12.33702%2.02=⨯=x u （HBW ） 6、合成不确定度评定()()()14.312.373.0222212=+=+=x u x u y u （HBW ）7、 扩展不确定度的评定取 2=k 则U =2×3.14= 6.28≈7（HBW ）8、 测量不确定度报告与表示当布氏硬度计测得阀杆材质布氏硬度值为270HBW 时， 其扩展不确定度为U = 7 HBW ， 2=k其相对扩展不确定度为%2.3%1002706.28=⨯=rel U ， 2=k 9、当布氏硬度为250时，U = 6 HBW ， 2=k当布氏硬度为280时，U = 7 HBW ， 2=k编制：*** 审核：*** 日期：2021-12-15。
金属材料布氏硬度测量结果不确定度评定
1 概述1.1 测量依据：GB/T231.1-2009《金属材料 布氏硬度试验 第1部分 试验方法》。
1.2 环境条件：允许温度（10-35）℃。
1.3 测量标准：HB-3000布氏硬度计，测量范围（30-169）HB 。
1.4 被测对象：A356铝合金试样。
1.5 测量方法：选用压头直径D=10mm 的硬质合金球，试验力为3000kg ，试验力保持时间为12S,测量均匀分布的5个点，测得平均压痕直径，查表得到布氏硬度值。
1.6 评定结果的使用：符合上述条件的测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
2 数学模型HBW=0.102×）（π22-2d D D D F-式中：F---试验力（N ）；D---压头直径（mm ）；d---压痕直径（mm ）。
3 输入量的标准不确定度的评定3.1经分析，输入量的标准不确定度来源主要有：测量结果重复性引入的标准不确定度分量1u ；布氏硬度计引入的标准不确定度分量2u ；布氏硬度标准块均匀性引入的标准不确定度分量3u ；压痕测量分辨力引入的标准不确定度4u 。
3.2测量结果重复性引入的标准不确定度分量1u 评定在相同条件下用布氏硬度计对标准布氏硬度块进行5次试验，测量结果如下：经计算得：1x =104HB则测量结果重复性引入的标准不确定度分量1u =x s =33.2103105-=0.86HB 3.3布氏硬度计引入的标准不确定度分量2u 评定用104HBW10/3000布氏硬度标准块对硬度计进行检定，在均匀分布的5个点上进行检定，得到一组数据：104；103；104；104；105，经计算H =103.6HBH s =33.2103105-=0.86HB 用五次测量平均值作为测量结果，则2u =586.0=0.38HB3.4布氏硬度标准块均匀性引入的标准不确定度分量3u 评定根据3.3得到的数据评定布氏硬度标准块的均匀度为1.0%,符合均匀分布，取k =3，则3u =3%1×104=0.60HB3.5压痕测量分辨力引入的标准不确定度分量4u 评定 已知公式：4u =⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=⨯3232s s m d HB m c 式中：c ——灵敏系数ms ——分辨力由HB=0.102×）（π22-2d D D D F-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=∂∂=2222--d D d D D d HB d HB c 式中：D ——压头钢球直径，mm ；d ——压痕直径，mm ；GB/T231.2中压痕测量装置能分辨压痕直径的0.5%；D=10mm ；d=5.796mm ；c=39.8；； 计算得4u =0.33HB 4 合成标准不确定度评定 4.1 合成标准不确定度由于以上分量相互独立，因此合成不确定度c u 由下式计算24232221u u u u u c +++==1.12H4.25 扩展不确定度U=1.16×2≈2.3HB; k=26 不确定度的报告检测金属材料布氏硬度时，扩展不确定度U=2.3HBW10/3000；k=2。
布氏硬度不确定度评定
cf u F =
(
1 HB )
×9
( HB
9F
)δF
c F
=
1
(a)
式中 ,δF 为试验力标准不确定度 (绝对)
cduD =
1 ( HB )
×9
( HB
9D
)δD
cD
=
1
-
1
1-
( d)2 D
( b)
式中 ,δD 压头标准不确定度 (绝对)
cd u d
=
(
1 HB )
×9
( HB
9d
)δd
cd
相对标准不确定度 ,按均匀分布 ,
uD = 01003 = 01017 % 10 3
33
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21114 测量压值痕直径标准不确定度 ud : (a) 测量重复性标准不确定度 uCF :对一个压痕进行重复性测量 5 次 ,每次重新对焦距 ,两垂直 方向重新测量并取其平均值 :
uR Y
=
01002 41375
6
=
01018
%
上述三项彼此无关 ,综合 (a) 、(b) 、(c) 得测量压痕直径标准不确定度 。
ud =
u
2 CF
+
uXW2
+
uRY2
= 01042 %
据此可得到布氏硬度基准[ HBS( W ) 10/ 3000 标尺 ]标准不确定度
u = ( cF·uF) 2 + ( cD·uD) 2 + ( cd·ud) 2 + 2111cF·cd·uF1 ud + 2111cD·cd·uD1 ud = 01123 % 由于有的分量标准不确定度的自由度无法得到 , 考虑到基准应具有较高置信水准 , 取 k 等于
布氏硬度测量不确定度评定报告范例
金属布氏硬度测量结果及不确定度评定报告1．测量方法简述1.1测量方法及评定依据：GB/T231.1-2009金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法；GB/T231.2-2002金属布氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准；GB/T231.3-2002金属布氏硬度试验第3部分：标准硬度块的标定。
1.2环境条件符合GB/T231.1-2009所需的温、湿度要求，实验室温度：（XXX）℃，相对湿度：（XXX）%。
1.3测量仪器XXX布洛维硬度计，经计量部门检定合格。
1.4被测对象70×40×20mm的标准试样1.5测量过程在布氏硬度计处于受控状态下，按照方法标准规定对70×40×20mm的标准试样进行硬度试验，测得硬度值。
2．数学模型的建立维氏硬度试验测量结果的数学模型可写为：y=x，式中，x为被测样块硬度读出值。
3．测量不确定度来源的分析3.1试验重复性所引入的标准不确定度分量。
3.2硬度计压痕测深装置分辨力所引入的标准不确定度分量。
3.3硬度计计量溯源（使用标准硬度块）所引入的标准不确定度分量。
3.4硬度计示值误差所引入的标准不确定度分量。
3.5压痕测量装置（读数显微镜）所引入的标准不确定度分量。
3.6试验结果数据修约引入的相对标准不确定度分量。
4．标准不确定度分量的评定u rep4.1试验重复性所引入的相对标准不确定度分量()rel用受控的布洛维硬度计，严格按照GB/T231.1-2009标准在试块上重复进行10次试验，其原始测量数据见表1。
标准差为：S i平均值_11ni i X X n ==∑按GB/T231.1-2009金属材料布氏硬度试验 第1部分：试验方法对试样（HBW2.5/187.5）进行三次测量，测量数据为：XXX XXX XXX 。
于是三次测量的平均值为：XXX ，三次测量平均值的相对标准不确定度为：()rel u rep ==。
4.2硬度计压痕测深装置分辨力所引入的相对标准不确定度分量()rel u y根据GB/T231.1－2009和GB/T231.2－2002标准对布氏硬度测试及布氏硬度计的规定，压痕测量装置的分辨力为±XXX ，故(d)XXX rel u =，又由GB/T231.2－2002知()2(d)rel rel u y u =，所以：()XXX rel u y =4.3硬度计计量溯源（使用布氏标准硬度块）所引入的相对标准不确定度分量()rel u b由GB/T231.3-2002可知，当压痕直径＞1mm 时，布氏标准硬度块均匀度的最大允许值为XXX %，则()rel u b ＝4.4硬度计的示值误差所引入的相对不确定度分量()rel u red由GB/T231.2-2002可知，HBW2.5/187.5小于225时，示值误差的最大允许值为±XXX %，则()rel u red =4.5压痕测量装置（读数显微镜）所引入的相对标准不确定度分量()rel u r经计量部门校准的读数显微镜（扩展不确定度为XXX μm ，k =2，从而可知： ()rel u r =4.6试验结果数据修约引入的相对标准不确定度分量()rel u x试验结果的修约间隔为1 HBW2.5/187.5，按均匀分布考虑，所以修约引入的相对标准不确定度分量为：()rel u x =5．相对合成标准不确定度()rel u c因试验重复性、硬度计的不确定度等所引入的不确定度分量彼此独立不相关，且根据数学模型，传播系数C i =ix y∂∂=1，所以按照分量方和根的公式进行合成。
布氏硬度计测量不确定度评定报告
编号：BQDD1902014布氏硬度计的测量不确定度评定编制:审核：批准：布氏硬度计的测量不确定度评定1. 目的本文件用于布氏硬度计校准过程中，测量设备、人员、环境条件的等因素引起的不确定度评定，使计量人员能够准确、有效地评定通用卡尺的测量结果不确定度。
2. 适用范围本文件适用于实验室所有布氏硬度计的测量结果不确定度评定。
3. 引用文件GJB 3756-1999《测量不确定度表示与评定》 JJG 150-2005《金属布氏硬度计》4. 测量方法（依据JJG 150-2005《金属布氏硬度计》）布氏硬度计的示值误差采用标准硬度块进行校准，校准点的分布，对于不同的标尺，使用对应的标准硬度块进行重复性测量。
下面针对不同标尺示值误差的测量不确定度进行评定。
5. 数学模型 数学模型%100⨯-=HHH δ 式中：δ 被校硬度计的示值误差； H —硬度计示值的算术平均值； H —硬度块的标准值； 6. 不确定度传播律由于输入量H 和H 彼此独立不相关，则不确定度传播律为： )()()(2222212H H u c u c u c +=δ式中:)(H u —标准硬度块引入的标准不确定度；)(H u —硬度计自身引入的标准不确定度；)(δu c—示值误差的合成标准不确定度。
灵敏系数11=c ，12-=c 。
7. 计算标准不确定度分量7.1 标准硬度块引入的标准不确定度)(H u标准硬度块引入的标准不确定度主要来源于标准硬度块证书给出的标准不确定度，根据证书给出的扩展不确定度a ，包含因子k=2，计算得出；7.2硬度计引入的标准不确定度)(H u硬度计引入的标准不确定度主要包括硬度计示值重复性引入的标准不确定度和测量装置测量分辨力引入的标准不确定度。
7.2.1硬度计示值重复性引入的标准不确定度)(1H u ；在一台硬度计上，用硬度块连续测量10次，得出试验标准差，在实际测量中，在重复条件下连续测量5次，则由重复性引入的标准不确定度为：533.2)(1SnSH du n==7.2.2压痕测量装置估读误差引入的标准不确定度)(2H u布氏硬度计压痕测量装置读数显微镜的分度值c 为0.01，估读误差为±1/5，其硬度值的影响为2倍压痕直径关系，看作均匀分布，压痕测量误差引入的标准不确定度为：%100352%1005/2)(2⨯=⨯=dck d c H u 7.2.3硬度计引入的标准不确定度)(H u 为： )()()(2221H H H u u u +=因各分量独立不相关，所以硬度计示值的合成不确定度为：)()(22H H u uu c+=9. 扩展不确定度U ：取置信因子k=2 U =k u c。
布氏硬度测量不确定度报告
布氏硬度测量不确定度报告摘要：实验室对材料表面硬度进行测量，采用了布氏硬度测试方法。
本报告旨在通过分析不同测量参数的不确定度，评估测量结果的准确性和可靠性，并提出应对措施。
引言：硬度是评估材料抗外部力潜在影响能力的重要指标之一、由于硬度测量参数具有一定的随机性，测量结果存在一定的不确定度。
因此，通过评估硬度测量的不确定度，可以提高测量结果的可信度。
实验方法：实验中选择了常用的布氏硬度测试方法，使用硬度计在材料表面进行测量。
在每个测量中，对材料表面进行了五次测试，并记录了每次测试的读数。
结果和讨论：首先，我们计算了布氏硬度测试结果的均值(Mean)和标准差(Standard Deviation)。
均值是将所有测量结果求和后再除以测量次数，标准差是对所有测量结果与均值之差的平方进行求和后再除以测量次数再开平方。
以A材料为例，五次测量结果分别为50，55，53，52，54，则均值为（50+55+53+52+54）/5=52.8，标准差为√[((50-52.8)²+(55-52.8)²+(53-52.8)²+(52-52.8)²+(54-52.8)²)/5]≈1.9然后，我们计算了测量结果的扩展不确定度(Expanded Uncertainty)。
扩展不确定度使用95%的置信度，表示测量结果可能超出实际值的范围。
根据GUM（Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement）的指导，扩展不确定度可以通过标准差与置信概率乘积得到。
以A材料为例，标准差为1.9，则扩展不确定度为1.9×2=3.8最后，我们评估了不同参数对硬度测量的不确定度的影响。
实验中考虑了试件映画尺寸、硬度计读数误差、环境温度等因素。
通过对每个参数进行多次试验并计算测量结果的标准差，可以确定每个参数对硬度测量结果的影响程度。
金属材料布氏硬度试验测量不确定度的评定
122020年11月第四期金属材料布氏硬度试验测量不确定度的评定华正1王立群1方德伟2（1.衢州元立金属制品有限公司衢州324000；2.浙江永上特材有限公司丽水323300）摘要：通过对55圆钢布氏硬度试验测量结果不确定度的来源分析和评定，提供了布氏硬度试验测量不确定度的评定过程、方法和结果表示。
关键词：布氏硬度；测量不确定度；评定0引言目前，我国许多检测实验室都依据ISO/IEC 17025（检测和校准实验室能力的通用要求》建立实验室管理体系并进行认可实验室工作，根据这个国际通用标准，不管是已认可还是准备认可的校准或检测实验室都必须具有并应用评定不确定度的程序。
标准中明确指出「'当不确定度与测量结果的有效性或应用有关，或在用户有要求时，或当不确定度影响到对规定限度的符合性时，检测报告中还需包括有关不确定度的信息”。
CNAS-CL07《测量不确定度的要求》标准中8.6条款规定：“对于某些广泛公认的检测方法，如果该方法规定了测量不确定度来源的极限值和计算结果的表示形式时，实验室只要按照该检测方法的要求操作，并出具测量结果报告，即被认为符合要求。
”本文针对55圆钢布氏硬度的检测结果，按照GB/T231.1《金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》附录C中方法对55圆钢进行了布氏硬度测量结果不确定度的评定，并给出了测量不确定度报告。
1概述1.1测量方法及评定依据GB/T231.K金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》；GB/T231.2《金属材料布氏硬度试验第2部分:硬度计的检验与校准》；GB/T231.3《金属材料布氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定》；CNAS-CL07：2011（测量不确定度的要求》；CNAS-GL05：2011（测量不确定度要求的实施指南》。
1.2环境条件试验在25兀±2兀及相对湿度w70%条件进行。
1.3测量设备经计量部门检定合格的布氏硬度计，型号为HB—3000o1.4被测对象满足GB/T231.K金属材料布氏硬度试验第1部分:试验方法》国家标准要求的55圆钢热轧状态硬度试样及合乎GB/T231.3《金属材料布氏硬度试验第3部分:标准硬度块的标定》标准要求的标准布氏硬度块。
金属材料布氏硬度测量结果不确定度评定
金属材料布氏硬度测量结果不确定度评定金属材料的布氏硬度是一种常见的材料性能指标，用于评估材料的硬度和耐磨性能。
布氏硬度的测量结果不确定度评定是对测量结果的可靠性和准确性进行评估的过程。
以下是关于金属材料布氏硬度测量结果不确定度评定的一些详细说明。
1.测量方法选择布氏硬度的测量可以使用不同的方法，包括布氏硬度试验机和便携式硬度计等。
在进行布氏硬度测量之前，需要选择合适的测量方法，并确保测量设备的准确性和可靠性。
2.设备校准测量设备的准确性对于测量结果的不确定度评定至关重要。
在进行布氏硬度测量之前，需要对测量设备进行校准，以确保其准确度和稳定性。
常见的设备校准方法包括使用标准参考物质进行校准或定期将设备送到认可的实验室进行校准。
3.样品准备样品的准备对于测量结果的不确定度有着重要的影响。
在进行布氏硬度测量之前，需要对样品进行适当的准备，包括清洁、平整和无明显的表面缺陷。
样品的准备应该遵循标准化的操作流程，以确保样品之间的差异性对测量结果的影响最小化。
4.测量重复性测量的重复性是评估测量结果不确定度的一个重要指标。
重复性是指在相同条件下，用相同的测量设备和操作人员对同一个样品进行多次测量，得到的结果之间的变化程度。
通过重复测量可以评估系统误差和人为误差对测量结果的影响。
5.环境因素环境因素对布氏硬度测量结果的不确定度也有一定影响。
温度、湿度和振动等环境因素可能对测量结果产生影响。
在进行布氏硬度测量时，需要尽量在恒定的环境条件下进行，或者对不同环境条件下的影响进行校正。
6.统计分析统计分析是评估测量结果不确定度的常用方法。
通过对重复测量数据的分析，可以得到平均值、标准偏差和置信区间等统计参数。
这些统计参数可以提供关于测量结果的可靠性和准确性的信息，并评估不确定度的大小。
综上所述，金属材料布氏硬度测量结果的不确定度评定需要综合考虑测量方法的选择、设备校准、样品准备、测量重复性、环境因素和统计分析等因素。
通过合理的实验设计和数据分析，可以得出可靠且准确的布氏硬度测量结果，并确定其不确定度范围，从而提高测量结果的可靠性和准确性。
布氏硬度测量不确定度报告
测量次数 第1点 1 2.150 2 3 4 5 6 7 8 9 10 平均直径 硬度值 HBW 2.153 2.152 2.152 2.152 2.152 2.151 2.152 2.152 2.151 2.152 196.216 2.153 2.153 2.156 2.156 2.153 2.156 2.157 2.157 2.156 2.156 2.155 195.641 2.154 2.158 2.159 2.160 2.159 2.158 2.158 2.158 2.156 2.158 2.158 195.068 2.153 2.152 2.152 2.151 2.153 2.151 2.155 2.154 2.154 2.151 2.152 196.024 2.147 2.152 2.153 2.159 2.154 2.151 2.151 2.157 2.154 2.155 2.153 196.024 第2点 第3点 第4点 第5点
HBW5/750 压痕测量直径 mm
压痕直径
根据硬度试验计算公式得出此标准布氏硬度块的平均布氏硬度值为 195.8。
表2
测量次数 第1点 1 3.932 2 3 4 5 6 3.931 3.937 3.935 3.934 3.935 3.929 3.924 3.922 3.923 3.929 3.928 2/6 3.931 3.929 3.935 3.927 3.928 3.928 3.929 3.933 3.934 3.932 3.933 3.937 3.933 3.935 3.936 3.934 3.933 3.936 第2点 第3点 第4点 第5点
因为试验力、压头直径、压痕直径等各输入量彼此独立，其合成标准不确定度可按公式 （4）计算：
40Cr布氏硬度计测量结果的不确定度评定
40Cr布氏硬度计测量结果的不确定度评定1 被测对象：FOUNDRAX BRIN 200D-TL 全自动布氏硬度机：示值误差△≤±3.0%以HBW水平为187的40Cr布氏硬度试样为例评定测量结果的不确定度。
2 引用文献JJF 1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》GB/T 231.1-2009 《金属布氏硬度试验第1部分：试验方法》GB/T 231.2-2002 《金属布氏硬度试验第2部分：硬度计的检验与校准》GB/T 231.3-2002 《金属布氏硬度试验第3部分：标准硬度块的标定》3 环境条件：硬度计在下列条件下检定并正常工作①温10℃～35℃，本评定温度为25±2℃，湿度为60%RH ；②环境清洁，无震动；③周围无腐蚀性气体；④安装在稳固的基础上，并调至水平。
4 测量基准：满足GB/T 231.3-2002标准要求的标准布氏硬度块，硬度?K示值198HBW。
5 测量过程：采用满足GB/T 231.1-2009 金属布氏硬度试验国家标准要求的40Cr试样块作为硬度试样，用其进行试验，按中心、半径的二分之一处取两点，以三点平均值为一个数据，得到一个测量列。
以硬度水平为198的标准硬度块作为标准试样。
6 评定结果的使用：在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
7 数学模型HBW=X+△式中X：为硬度计的测量结果△：修正值8 输入量的标准不确定度评定8.1 对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确定度的评定由于硬度计示值是硬度计在试块上的不同区域测量得到的结果，其测量的特殊性是同一点不可能重复测量，所以硬度计的测量重复性包含了硬度块均匀度对其示值的影响。
采用三点平均值为一个数据，采用A类方法进行评定。
在一台硬度计上，用硬度块进行5组数据测量，得到测量列（表1）。
其示值算数平均值和单次实验标准差按下式计算：考虑到只进行5组试验，因此取安全系数T= 1.23实际测量不确定度：HBW计算结果见表2。
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金属布氏硬度测量结果不确定度的评定
1.被测对象
满足GB/T 231.1—2009金属布氏硬度国家标准要求的金属材料硬度试样 使用THBS-3000DB 型布氏硬度计。
2.引用文献
JJF 1059—1999 测量不确定度评定与表示 JJG 147—1991 标准布氏硬度块检定规程
GB/T 231.1—2009 金属布氏硬度试验 第一部分：试验方法
3.环境条件
硬度计在下列条件下检定并正常工作： 1) 室温10℃～35℃；
2) 环境清洁，无震动；周围无腐蚀性气体； 3) 安装在稳固的基础上，并调至水平。
4.测量基准
采用二等标准硬度块。
根据JJG 2005—1987和JJG 147—1991判断，本文中的硬度范围内标准硬度块的示值误差应为：
△≤±1.5%
5.测量过程
根据GB/T 231.1—2009，在20℃±2℃环境条件下，借助检定合格的THBS-3000DB 型布氏硬度计，加载条件为选用压头直径为D=5mm 的硬质合金球，试验力为7355N （0.102×F/D2=30）,保荷时间为15秒，对两种硬度值水平的硬度试样，各测20个点，各得到一个测量列。
6.评定结果的使用
在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
7.数学模型
0.102HB =
8.标准不确定度分量的评定
8.1不同检测人员重复测量HB 值所引起的相对标准不确定度分量x u
按GB/T 231.1—2009标准规定的方法，硬质合金的直径为5mm ，试验力为7355N （0.102×F/D 2=30）,保荷时间为10～15秒，分别对满足标准的（B 1 B 2）两类试样分四人重复测定五次。
计算公式如下：
布氏硬度总平均值：
HB =
1
20
20
1
i
i HB =∑
每一组测量标准差： S
测量过程稳定，对样本标准偏差进行合并：p s == 测试结果是观测列HB i 中的任一次值，所以该标准不确定度分量为：
x u ，＝S p
8.2硬度试验机所引入的不确定度分量u E
根据JJG 150－2005 其示值最大允许误差和示值重复性符合表3。
示值重复性最大允许差可以看作为重复性限。
采用B 类方法进行评定得到不确定度分量U E 。
x ·3E u rel E ＝
8.3布氏硬度标准块引入的不确定度分量u CRM
在检定硬度试验机时，布氏硬度标准块所引起的标准不确定度分量也会传递到测试结果中，根据国家计量部门给出了所使用标准块的扩展不确定度u rel
所引入的不确定度分量u CRM （HB ）＝布氏硬度值×K
u
rel ；
8.4压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项 ms u
()()3
2m s
x 2d u x 2HBW u x rel rel ⨯
⨯⨯⨯⨯＝＝＝ms u
式中 ： ms —分辨力。
根据GB/T 231.2中压痕测量装置分辨率为直径的0.5％。
8.5用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项 H u 的评定
对标准块随机测量5个数值及，并计算所测硬度值的标准偏差。
按下式计算平均值的标准不确定度分项：
5i i H S
N S u ==
式中： i S — 测量硬度值的标准偏差 N — 测量次数
9.合成标准不确定度的计算
输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算：
2
H
2ms 2CRM 2E 2x c u u u u u u ++++＝
10.扩展不确定度的评定
扩展不确定度U 为合成标准不确定度U c 与所选择的包含因之K 之积，K 的选择是以区间有关的理想置信水平为依据的，通常选区2--3。
K ＝2时，区间的置信概率P 约为95% 扩展不确定度可用如下公式进行计算：
U r ＝K U c （HB ）。