晶粒度的不确定度2015

金相显微镜检测金属平均晶粒度

测量不确定度的评定

一.概述

(1).测量方法

GB/T6394-2002(金属平均晶粒度测定方法)

(2)评定依据

JJF1059-1999(测量不确定评定与表示)

KHJJ/CX24—2013 测量不确定度评定程序

(3)环境条件

对于本评定,试验温度为23℃,相对湿度32%.

(4)测量设备

在本例中对低合金高强度结构钢Q345E的金属平均晶粒度测量,采用经国家计量部门检定的MDS金相显微镜进行.

(5)被测对象

检测的金属平均晶粒度的试样尺寸为17×17×17,满足试验试样要求.

(6)测量过程

按照GB/T6394-2002标准规定的试验方法,采用国家计量部门检定合格,并满足GB/T571-2004标准要求的金相显微镜,对被测对象检测金属平均晶粒度,得到试样的平均晶粒度.

二.建立数学模型

利用金相显微镜进行金属平均晶粒度试验,数学模型可写为:

y=f ()x

式中 x —被测试样金属平均晶粒度的读出值.

y —被测试样金属平均晶粒度的检测结果.

三.不确定度来源分析

对于金属平均晶粒度，测量结果不确定度的主要来源是：测定时的重复性所引入的测量不确定度分量)(1x u rel ;由测量设备金相显微镜放大分辨率的准确度所引入的不确定度分量)(2x u rel ;由金相显微镜测定系统分辨力所引入的不确定度分量)(3x u rel ;标准试验方法最大允许误差所引入的不确定度分量)(4x u rel 四.不确定度分量的评定

(1)试验结果重复性所引入的不确定度分量)(1x u rel

使用Q345E 材质,试样尺寸:17mm ×17mm ×17mm 的10个试样,得到测量列，测量得到的结果见表1.采用A 类评定方法评定。实验标准偏差按贝塞尔公式计算：

1

)(1

2

--=

∑=-

n X X

Si n

i i

(1)

式中:

∑==n

i i x n x 1

1 表1.重复性试验测量结果

标准不确定度： 10

42.0)(1==n s x u =0.13……………… .(2)

相对标准不确定度： 55

.813

.0)()(11=

=

x

x u x u rel =0.015………… (3) （2）由金相显微镜放大倍率的不准确性所引入的不确定度分量

)(2x u rel

由检定证书可知金相显微镜的示值误差最大为5um ,属于均匀分布,所引入的不确定度分量)(2x u rel 为 89.23

5)(2==

x u rel (4)

(3)由金相显微镜测定系统的分辨力所引入的不确定度过分量

)(3x u rel

金相显微镜测定系统的分辨力为0.01um ,属于均匀分布,其所引入的测量不确定度分量)(3x u rel 为:

0029.03

2/01.0)(3==

x u rel (5)

(4)由标准试验方法最大允许误差所引入的不确定度分量

)(4x u rel

由标准试验方法中可知评估晶粒度时存在的偏差为±0.5级.属于均匀分布, 其所引入的测量不确定度分量)(4x u rel 为:

29.03

5.0)(4==

x u rel (6)

五.合成标准不确定度

因金相试验重复性引入的不确定度分量、试验机误差引入的不确定度分量、金相显微镜测定系统分辨力引入的不确定度分量和标准试验方法最大允许误差引入的不确定度分量,彼此独立不相关,可按照分量方和根的公式进行合成,即:

)()()()()()(42

3222121

2x u x u x u x u x u

y u rel rel rel rel n

i i rel c +++==

∑= (7)

对于所评定的Q345E 低合金高强度结构钢材

质,)(1x u rel ,)(2x u rel ,)(3x u rel )(4x u rel 间彼此不相关,应用公式(7)有:

)

()()()()()(42

3222121

2x u x u x u x u x u

y u rel rel rel rel n

i i rel

c +++==

∑=

=222229.00029.089.2015.0+++

=2.9

六．扩展不确定度的评定

取包含概率p =95%,按k =2

)(y u k U C ⨯= ………………………(10) U =2×2.9=5.8 七．结果表示

测量不确定度报告为：

G=9， U =5.8=6， k=2