洛氏硬度测量不确定度评定作业指导书

国家中低压空压机及钻凿机械质量监督检验中心

作业指导书

洛氏硬度不确定度评定实施细则

文件编号: NTCD-XZ-14-2017

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生效日期: 2017年05月30日

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为更好地执行我中心制定的质量手册，按有关标准准确、无误地对金属材料进行洛氏硬度测量结果不确定度评定，特制定定本细则，

洛氏硬度测量结果不确定度评定实施细则

1 引用文献

JJF 1059-1999 《测量不确定度评定与表示》 JJG 112-1991 《金属洛氏硬度计检定规程》

GB/T230.1-2009《金属材料 洛氏硬度试验 第1部分：试验方法 A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、K 、N 、T 标尺》

2 目的

本指导书旨在指导本实验室检验人员能够正确的进行洛氏硬度测量结果不确定度评定。

3 适用范围

以洛氏硬度值水平为20HRC ～70 HRC 评定测量结果的不确定度。 使用TH 320洛氏硬度计，其测量分辨力为0.1HRC 。

洛氏硬度计的检定按照JJG 112－2003进行。 JJG 112－2003规定硬度计的示值重复性见表1。

表1 硬度计的示值重复性

硬度范围 示 值 重 复 性 20 HRC ～70 HRC

()

H -≤10002.0 或 0.4 HRC

4 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℃；

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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。

5 测量基准

采用二等标准硬度块。

6 试验

使用TH 320洛氏硬度计，按GB/T 230.1-2008标准规定的方法，对28.4HRC 的标准硬度块进行测试，取得5个数据。

7 评定结果的使用

在室温条件下C 标尺测量可使用本不确定度的评定结果。其他标尺可参照该方法。

8 数学模型

HRC=X

9 标准不确定度分量的评定

9.1 重复测量HRC 值所引起的相对标准不确定度分量u x

本评定在此岗位操作的检测人员，按GB/T 230.1—2008标准规定的方法，分别对满足标准的（B 1 B 2 B 3）三类试样进行重复测定五次，结果见表2：

表2 不同检测人员连续测量五次所得结果HRC 值

试验名称 1 2 3 4 5 B 1试样HRC 值（高） 63.2 63.4 63.2 63.6 63.6 B 2试样HRC 值（中） 46.2 46.6 46.4 46.1 46.7 B3试样HRC 值（低） 28.8

28.1

28.5

28.2

28.5

计算公式如下：

洛氏硬度总平均值X ： 1

1n

i

i X n X ==∑

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标准偏差p s ： 211

1

()(1)m n

p i i i s x x m n ===--∑∑ 标准不确定度分量是：u x =p s 以上公式中：ｎ为测试次数。 通过上述公式计算结果统计如表3：

表3统计计算结果

9.2 源的不确定度u E （HRC 的误差限）

硬度计示值不均匀度最大允值可以看作仪器的重复性极限，根据JJG 112－2003 洛氏硬度计的示值重复性()

H -≤10002.0 或 0.4 HRC ：

63.4 HRC 硬度值水平：不均匀度最大允值 0.8 HRC 0.8

0.2832.83E u =

= 46.4 HRC 硬度值水平：不均匀度最大允值 1.1 HRC 1.2

0.4242.83E u =

= 28.3 HRC 硬度值水平：不均匀度最大允值 1.5 HRC 1.5

0.5302.83

E u =

= 9.3 标准硬度块的不确定度u CRM

标准块证书给出u=0.3 K=2

u CRM =

K U =2

3.0=0.15 9.4 标准硬度块的标准偏差H U

9.4.1试验所用的标准硬度块（CRM ）的平均值和标准偏差

1

n

CRM

i CRM X

X n

==

∑

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统计结果 B 1 B 2 B 3 总平均值 63.4 46.4 28.5 标准不确定度分量 u x

0.286

0.302

0.323

()

2

1

1

n

CRM

i

i H

X

X n S

=-=

-∑

标准块值：63.0HRC

测量值： 63.0 62.6 63.6 63.1 63.1 标准块值：46.0HRC

测量值： 46.1 45.6 45.6 45.6 46.0 标准块值：28.3HRC

测量值： 27.9 25.4 25.4 25.8 27.9

表4 统计计算结果

统计结果

B 1 B 2 B 3 测量块的标准硬度块的平均值X CRM

62.98 44.68 24.78 标准偏差S H

0.127

0.062

0.067

9.4.2测定标准硬度块时硬度计的不确定度u H

u H =

n

S H

⨯t

其中：n=5 t=1.15(T 形分布) 通过上公式计算结果如下：

统计结果

B 1 B 2 B 3 测定标准硬度块时硬度计的不确定度u H

0.065

0.032

0.034

9.5 测量系统分辨力相应的标准不确定度u ms

ms=0.5

u ms =

32m s

=

0.5

23

=0.1443

9.6 数字修约引入的不确定度分量

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