洛氏硬度不确定度

洛氏硬度计示值误差不确定度评定(CMC)

洛氏硬度计示值误差的测量结果不确定度评定1 概述（1）测量依据;JJG 112-2003《金属洛氏硬度计检定规程》。

（2）测量标准：标准洛氏硬度块，均匀性：01～0.4HR,上级证书给出。

（3）被测对象：金属洛氏硬度计。

（4）测量方法：用符合JJG 112-2003《金属洛氏硬度计检定规程》要求的二等标准硬度块（取23.6HRC,44.8HRC,61.9HRC,92.3HRB,81.8HRA 为例）对洛氏硬度计（A\B\C 标尺）进行示值测量，测量时标准硬度块应贴合硬度计试台台面移动，在每一标准硬度块面上测定6点，第一点不计，其余5点均匀分布，所测量的5点硬度的算术平均值和标准块硬度值之差即为硬度计的示值误差。

2 数学模型h h -=δ式中：δ———硬度计示值误差；HR h ———硬度计示值的算术平均值；HR h ———标准块的硬度值；HR3 不确定度传播率 222221212)(u C u C u c+=δ式中：1/1=∂∂=h C δ， 1/2=∂∂=h C δ4 输入量的标准不确定度的评定4.1 输入量h 的标准不确定度)(h u 的评定输入量h 的不确定度主要是硬度计的测量重复性所引起的，虽然硬度计的分辨力也会对重复性测量有影响，根据JJG1.33-2008《计量标准考核规范》中有关技术问题的说明C.1.4中规定：被测仪器的分辨力也会对重复性测量有影响。

在不确定度评定中，当重复性引入的不确定度分量大于被测仪器的分辨力所引入的不确定度分量时。

可以不考虑分辨力所引入的不确定度分量。

所以可以不考虑分辨力的影响，采用A 类方法进行评定。

在一台硬度计上，用一块硬度值为23.6HRC 的洛氏硬度标准块进行连续10次测量，得到一测量列（HR ）：23.0,22.5,22.6,22.4,22.8,23.3,23.2,23.2,23.0。

其市值算术平均值和单次实验标准差按下式计算：h =22.91HR 。

洛氏硬度试验测量不确定度分析1. 测量原理洛氏硬度(标尺为C)测量实际测量的是位移量，将在规定的试验条件下所测得的位移量换算为硬度单位。

首先加载初试验力F 0，将压头（金刚石圆锥压头或钢球压头）压入试件表面，计初始位移h 0；然后加载主试验力F 1，保持一定时间，此时压头位移为h 1，之后卸除主试验力F 1；保持初试验力F 0，测量此刻的压头位移为h 2。

忽略温度和试件表面对测量结果的影响。

2. 测量不确定度分量2.1根据定义，可以用标准偏差表示的不确定度称为标准不确定度。

通过对试样在重复性条件进行多次测量后得出A 类不确定度。

设单次硬度测试用i x 表示。

（1）测量结果：（2）计算平均值：HRC17.441==∑=nxx ni i（3）单次标准偏差：HRC15.01)()(12=--=∑=n x xx S ni ii标准不确定度：HRC047.0)1()(10)()(12=--===∑=n n x x x S x S u ni i i c2. 2仪器的测量精度所引入的B 类不确定度，)1(rel u由仪器的技术说明、检定证书得到仪器的测试分辨率为0.1HR 洛氏单位，按均匀分布考虑评定其标准不确定度)1(rel u)1(rel u =31.0HRC=0.058HRC3. 合成标准不确定度，crel u()()()HRC075.0058.0047.012222=+=+=relc crel u u u4. 扩展不确定度u 取包含因子2=k，结果为HRC15.0075.02=⨯==c ku u5. 测量不确定度报告洛氏硬度)0.15(44.17H RC±=。

其中扩展不确定度0.15HRC =U 是由标准不确定度crel u =0.075乘以包含因子k =2得到。

金属洛氏硬度测量不确定度评定

金属洛氏硬度测量不确定度评定引言任何一个测量结果都不是绝对准确的，都有一个测量不确定度。

如何识别影响测量结果测量不确定度的主要因素，从而注意对这些主要分量加以控制，对提高测量的准确度是有实际意义的，也是我们日常工作要考虑的问题。

硬度的测量也不列外，硬度是金属材料机械性能的一项重要指标。

本文对金属件洛氏硬度（HRC测量不确定度进行分析评定，为检测工作中硬度测量不确定度评定提供参考和借鉴。

1、方法原理及测量过程1.1 方法原理洛氏硬度试验是将金刚石圆锥压头或钢球压头压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量在初试验力下的残余压痕深度。

再根据洛氏硬度公式计算测量结果。

1.2测量环境：温度为（22± 3）C1.3测量仪器：200HRS-150数显洛氏硬度计1.4被测对象：一块直径© 25mm勺金属试样1.5 测量过程：按照标准GB/T230.1-2009 《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》的要求先在46.6HRC的标准硬度块上均匀分布地压出6 个压痕，取后五个数据，并计算平均值，然后再在试样上均匀分布地压出6 个压痕，取后五个数据，并计算平均值。

2、建立数学模型被测金属件洛氏硬度值按以下公式计算：y=x式中，y为被测金属件洛氏硬度值，x为硬度计示值（可直接读取），单位HRC。

3、不确定度来源以检测过程和数学模型分析，该实验的不确定度主要由5 方面引起：（1）试样测量重复性引入的标准不确定度ux（A 类评定）；（2）标准硬度块测量重复性引入的标准不确定度（ A 类评定）；（3）标准硬度块不均匀性引入的标准不确定度uCMN（B 类评定）；（4）硬度计最大允许误差引入的标准不确定度uE（B 类评定）；（5）压痕测量系统分辨率力引入的标准不确定度uMs（B 类评定）。

4、标准不确定度分量评定4.1 试样测量重复性引入的标准不确定度ux对试样进行6 次重复测量，取后5 个数据，结果如下：46.2，46.6 ，46.5，46.5，46.4 （HRC）平均值按下式计算：采用极差法计算平均值的标准偏差为0.17 (HRC (当n=5 时极差系数C=2.33 )0.17(HRC)4.2 标准硬度块测量重复性引入的标准不确定度对46.6HRC标准硬度块进行6次重复测量，取后5个数据，结果如下：46.5，46.5，46.6，46.8，46.8(HRC) 平均值按下式计算：采用极差法计算平均值的标准偏差为0.13( HRC (当n=5 时极差系数C=2.33)4.3 标准硬度块不均匀性引入的标准不确定度uCMN标准硬度块不均匀性最大允许值根据GB/T230.3-2012 规定rrel=1.0%4.4 硬度计最大允许误差引入的标准不确定度uE 硬度计允许示值误差最大值根据GB/T230.2-2012 规定E=±1.5HRC4.5 压痕测量系统分辨率力引入的标准不确定度ums5、合成标准不确定度0.91 (HRC)6、扩展不确定度取包含因子k=2。

洛氏硬度不确定度评定

洛式硬度测量不确定度评定一、测量目的确定金属材料洛氏硬度测量结果不确定的评估和表述。

仅以洛氏硬度C标尺为例，A、B标尺的洛氏硬度测量结果不确定的评估，类推。

二、试验原理及方法硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压入或刻划的能力，是衡量材料软硬程度的一种性能。

是广泛使用的一种力学性能指标，特别是洛氏硬度在结构钢、工具钢中应用最广。

常用的洛氏硬度有C、A、B三种标尺。

试验时，用金刚石锥体或一定直径的淬火钢球作压头，先对压头施加初始试验力F0，使其压入表面一定深度h0，以此作为测量压痕深度的基准。

然后再加上主试验力F1，材料因而产生弹性变形和塑性变形，使压痕深度的增量为h1。

经过规定保持时间后将F1卸除，继续保持初始试验力F0，其中的弹性变形将恢复，压头回升一定高度，使压头位移为h2，按如下公式算出洛氏硬度值：对A、C标尺：HR=100-(h2-h0)/0.002=100-e对B标尺：HR=130-(h2-h0)/0.002=130-e本实验室所采用的是数显洛氏硬度计，测量时硬度计直接给出最终的硬度值。

根据GB/T 230-1991“金属洛氏硬度试验方法”规定，测试前先根据样品，选择合适的压头、试验力、试验力保持时间等测量参数，并根据估计的硬度值，选择相应的标准硬度块，对试验机进行校验。

然后，在样品上均匀地压出有效的6点，第一点不记，取后五点平均值为样品的洛氏硬度值。

三、建立数学模型必须对样品上测得的硬度平均值加以修正，以确定用国家基准机在同一材料上可能得到的硬度平均值。

因此HRC=f(R，∆b，∆w)=R-∆b-∆w其中：R为样品或被检材料五次有效压痕测得硬度的算术平均值；∆b为本实验室所用标准硬度试块的不确定度引起的修正值；∆w为测量温度不一致引起的修正值。

根据上述方程，偏导数∂f/∂R等于1，∂f/∂∆b、∂f/∂∆w均等于-1，其合成标准不确定度u c(HRC)可由下式直接给出：u c2(HRC)=u2(R)+u2(∆b)+u2(∆w)四、测量不确定度的来源及其量化1、样品或材料硬度算术平均值R的标准不确定度分量u(R)包括重复观测的不确定度u1(R)和示值的不确定度u2(R)两个独立分量。

洛氏硬度测量结果不确定度的评定

金属洛氏硬度试验(HRC)测量结果不确定度的评定1 被测对象以洛氏硬度值水平为59.4HRC 、42.4HRC 、26.3HRC评定测量结果的不确定度。

使用HR—25布洛两用硬度计，其测量分辨力为0.5HRC。

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2 引用文献JJF 1059－1999 《测量不确定度评定与表示》JJG 112－2003 《金属洛氏硬度计检定规程》GB/T 230.3－2002 《金属洛氏硬度试验第3部分:标准洛氏硬度块的标定》GB/T 230.1－2004 《金属洛氏硬度试验第1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。

5 测量过程使用HR-25布洛两用硬度计，按GB/T 230.1-2002标准规定的方法，分别对满足标准的三类试样进行5人每人测5次，共取得25个数据。

6 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。

7 数学模型HRC=X8 标准不确定度分量的评定8.1不同检测人员重复测量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五位检测人员，按GB/T 230.1—2002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 值计算公式如下：洛氏硬度总平均值X ： 11ni i X n X ==∑标准偏差p s ： p s =标准不确定度分量是：x u =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8.2硬度计允许误差引起的标准不确定度分项u E ；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 ：59.4 HRC 硬度值水平：不均匀度最大允值 0.8 HRC 0.80.2832.83E u == 42.4 HRC 硬度值水平：不均匀度最大允值 1.2 HRC 1.20.4242.83E u == 26.3 HRC 硬度值水平：不均匀度最大允值 1.5 HRC 1.50.5302.83E u == 8.3标准硬度块的不确定度u CRM根据GB/T 230.3 - 2002二等标准硬度块不均匀度最大允许值为1% 或 0.4 HRC(取两个量值中的较大者)。

实验室洛氏硬度试验不确定度的评定

摘
要：试验的不确定度是对测试结果的定量评定，测试结果的可信性很大程度上取决于不确定度的大小。实验室日常
的测试更是如此，应分析各个过程对不确定度的影响，准确确定试验的不确定度分量，对试验结果的可靠性评定起着至关重
要的作用。关键词：硬度标尺；硬度；不确定度；标准偏差中图分类号：Ｂ３．Ｔ９８２文献标识码：Ａ
个标尺单位，压痕测深装置分辨力所引入的标准不确定度分量为：
般情况下，都是将试样表面多次测量的硬度
测量次数
ｎ
ｌ２３
４
硬度值ＨＢＲ第１组第２组第３组第４组
９．４３９．３４９．３３
９０４．
９．４０９．４０９．４０
９９３．
９．４３９．３３９．４２
９４４．
９．４０９．３８９．３７
９５．１
（）６
复现性引入的不确定度分量为：（ｓ。ｕｘ）＝２３硬度计压痕测深装置分辨力所引入的标准不．
确定度分量（）
５
９．３９
９．４１
９．４６
９．４５
平均值标准偏差ｓ
９．３８
３硬度计压痕测深装置分辨力所引入的标准）
…
每个样本的标准偏差为：
厂 ——
ｓ
厂 —— ————一
√ｌ √ ｌ（＿（— １岫））
（）２

洛氏硬度计检测结果的不确定度评定

洛氏硬度值（HRB）检测结果的不确定度评定一、概述1.依据标准：GB/T230.1-20042．检测用设备：型号为的洛氏硬度计3.环境：一般在（10-35℃）室温进行；对于严格要求的试验，应控制在（23±5℃）之内。

本次试验温度为（20-24℃）。

4.检测对象：试块。

5.试验过程：试验前将试样表面清洗干净，在洛氏硬度计得于受控状态下，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）对试样进行试验，测得硬度值（第一测量点不计）。

本次试验采用HRB标尺，试验力为100kgf,保持时间15s.二、不确定度分量试块洛氏硬度值（HBR）不确定度分量包括：硬度计引起的不确定度分量，标准硬度块标准值引起的不确定度分量，其他影响因素引起的不确定度分量。

三、输入量的标准不确定度评定1.输入量HBR的标准不确定度即不确定度A类评定输入量HBR的标准不确定度的主要来源很多，可以通过连续10次独立测量试样质量，得到观测列对其不确定度进行评定。

采用A类评定方法，选用型号为HR-150A洛氏硬度计分别对试样进行测量，得到的观测列如下：10次测量结果的算术平均值为111观测列平均值的标准不确定度为则测量试样引起的相对标准不确定度为2.不确定度的B类评定2.1硬度计精度引起的不确定度型号为HR-150A硬度计检定合格，其硬度测试，硬度值HRB80<m1≤100时，示值误差为±1.0；因本次称量最大值为91.9，在范围之内，按±1.0g计算，硬度计测量精度视值误差服从均匀分布，其标准不确定度为其相对标准不确定度为2.2标准硬度块示值误差引起的不确定度标准硬度块示值为92.8HRB，示值误差为±0.8；因本次测量值为91.2HRB-91.9HRB，符合标准规定，按±0.8HRB计算，标准硬度块精度示值误差服从均匀分布，其标准不确定度为其相对标准不确定度为三．试块洛氏硬度值HRB的合成不确定度根据不确定度的传播定律。

9 例8 洛氏硬度测量不确定度的评定

洛氏硬度测量不确定度的评定1．概述（1）测量依据：GB/T 230.1－2004；（2）环境温度：室温控制在23±5℃；（3）测量仪器：日本三丰HR-522洛氏硬度计；（4）测量过程：该法属于直接测量，硬度计直接显示试样洛氏硬度值，在GB/T 230.1- 2004规定的环境条件下，先用洛氏硬度标准块检查硬度计的HR30T 标尺示值，如果示值不超过允许误差，无需调节即可测定。

每个试块测定4次，舍弃第一数值，取后三个数据的平均值报告结果。

2．数学模型的建立测量结果按下式计算：()2341X X X X 3=++3．测量不确定度来源的分析试验在标准规定的条件下进行，不考虑温度效应所引起的不确定度分量，洛氏硬度测量结果的不确定度主要来源于下列几方面：1）测量重复性引入的不确定度分量。

该分量包含了硬度计的测量重复性和样品的不均匀性两方面的随机影响。

2）硬度计校准所引入的不确定度分量。

4．各分量的标准不确定度评定 1）测量重复性引入的标准不确定度取1枚试块，用HR30T 标尺各测量10组数据，每组数据测定4次，舍弃第一数值，取后三个数据的平均值，所得10组数据列于表1。

平均值：1142.0630nii X X H R Tn===∑单组测量的实验标准偏差按下式计算：()0.2830s X H R T==单组测量的相对标准偏差按下式计算：().()..s X 028R SD X 000667X4206===（2）硬度计校准引入的标准不确定度GB230.2-2002要求HR30T 的硬度计示值允差应在0.06（100-X ）或2.4 HR30T 两者中取较大值。

则A max 取3.474，假定最大允许误差A max 服从均匀分布，所以标准不确定度m ax ()u A 为：max 3.474() 2.0301.732u A HR T ===maxA相对标准不确定度m ax ()rel u A 为：m ax m ax ().()..rel u A 20u A 0048X4206===5．合成标准不确定度的评定因为测量重复性引入的不确定度分量与硬度计校准引入的不确定度分量是相互独立的，所以合成不确定度可以按下式计算：()42.06 2.030c u X X RH T=⨯=⨯=6．扩展不确定度评定在本检测中，包含因子取2k =，置信水平约为0.95，扩展不确定度U 为：()()2 2.0 4.030c U X ku X H R T==⨯=。

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)。

金属材料洛氏硬度(HRC)测量不确定度评定

金属材料洛氏硬度(HRC)测量不确定度评定第五婷婷陕西省产品质量监督检验研究院陕西西安710048摘要:在物理量测量结果中，通常会出现不确定度，所谓不确定度是指由于存在测量误差，不能准确确定被测量值的程度，也就是说，不确定度代表着测量结果的可信赖程度。

在报告物理量测量结果时，给出不确定度的作用主要表现为便于使用它的人评定可靠性，同时增强测量结果的可比性。

本文从洛氏硬度测量的角度进行阐述，同时对金属材料洛氏硬度不确定度评定方法进行分析，为评定金属材料落实硬度的不确定度提供参考。

关键词:不确定度；标准偏差；硬度测量1概述测量对象：选择材质为45钢的钢板；检测设备：TH300自动数显洛氏硬度计；检测环境：室温为23.5℃，相对湿度为55%；检测过程：按照GB/T 230.1-2009《金属材料洛氏硬度试验试验方法》的相关要求，先用硬度水平为48.2HRC 的标准硬度块检测硬度计，在硬度块上选择5点测定其洛氏硬度值，当硬度计正常运行后，再测定试样的洛氏硬度，测定5点硬度值。

2数学模型和不确定度分项的评定2.1测量标准物质时硬度试验机的不确定度2.1.1在整个试验面上，使用标准硬度块均匀分布地压出5个评定选择A 类方法在评定过程中，按照JJF1059—2012推荐的极差法进行计算，相应的计算公式如下所示：S H =RC 其中：R 为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）。

将R=48.2-47.9=0.3HRC 、C=2.33代入上述公式，计算结果为：S H =0.32.33=0.1288HRC 2.1.3测量标准物质时硬度试验机的不确定度对标准物质进行测量时，硬度实验机的不确定度选择5次测量值的平均值，为u =S H 5√=0.12885√=0.0576。

2.2试样测量重复性的标准不确定度u x2.2.1测量试样的硬度平均值(x)在测量试样的过程中，采用极差法对测量结果的标准偏差进行处理，当n=5时，极差系数C=为2.33，将R=0.40HRC 带入下列公式为S x =R C =0.402.33=0.17172.2.3评定试样测量重复性标准不确定度对单次测量标准的不确定度进行评定：u x =S x =0.17172.3评定标准硬度块的标准不确定度u CRM根据GB/T 230.3-2012规定，将r rel 定为1.0%、H CM R =48.2HRC带入下列公式：u CRM =r rel·H CMR2.83整理u CRM =0.1703。

8,洛氏硬度测量不确定度评定

洛氏硬度测量不确定度评定概述⑴测量依据：GB/T 230.1-2004；⑵环境温度：室温控制在23±5℃；⑶测量仪器：日本三丰HR-522 型洛氏硬度计；⑷测量过程：在规定的环境条件下，先用洛氏硬度标准块检查HR30T 标尺的示值，如果示值误差不超过允许误差，无需调节，即可测定：洛氏硬度计直接显示试样的洛氏硬度值。

每个试块测量4 次，舍弃第一个数值，取后三个数据的平均值作为测量结果。

数学模型)(31432x x x x ++=其中：i x x洛氏硬度测量结果第i 次的测量数据(i=2～4)测量不确定度来源分析测量在规定的条件下进行，不考虑温度等环境的影响，则洛氏硬度测量结果的不确定度的来源主要有两个方面：⑴测量重复性引入的不确定度分量；⑵硬度计校准引入的不确定度分量；各分量的标准不确定度评定⑴测量重复性引入的不确定度分量任取一枚试块，用HR30T标尺测量十组数据，每组四个数据。

舍去每组第一个，计算其余三个数据的平均值，计算结果列表如下：组号12345678910 x42.242.442.242.042.041.441.842.242.242.2求平均值：求单组测量实验标准偏差：HR30T 06.4211==∑=ni i x n x HR30T28.01)()(12=--=∑=n x x x s n i i各分量的标准不确定度评定⑵硬度计校准引入的不确定度分量按照GB/T 230.2-2002 的规定，洛氏硬度计的示值重复性允差应取2.4 及0.06(100-x ) 间较大者，所以本例应取3.476 。

按照均匀分布计算，标准不确定度应为：HR30T 0.23746.32==u标准不确定度的合成两个分量互不相关，采用方和根公式计算：HR30T02.2228.022*******=+=+=+=u s u u u c扩展不确定度评定按照规定一般取k =2，置信概率约为95 % ,扩展不确定度U 为：HR30T1.404.402.222≅=⨯=⨯==cc u ku U测量结果的报告实测的结果在41.4～42.4 之间，均可以使用以上评定的不确定度数值。

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。

(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。

金属材料洛氏硬度试验测量不确定度评定

金属材料洛氏硬度试验测量不确定度评定本次不确定度评定内容：在18℃~28℃的环境条件下，通过对标准硬度块进行10次测量，依据《测量不确定度评定与表示》JJF 1059.1-2012进行试验分析，得到金属材料洛氏硬度C标尺的测量不确定度。

适用范围：本次不确定度评定结果适用于依据《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》GB/T 230.1-2018标准进行试验所得结果。

1、取样与制样本次试验样品为洛氏硬度标准块，硬度值为26.3HRC±1.5HRC，试样表面平坦光滑，无氧化皮及外来污物，无油脂。

2、仪器设备洛氏硬度计HR-150A、标准硬度块26.3HRC±1.5HRC3、试验步骤试验按照《金属材料洛氏硬度试验第1部分：试验方法》GB/T 230.1-2018中的操作步骤进行。

试样放置在刚性支撑物上，使压头轴线和加载方向与试样表面垂直，同时应避免试样产生位移。

使压头与试样表面接触，无冲击、振动、摆动和过载地施加初试验力F0，初试验力的加载时间不超过2s，保持时间为s。

无冲击、振动、摆动和过载地施加主试验力F1，使试验力从初试验力F0增加至总试验力F。

洛氏硬度主试验力的加载时间为1s~8s。

总试验力F的保持时间为s，卸除主试验力F1，初试验力F0保持s后，进行最终读数。

两相邻压痕中心之间的距离至少应为压痕直径的3倍，任一压痕中心距试样边缘的距离至少应为压痕直径的2.5倍。

4、环境条件试验室控制温度：23±5℃。

一、建立数学模型洛氏硬度计可以直接从表盘中读出洛氏硬度值，无需计算，即二、对观测列进行测量不确定度评定（A类评定）对1个洛氏硬度标准块进行10次独立检测，所得数据如下表。

本次试验的测量不确定评定的试验次数为10次，因此应用贝塞尔公式法计算10组数据的A类标准不确定度。

由表中数据可以计算得出：（1）平均值平均值计算公式：洛氏硬度值平均值：27.1HRC （n=10）（2）残差计算公式：式中：—残差；—单次测量值；—平均值。

金属洛氏硬度不确定度评定

五、分析评定标准不确定度本试验室严格控制试验环境温度在 23±5℃，试验室环境满足 GB/T230.1-2009《金属材料洛氏硬度
试验第 1 部分：试验方法》和洛氏硬度计使用说明书的要求。本次不确定度的评定是采用考虑硬度计最大允许误差的方法进行评定的，所以由于环境所引起的不确定度很小，可以忽略不计。
八、计算扩展不确定度 U
按国际惯例，当给定测量结果的置信概率不低于 95%时，扩展因子统一取 K=2，则扩展不确定度
U k U c 2U c ，其结果见表 9 。
硬度标尺
表9 扩展不确定度
HRA
U k U c 2U c 2 0.988 1.98
HRB
U k U c 2U c 2 1.325 2.65
u
2 E

u2 CRM
u2 H

u
2 x

u
2 ms
0.87 2 0.452 0.02 2 0.082 2 0.032 0.985HRA
Ua
u
2 E

u2 CRM
u2 H

u
2 x

u
2 ms
1.152 0.662 0.012 0.022 0.032 1.325HRB
ux = sx
2）. 测量标准物质时硬度试验机的标准不确定度U 的计算 H
U S H （评定 5 次平均值的标准不确定度，即 n=5）,其结果见表 2:
H
n
表2
HRA
HRB
HRC
U
0.02
0.01
0.025
H
3）.标准硬度块的标准不确定度 u CRM 的计算根据标准硬度块证书给出的不确定度值见表 3:证书还应有 K=? 表3

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)。

洛氏硬度测量不确定度报告

(s)

而在试样表面多次测量硬度值，将硬度5次平均值作为材料的平均值而报告出结果，其重复性引入的不确定度分量为：
u (X 1 ) R
SP K

2.0623 5
0.9223(HRR)
自由度 VSP = m(n-1) = 16 2、硬度计复现性所引入的标准不确定度分量u(X2)R 在洛氏硬度计工作期间的各个时期对同一标准块或试样都测定一组数据并求出各组数据的平均值，根据这些平均值求出其标准偏差来计算复现性引起的不确定度分量。如果各时期各组检测结果的平均值为M1，M2，„Mn，则总平均值：
四、标准不确定度分量的评定
1、输入量HRR的标准不确定度即不确定度的A类评定试验重复性所引入的标准不确定度分量u(Xi)R这可通过连续测量得到观测列，而采用A类方法进行评定。任选m名检测人员，在同一台计量合格的硬度计上对满足标准的式样进行测试。每一检测人员在重复条件下连续测量多次(至少5次)，得到m组观测列。每组观测列分别按公式计算试验标准偏差后求出高可靠性的合并样本标准差，经判断后求得试验重复性所引入的不确定度分量。对于本实例，操作人员4名，按照要求在式样上重复进行5次试验测试其洛氏硬度值。样本标准偏差计算公式：
硬度值 HRR
测量次数n 1 2 3 4 5 ave. 标准差总平均值合并样本标准差最大标准偏差
A 82.6 82.6 78.4 82.4 81.1 81.42 1.8006
B 83.5 82.3 77.6 81.5 81.5 81.28 2.2140 81.385 2.0623 2.3975
⑥
⑤
④
①
②
③
二、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 = x 式中： x表示被测样块硬度读出值；y表示被测样块硬度测定值。

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。

洛氏硬度计的测量不确定度评定

文件制修订记录1. 目的本文件用于洛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洛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 112-2013《金属洛氏硬度计》4. 测量方法（依据JJG 112-2013《金属洛氏硬度计》）洛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 5.1数学模型b m H H h -=∆式中：h ∆ 硬度计的示值误差； m H —硬度计示值的算术平均值； b H —硬度块的标准值； 5.2不确定度传播率u C u C u h c 222221212)(+=∆ 灵敏系数 11=C ；12-=C 6. 计算标准不确定度分量6.1 输入量m H 的标准不确定度)(m H u输入量m H 的不确定度主要是硬度计的测量重复性所引起的,来源于硬度计机构和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硬度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，所以硬度计示值重复性已包含了硬度块均匀度对其示值的影响，采用A 类方法进行评定。

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：5)(s H u m =b H )(b H u输入量b H 的标准不确定度来源主要有以下两部分构成:定度硬度块的标准洛氏硬度计引起的标准不确定度分项()1b H u 和标准洛氏硬度块稳定度引起的的标准不确定度分项()2b H u 。

6.2.1定度硬度块的标准洛氏硬度计引起的标准不确定度分项()1b H u 的评定。