金属韦氏硬度计示值误差测量结果不确定度评定

邹洪浪，尤惠珠

(佛山市顺德区质量技术监督检测所，广东佛山528000)

0 引言

金属韦氏硬度计是便于携带、可快速检测铝合金类材料硬度的仪器。它不必取样，对操作技能要求不高，非常适用于生产现场进行快速硬度检测。其利用一定形状的淬火压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压入深度表示材料硬度。

1 测量方法

按照JJG944 －1999 《金属韦氏硬度计检定规程》，韦氏硬度计的检定采用直接检定法，即用被检韦氏硬度计测试标准韦氏硬度块，得出示值，其示值误差应符合±1 HW 的要求。

2 数学模型

2.1 数学模型

式中:δ 为被检韦氏硬度计示值误差;HW 为韦氏硬度计测量平均值;HWs为硬度块标准值。

2.2 方差和传播系数

式中:c1= ∂δ/∂HW = 1 ;c2= ∂δ/∂HWs= －1 ;u1，u2分别为HW，HWs的不确定度。

3 标准不确定度分量的评定

3.1 被检韦氏硬度计引入的不确定度分量u1

3.1.1 韦氏硬度计示值重复性引入的不确定度分量u11

将韦氏硬度计用标准韦氏硬度块重复进行10 次测量，重复性测量所得结果如下:

15.8 ，15.7，15.7，15.9，15.8，15.8，15.7，15.8，15.9，15.9 HW。

用贝塞尔公式计算单次测量试验标准差s 为

在不确定度评定中，实际测量了10 次，因此由测量重复性引入的标准不确定度分量u11为

自由度ν11= 9

3.1.2 由韦氏硬度计分辨力引入的不确定度分量u12

韦氏硬度计的分辨力为1，量化误差是一个宽度为1 的矩形分布，区间的半宽为0.5，属于均匀分布，则由被检回弹仪示值分辨力引入的标准不确定度分量u12为

估计其相对不确定度为10%，得ν12= 50。以上两项分量互不相关，合成得

有效自由度νeff1为

3.2 标准韦氏硬度块引入的不确定度分量u2

标准韦氏硬度块的不确定度由上级给出，其不确定度为0.1 HW，k=2;估计其可靠度为100%，其自由度为νeff2= ∞。因此，标准韦氏硬度块引入的不确定分量为

4 合成标准不确定度评定

引入不确定度分量u1和u2的因素互不相关，因此合成标准不确定度uc(δ)和有效自由度νeff为

5 扩展不确定度评定

取置信概率p=95%，由p 及从t 分布表中查得包含因子

扩展不确定度为

6 结束语

韦氏硬度计是检测铝合金材料的常用仪器。本文从示值重复性、分辨力、标准韦氏硬度块等方面对引入的不确定分量进行详细分析，供广大计量人员参考。

［1］国家质量监督检验检疫总局. JJG 944 －1999 金属韦氏硬度计检定规程［S］. 北京:中国计量出版社，1999.

［2］国家质量技术监督局. JJF 1059 －1999 测量不确定度的评定与表示［S］. 北京:中国计量出版社，1999.