工模具钢硬度测量结果不确定度评定*

朱儒燕

(江苏天工国际有限公司，江苏 丹阳 212312)

工模具钢硬度测量结果不确定度评定*

朱儒燕

(江苏天工国际有限公司，江苏 丹阳 212312)

对金属洛氏硬度测量中合成不确定度和扩展不确定度的分析和计算，以及在洛氏硬度测量中的实践应用进行了阐述。

金属洛氏硬度； 不确定度：评定方法

引 言

测量不确定度是测量质量的一个极其重要的指标，其广泛应用于计量、标准、认可认证和质量监督等部门。可见，对测量不确定度的研究、宣贯和实施具有极为重要的意义。

1 试验过程

以金属洛氏硬度测量试验为例，对洛氏硬度计示值误差测量结果的不确定度评定方法进行说明：

(1) 测量方法：依据GB/T 230.1-2004《金属洛氏硬度试验 第1部分：试验方法》 ；

(2) 环境条件：试验一般在室温10～35 ℃进行；对精度要求较高的试验，室温应控制在(25±5)℃。本试验在23 ℃条件下进行；

(3) 测量仪器：金属洛氏硬度计(以下简称硬度计)；

(4) 被测对象：工模具钢试样；

(5) 测量过程：根据GB/T 230.1-2004标准，在规定环境条件下进行检测。

2 数学模型的建立

数学模型：

y=x

式中x为被测硬度块硬度读出值；y为被测硬度块硬度测量值。

3 测量不确定度来源的分析

假设测量是在恒温的条件下进行，即不考虑温度效应所引起的不确定度分量，硬度计测量结果不确定度主要来源于以下几个方面：

(1) 测量重复性引入的标准不确定度(包括样品均匀性及测量人员的差异)；

(2) 硬度计不确定度所引入的标准不确定度；

(3) 硬度块不确定度所引入的标准不确定度。

4 不确定度分量的评定

4.1 标准不确定度分量的评定

4.1.1 测量重复性引入的标准不确定度

通过连续测量得到测量值，采用A类方法进行评定。

在硬度计上，对试样进行连续测量10次，得到测量列，如表1所示。

表1 连续测量10次所得的硬度结果/HRC

4.1.2 硬度计不确定度所引入的标准不确定度

4.1.3 标准硬度块不确定度所引入的标准不确定度

根据标准硬度块证书可得：

由于硬度计引入的不确定度与硬度块引入的不确定度两者是独立的，两者可以按下式合成：

4.2 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、硬度计引入的不确定度分量与硬度块引入的不确定度分量是相互独立的，所以合成不确定度uc(HR) 按下式计算

4.3 扩展不确定度的评定

扩展不确定度U为合成不确定度uc(HR) 与包含因子k的乘积。

取k=2, 则U=kuc(HR)=2uc(HR)=1.776 8HRC

4.4 测量不确定度的报告与表示

测量结果的扩展不确定度为：

其含义是：可以期望在(62.0±1.8)HRC的区间包含了测量结果可能值的95%。

5 结束语

该评定方法对金属洛氏硬度的测量不确定度评定有一定的参考价值。

[1] GB/T 230.1-2004金属洛氏硬度试验 第1部分：试验方法[S].

[2] JJG 112-2003金属洛氏硬度计[S].

[3] JJG 113-2003标准金属洛氏硬度块[S].

[4] JJG 1059-1999测量不确定度评定与表示[S].

2015-06-29

TG115.5