40Cr布氏硬度计测量结果的不确定度评定

李凤娜

1 被测对象：

FOUNDRAX BRIN 200D-TL 全自动布氏硬度机：示值误差△≤±3.0%以HBW水平为187的40Cr布氏硬度试样为例评定测量结果的不确定度。

2 引用文献

JJF 1059.1-2012 《测量不确定度评定与表示》

GB/T 231.1-2009 《金属布氏硬度试验 第1部分：试验方法》

GB/T 231.2-2002 《金属布氏硬度试验 第2部分：硬度计的检验与校准》

GB/T 231.3-2002 《金属布氏硬度试验 第3部分：标准硬度块的标定》

3 环境条件：

硬度计在下列条件下检定并正常工作

①温 10℃～35℃，本评定温度为25±2℃，湿度为60%RH ；

②环境清洁，无震动；

③周围无腐蚀性气体；

④安装在稳固的基础上，并调至水平。

4 测量基准：

满足GB/T 231.3-2002标准要求的标准布氏硬度块，硬度塊示值198HBW。

5 测量过程：

采用满足GB/T 231.1-2009 金属布氏硬度试验国家标准要求的40Cr试样块作为硬度试样，用其进行试验，按中心、半径的二分之一处取两点，以三点平均值为一个数据，得到一个测量列。以硬度水平为198的标准硬度块作为标准试样。

6 评定结果的使用：

在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。

7 数学模型

HBW=X+△

式中

X：为硬度计的测量结果

△：修正值

8 输入量的标准不确定度评定

8.1 对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确定度 的评定

由于硬度计示值是硬度计在试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，所以硬度计的测量重复性包含了硬度块均匀度对其示值的影响。采用三点平均值为一个数据，采用A类方法进行评定。

在一台硬度计上，用硬度块进行5组数据测量，得到测量列（表1）。其示值算数平均值和单次实验标准差按下式计算：

考虑到只进行5组试验，因此取安全系数 T= 1.23

实际测量不确定度： HBW

计算结果见表2。

8.2 输入量引入的不确定度有以下三个分项

1.标准布氏硬度块引起的不确定度分项u1 ；

2.布氏硬度计测量误差引起的不确定度分项u2；

3.试验结果数值修约引起的标准不确定度分项u3

8.2.1标准布氏硬度块引起的不确定度分项u1 的评定

标准布氏硬度块引起的不确定度分项u1 采用B类方法进行评定。

根据GB/T 231.3-2002标准，布氏标准硬度块不均匀度的最大值为±2.0%， HBW198硬度水平，半宽 按均匀分布k=3，

8.2.2硬度计引起的不确定度分项u2的评定

根据GB/T 231.2-2002标准，硬度计的示值误差在硬度值水平198时为±2.5%，半宽 采用B类方法进行评定。

8.2.3硬度计的分辨力引起的标准不确定度分项u3的评定

硬度计的分辨力为0.1 HBW，因此，引入的不确定度

9 合成标准不确定度的评定

9.1标准不确定度汇总表5

9.2合成标准不确定度的计算

输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算：

HBW187硬度水平：

10 扩展不确定度的评定

扩展不确定度 U为：

11.不确定度报告

本次对40Cr钢采用布氏硬度计进行测量，其测量结果如下

测量结果不确定度：