韦氏硬度计示值测量结果不确定度评定

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1、韦氏硬度计示值测量结果不确定度评定摘要：JJG944-2013韦氏硬度计检定规程，对韦氏硬度计示值测量结果进行了不确定度评定，通过阐述测量过程中产生的各分量对测量结果的影响，得到了测量结果的扩展不确定度。关键词：硬度均匀度测量结果不确定度0、引言韦氏硬度计在机械制造业中是常用量具之一，适用于测试铝合金型材、管材和板材，特别适于在生产现场、销售现场或施工现场对产品硬度进行快速、非破坏性的合格检查。1、测量方法用直接测量方式，测出测量示值与标准值之差即为示值误差2、数学模型和灵敏系数2.1数学模型：式中一-被校硬度计示值误差;-…被校硬度计平均示值；—…标准硬度块的硬度值。2.2方差和传

2、播系数2.2.1方差由(1)式得：式中，；；一、的不确定度2.2.2传播系数：===1二——-J3、输入量的标准不确定度的评定3.1输入量的标准不确定度的评定输入量的不确定度主要是硬度计的测量重复性引起的，虽然硬度计的分辨力也会对重复性测量产生影响，根据JJG1033-2008《计量标准考核规范》中有关技术问题的说明C.1.4规：被测仪器的分辨力也会对重复性有影响，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量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。采用A类方法进行评定。在一台韦氏氏硬度计上，用一块16.1HW的标准韦氏硬度块进行连续10测量，得

3、到一测量列为16.3、16.4、16.3、16.5、16.3、16.6、16.4、16.7、16.5、16.5(HW),其示值算术平均值和单次实验标准差按下式计算：=16.5HW=0.14HW在实际测量中，在重复性条件下重复测量5次，以5次测量的算术平均值作为测量结果，可得输入量的标准不确定度为：二0.0626^0.06HW分别用同样的方法用标准韦氏硬度块：13.8HW在该韦氏硬度计上进行连续10次的测量，每组测量列分别按上述方法计量各自的输入量和标准不确定度，如下：13.8HW标准块：=0.06HW；16.1HW标准块：=0.06HW；3.2输入量的标准不确定度（）的评定输入量的标

4、准不确定度来源主要有以下三部分组成a）定度硬度块的洛氏硬度块检定装置引起的两标准不确定度分项；b）标准硬度块稳定性的标准不确定度分量；c）标准硬度块均匀度的标准不确定度分量；3.2.1定度硬度块的洛氏硬度块检定装置引起的标准不确定度分项的评定标准韦氏硬度块是在洛氏硬度块检定装置上标定的，洛氏硬度块检定装置的不确定度由证书检定给出,扩展不确定度不大于0.3HR,包含因子k=3,采用B类方法进行评定。0对于在本例中各标准韦氏硬度块：13.8HW标准块：=0.10HW；16.1HW标准块：=0.10HW；3.2.2标准韦氏硬度块稳定度引起的标准不确定度分项的评定根据实际经验及有关文献，标准

5、韦氏硬度块在使用周期内的稳定度对HW标尺不大于0.5HW,服从均匀分布，根据经验，其稳定度一般为0.4HW,采用B类方法进行评定。HW〜0.23HW13.8HW标准块：二0.23HW；16.1HW标准块：=0.23HW；3.2.3标准韦氏硬度块均匀度引起的标准不确定度分项的评定根据实际经验及有关文献，标准韦氏硬度块在使用周期内的均匀度变化不大于0.5HW,服从均匀分布,根据检定证书可知各标准块的均匀度，取包含因子为：；采用B类方法进行评定，贝U：13.8HW标准块：=0.17HW；16.1HW标准块：=0.06HW；3.2.4输入量的标准不确定度的计算输入量的表不确定度为13.8HW

6、标准块：==0.30HW；16.1HW标准块：==0.26HW；4、合成标准不确定度的评定4.1输入量标准不确定度汇总表如下：标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度（HW）13.8HW16.1HW-硬度计的测量重复性0.060.06-洛氏硬度块检定装置0.100.10-韦氏硬度块稳定度0.230.23-韦氏硬度块均匀度0.170.06-I

7、?u()(HL)—13.8HW16.1HW-0.060.06-0.300.26-合成标准不确定度的计算4.2输入量和彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式得13.8HW标准块：=0.30HW16.1HW标准块：=0.27HW5、扩展不确定度

8、的评定取k=2,则扩展不确定度U为：U=kX13.8HW标准块：U=2X0.30=0.6HW16.1HW标准块：U=2X0.27~0.6HW6、使用韦氏硬度块测量韦氏硬度计的测量不确定度评估根据JJG944-2013《韦氏硬度计检定规程》，利用标准标准硬度块检定或校准韦氏硬度计，其不确定度评定均可以参照以上的方法进行。因为虽然随着不同韦氏硬度计的分辨率不同，但由分辨率引起的标准不确定度远小于测量重复性引起的标准不确定度，可以说，由分辨率引起的标准不确定度包