金屬韋氏硬度計(jì)示值誤差測(cè)量結(jié)果不確定度評(píng)定

鄒洪浪，尤惠珠

(佛山市順德區(qū)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢測(cè)所，廣東佛山528000)

0 引言

金屬韋氏硬度計(jì)是便于攜帶、可快速檢測(cè)鋁合金類材料硬度的儀器。它不必取樣，對(duì)操作技能要求不高，非常適用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行快速硬度檢測(cè)。其利用一定形狀的淬火壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，用壓入深度表示材料硬度。

1 測(cè)量方法

按照J(rèn)JG944 －1999 《金屬韋氏硬度計(jì)檢定規(guī)程》，韋氏硬度計(jì)的檢定采用直接檢定法，即用被檢韋氏硬度計(jì)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)韋氏硬度塊，得出示值，其示值誤差應(yīng)符合±1 HW 的要求。

2 數(shù)學(xué)模型

2.1 數(shù)學(xué)模型

式中:δ 為被檢韋氏硬度計(jì)示值誤差;HW 為韋氏硬度計(jì)測(cè)量平均值;HWs為硬度塊標(biāo)準(zhǔn)值。

2.2 方差和傳播系數(shù)

式中:c1= ?δ/?HW = 1 ;c2= ?δ/?HWs= －1 ;u1，u2分別為HW，HWs的不確定度。

3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定

3.1 被檢韋氏硬度計(jì)引入的不確定度分量u1

3.1.1 韋氏硬度計(jì)示值重復(fù)性引入的不確定度分量u11

將韋氏硬度計(jì)用標(biāo)準(zhǔn)韋氏硬度塊重復(fù)進(jìn)行10 次測(cè)量，重復(fù)性測(cè)量所得結(jié)果如下:

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

用貝塞爾公式計(jì)算單次測(cè)量試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差s 為

在不確定度評(píng)定中，實(shí)際測(cè)量了10 次，因此由測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u11為

自由度ν11= 9

3.1.2 由韋氏硬度計(jì)分辨力引入的不確定度分量u12

韋氏硬度計(jì)的分辨力為1，量化誤差是一個(gè)寬度為1 的矩形分布，區(qū)間的半寬為0.5，屬于均勻分布，則由被檢回彈儀示值分辨力引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u12為

估計(jì)其相對(duì)不確定度為10%，得ν12= 50。以上兩項(xiàng)分量互不相關(guān)，合成得

有效自由度νeff1為

3.2 標(biāo)準(zhǔn)韋氏硬度塊引入的不確定度分量u2

標(biāo)準(zhǔn)韋氏硬度塊的不確定度由上級(jí)給出，其不確定度為0.1 HW，k=2;估計(jì)其可靠度為100%，其自由度為νeff2= ∞。因此，標(biāo)準(zhǔn)韋氏硬度塊引入的不確定分量為

4 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

引入不確定度分量u1和u2的因素互不相關(guān)，因此合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc(δ)和有效自由度νeff為

5 擴(kuò)展不確定度評(píng)定

取置信概率p=95%，由p 及從t 分布表中查得包含因子

擴(kuò)展不確定度為

6 結(jié)束語

韋氏硬度計(jì)是檢測(cè)鋁合金材料的常用儀器。本文從示值重復(fù)性、分辨力、標(biāo)準(zhǔn)韋氏硬度塊等方面對(duì)引入的不確定分量進(jìn)行詳細(xì)分析，供廣大計(jì)量人員參考。

［1］國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. JJG 944 －1999 金屬韋氏硬度計(jì)檢定規(guī)程［S］. 北京:中國計(jì)量出版社，1999.

［2］國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局. JJF 1059 －1999 測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示［S］. 北京:中國計(jì)量出版社，1999.