40Cr布氏硬度計測量結果的不確定度評定

李鳳娜

1 被測對象：

FOUNDRAX BRIN 200D-TL 全自動布氏硬度機：示值誤差△≤±3.0%以HBW水平為187的40Cr布氏硬度試樣為例評定測量結果的不確定度。

2 引用文獻

JJF 1059.1-2012 《測量不確定度評定與表示》

GB/T 231.1-2009 《金屬布氏硬度試驗 第1部分：試驗方法》

GB/T 231.2-2002 《金屬布氏硬度試驗 第2部分：硬度計的檢驗與校準》

GB/T 231.3-2002 《金屬布氏硬度試驗 第3部分：標準硬度塊的標定》

3 環境條件：

硬度計在下列條件下檢定并正常工作

①溫 10℃～35℃，本評定溫度為25±2℃，濕度為60%RH ；

②環境清潔，無震動；

③周圍無腐蝕性氣體；

④安裝在穩固的基礎上，并調至水平。

4 測量基準：

滿足GB/T 231.3-2002標準要求的標準布氏硬度塊，硬度塊示值198HBW。

5 測量過程：

采用滿足GB/T 231.1-2009 金屬布氏硬度試驗國家標準要求的40Cr試樣塊作為硬度試樣，用其進行試驗，按中心、半徑的二分之一處取兩點，以三點平均值為一個數據，得到一個測量列。以硬度水平為198的標準硬度塊作為標準試樣。

6 評定結果的使用：

在室溫條件下測量結果，一般可直接使用本不確定度的評定結果。

7 數學模型

HBW=X+△

式中

X：為硬度計的測量結果

△：修正值

8 輸入量的標準不確定度評定

8.1 對試樣進行硬度測量重復性引起的標準不確定度 的評定

由于硬度計示值是硬度計在試塊上的不同區域測量得到的結果，其測量的特殊性是同一點不可能重復測量，所以硬度計的測量重復性包含了硬度塊均勻度對其示值的影響。采用三點平均值為一個數據，采用A類方法進行評定。

在一臺硬度計上，用硬度塊進行5組數據測量，得到測量列（表1）。其示值算數平均值和單次實驗標準差按下式計算：

考慮到只進行5組試驗，因此取安全系數 T= 1.23

實際測量不確定度： HBW

計算結果見表2。

8.2 輸入量引入的不確定度有以下三個分項

1.標準布氏硬度塊引起的不確定度分項u1 ；

2.布氏硬度計測量誤差引起的不確定度分項u2；

3.試驗結果數值修約引起的標準不確定度分項u3

8.2.1標準布氏硬度塊引起的不確定度分項u1 的評定

標準布氏硬度塊引起的不確定度分項u1 采用B類方法進行評定。

根據GB/T 231.3-2002標準，布氏標準硬度塊不均勻度的最大值為±2.0%， HBW198硬度水平，半寬 按均勻分布k=3，

8.2.2硬度計引起的不確定度分項u2的評定

根據GB/T 231.2-2002標準，硬度計的示值誤差在硬度值水平198時為±2.5%，半寬 采用B類方法進行評定。

8.2.3硬度計的分辨力引起的標準不確定度分項u3的評定

硬度計的分辨力為0.1 HBW，因此，引入的不確定度

9 合成標準不確定度的評定

9.1標準不確定度匯總表5

9.2合成標準不確定度的計算

輸入量彼此獨立不相關，所以合成標準不確定度可按下式計算：

HBW187硬度水平：

10 擴展不確定度的評定

擴展不確定度 U為：

11.不確定度報告

本次對40Cr鋼采用布氏硬度計進行測量，其測量結果如下

測量結果不確定度：