金屬韋氏硬度計示值誤差測量結果不確定度評定

鄒洪浪，尤惠珠

(佛山市順德區(qū)質量技術監(jiān)督檢測所，廣東佛山528000)

0 引言

金屬韋氏硬度計是便于攜帶、可快速檢測鋁合金類材料硬度的儀器。它不必取樣，對操作技能要求不高，非常適用于生產現場進行快速硬度檢測。其利用一定形狀的淬火壓針，在標準彈簧試驗力作用下壓入試樣表面，用壓入深度表示材料硬度。

1 測量方法

按照JJG944 －1999 《金屬韋氏硬度計檢定規(guī)程》，韋氏硬度計的檢定采用直接檢定法，即用被檢韋氏硬度計測試標準韋氏硬度塊，得出示值，其示值誤差應符合±1 HW 的要求。

2 數學模型

2.1 數學模型

式中:δ 為被檢韋氏硬度計示值誤差;HW 為韋氏硬度計測量平均值;HWs為硬度塊標準值。

2.2 方差和傳播系數

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

3 標準不確定度分量的評定

3.1 被檢韋氏硬度計引入的不確定度分量u1

3.1.1 韋氏硬度計示值重復性引入的不確定度分量u11

將韋氏硬度計用標準韋氏硬度塊重復進行10 次測量，重復性測量所得結果如下:

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

用貝塞爾公式計算單次測量試驗標準差s 為

在不確定度評定中，實際測量了10 次，因此由測量重復性引入的標準不確定度分量u11為

自由度ν11= 9

3.1.2 由韋氏硬度計分辨力引入的不確定度分量u12

韋氏硬度計的分辨力為1，量化誤差是一個寬度為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準不確定度分量u12為

估計其相對不確定度為10%，得ν12= 50。以上兩項分量互不相關，合成得

有效自由度νeff1為

3.2 標準韋氏硬度塊引入的不確定度分量u2

標準韋氏硬度塊的不確定度由上級給出，其不確定度為0.1 HW，k=2;估計其可靠度為100%，其自由度為νeff2= ∞。因此，標準韋氏硬度塊引入的不確定分量為

4 合成標準不確定度評定

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

5 擴展不確定度評定

取置信概率p=95%，由p 及從t 分布表中查得包含因子

擴展不確定度為

6 結束語

韋氏硬度計是檢測鋁合金材料的常用儀器。本文從示值重復性、分辨力、標準韋氏硬度塊等方面對引入的不確定分量進行詳細分析，供廣大計量人員參考。

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

［2］國家質量技術監(jiān)督局. JJF 1059 －1999 測量不確定度的評定與表示［S］. 北京:中國計量出版社，1999.