工模具鋼硬度測量結果不確定度評定*

朱儒燕

(江蘇天工國際有限公司，江蘇 丹陽 212312)

工模具鋼硬度測量結果不確定度評定*

朱儒燕

(江蘇天工國際有限公司，江蘇 丹陽 212312)

對金屬洛氏硬度測量中合成不確定度和擴展不確定度的分析和計算，以及在洛氏硬度測量中的實踐應用進行了闡述。

金屬洛氏硬度； 不確定度：評定方法

引 言

測量不確定度是測量質量的一個極其重要的指標，其廣泛應用于計量、標準、認可認證和質量監督等部門。可見，對測量不確定度的研究、宣貫和實施具有極為重要的意義。

1 試驗過程

以金屬洛氏硬度測量試驗為例，對洛氏硬度計示值誤差測量結果的不確定度評定方法進行說明：

(1) 測量方法：依據GB/T 230.1-2004《金屬洛氏硬度試驗 第1部分：試驗方法》 ；

(2) 環境條件：試驗一般在室溫10～35 ℃進行；對精度要求較高的試驗，室溫應控制在(25±5)℃。本試驗在23 ℃條件下進行；

(3) 測量儀器：金屬洛氏硬度計(以下簡稱硬度計)；

(4) 被測對象：工模具鋼試樣；

(5) 測量過程：根據GB/T 230.1-2004標準，在規定環境條件下進行檢測。

2 數學模型的建立

數學模型：

y=x

式中x為被測硬度塊硬度讀出值；y為被測硬度塊硬度測量值。

3 測量不確定度來源的分析

假設測量是在恒溫的條件下進行，即不考慮溫度效應所引起的不確定度分量，硬度計測量結果不確定度主要來源于以下幾個方面：

(1) 測量重復性引入的標準不確定度(包括樣品均勻性及測量人員的差異)；

(2) 硬度計不確定度所引入的標準不確定度；

(3) 硬度塊不確定度所引入的標準不確定度。

4 不確定度分量的評定

4.1 標準不確定度分量的評定

4.1.1 測量重復性引入的標準不確定度

通過連續測量得到測量值，采用A類方法進行評定。

在硬度計上，對試樣進行連續測量10次，得到測量列，如表1所示。

表1 連續測量10次所得的硬度結果/HRC

4.1.2 硬度計不確定度所引入的標準不確定度

4.1.3 標準硬度塊不確定度所引入的標準不確定度

根據標準硬度塊證書可得：

由于硬度計引入的不確定度與硬度塊引入的不確定度兩者是獨立的，兩者可以按下式合成：

4.2 合成標準不確定度的評定

因為測量重復性引入的不確定度分量、硬度計引入的不確定度分量與硬度塊引入的不確定度分量是相互獨立的，所以合成不確定度uc(HR) 按下式計算

4.3 擴展不確定度的評定

擴展不確定度U為合成不確定度uc(HR) 與包含因子k的乘積。

取k=2, 則U=kuc(HR)=2uc(HR)=1.776 8HRC

4.4 測量不確定度的報告與表示

測量結果的擴展不確定度為：

其含義是：可以期望在(62.0±1.8)HRC的區間包含了測量結果可能值的95%。

5 結束語

該評定方法對金屬洛氏硬度的測量不確定度評定有一定的參考價值。

[1] GB/T 230.1-2004金屬洛氏硬度試驗 第1部分：試驗方法[S].

[2] JJG 112-2003金屬洛氏硬度計[S].

[3] JJG 113-2003標準金屬洛氏硬度塊[S].

[4] JJG 1059-1999測量不確定度評定與表示[S].

2015-06-29

TG115.5