郭貴勇　馬興

【摘 要】介紹了攜帶式洛氏硬度計的工作原理和用途，建立了攜帶式洛氏硬度計的測量模型，分析了各不確定度分量主要來源。結(jié)合測量實例具體數(shù)據(jù)，對其合成不確定度進行分析評定，對各不確定度分量進行計算并得出合成不確定度和擴展不確定度，最終可得出該項目的校準測量能力，為我國冶金等行業(yè)提供的技術(shù)支撐。

【關鍵字】攜帶式洛氏硬度計;量傳傳遞;影響量;不確定度評定

0 引言

攜帶式洛氏硬度計主要適用于測量不易搬動的大、中型金屬工件的材料硬度，廣泛應用治金工廠，機械企業(yè)及材料庫。

1 攜帶式洛氏硬度計的校準

用符合JJG113-2013《標準金屬洛氏硬度塊》中規(guī)定的（60～70）HRC標準塊對洛氏硬度計（以下簡稱硬度計）進行示值測量，在每一硬度塊上重復測量5次，剃除異常值，其5次測量的算術(shù)平均值與硬度塊標準值之差即為硬度計的示值誤差。

2 攜帶式洛氏硬度計測量結(jié)果的不確定度評定

2.1 測量模型

δ=Hm-Hb

式中：δ——硬度計的示值誤差;

Hm——硬度計示值;

Hb——硬度塊的標準值。

2.2 標準不確定度分量的評定

2.2.1 輸入量Hm的標準不確定度u（Hm）的評定

輸入量Hm的標準不確定度來源主要由以下兩個部分構(gòu)成：

（a）硬度計示值重復性引起的標準不確定度分項u1（Hm）;

（b）硬度計的分辨力引起的標準不確定度分項u2（Hm）。

2.2.2 硬度計示值重復性引起的標準不確定度分項u1（Hm）的評定：

硬度計的示值重復性來源于硬度計示值和標準硬度塊的均勻度兩個因素，由于硬度計示值是硬度計在標準硬度塊上不同區(qū)域測得的結(jié)果，其測量的特殊性是同一點不可能重復測量，硬度計示值重復性已包含了標準塊均勻度對其示值的影響。采用A類方法進行評定。

用一塊硬度值為61.3HRC的標準塊在一臺硬度計上進行連續(xù)5次測量，得到一測量列，其測量結(jié)果見表1。

表1 硬度計示值的測量列

其所求的平均值：

Hm=■■H■=61.5HRC

單次實驗標準偏差：

s=■=0.2HRC

實際測量中，每塊標準塊在重復性條件下連續(xù)測量5次，取其值為測量結(jié)果。則

u1（Hm）=■=■=0.089HRC

2.3.1 硬度計的分辨力引起的標準不確定度分項u2（Hm）的評定

硬度計示值讀數(shù)鼓輪的分度值為1個硬度單位，分辨力導致的示值誤差限為±0.1個硬度單位。即其分散區(qū)的半寬a為0.1個硬度單位，按矩形分布，采用B類方法進行評定，則

u2（Hm）=■=■=0.058HRC

2.3.2 標準不確定度u（Hm）的計算：通過不確定度分項u1（Hm）和u2（Hm）可計算出u（Hm）

u2（Hm）=u■■（Hm）+u■■（Hm）

則

u（Hm）=■=0.106HRC

2.3.3 輸入量Hb的標準不確定度u（Hb）的評定

標準塊的不確定度由定值證書給出，采用B類方法進行評定。

標準塊校準證書給出其擴展不確定度不大于0.7HRC，包含因子k=3，則

u（Hb）=■=■=0.233HRC

2.4 合成標準不確定度

2.4.1 靈敏系數(shù)

由測量模型δ=Hm-Hb得：

c1=■=1，c2=■=-1

2.4.2 主要標準不確定度匯總表

2.4.3 合成標準不確定度的計算

輸入量Hm和Hb彼此獨立，互不相關，所以合成標準不確定度為

u■■（δ）=[c1·u（Hm）]2+[c2·u（Hb）]2

則

u■（δ）=■=0.26HRC

2.5 擴展標準不確定度的計算

取包含因子k=2，則

U=kuc（δ）=2×0.26=0.6HRC

2.6 測量不確定度的報告與表示

攜帶式洛氏硬度計示值誤差測量結(jié)果的擴展不確定度為：U=0.6HRC，它是由合成標準不確定度uc=0.26HRC和包含因子k=2之乘積得到。

3 結(jié)語

保證攜帶式洛氏硬度計的準確性，通過校準等方法實現(xiàn)量值的溯源性，在冶金等行業(yè)的質(zhì)量控制中起到重要作用;本文介紹我院對攜帶式洛氏硬度計進行校準方法和不確定度評定方法。

【參考文獻】

[1]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJF1594-2016，《攜帶式洛氏硬度計校準規(guī)范》[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2016.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.JJG113-2013，《標準金屬洛氏硬度塊》[S].北京：中國質(zhì)檢出版社，2013.