金屬布氏硬度測量結(jié)果不確定度的評定

QG/JJJL(BL)0111-2006第1頁共6頁金屬布氏硬度測量結(jié)果不確定度的評定1被測對象滿足GB/T231.1—2002金屬布氏硬度國家標準要求的金屬材料硬度試樣使用HB－3000型布氏硬度計，檢定證書給出Urel=0.68%K=22引用文獻JJF1059—1999測量不確定度評定與表示JJG147—1991標準布氏硬度塊檢定規(guī)程GB/T231.1—2002金屬布氏硬度試驗第一部分：試驗方法3環(huán)境條件硬度計在下列條件下檢定并正常工作：室溫10℃～35℃環(huán)境清潔，無震動；周圍無腐蝕性氣體；安裝在穩(wěn)固的基礎(chǔ)上，并調(diào)至水平。4測量基準采用二等標準硬度塊。根據(jù)JJG2005—1987和JJG147—1991判斷，本文中的硬度范圍內(nèi)標準硬度塊的示值誤差應(yīng)為：△≤±1.5%5測量過程根據(jù)GB/T231.1—2002，在20℃±2℃環(huán)境條件下，借助檢定合格的HB—3000型布氏硬度計和（53×15）mm讀數(shù)顯微鏡，加載條件為選用壓頭直徑為D=5mm的硬質(zhì)合金球，試驗力為7355N（0.102×F/D2=30）,保荷時間為15秒，對兩種硬度值水平的硬度試樣，各測20個點，各得到一個測量列，結(jié)果見下表1表1不同檢測人員連續(xù)測量五次所得結(jié)果HBW值檢測人員第一人第二人測定次數(shù)1234512345高B1樣HBW5/750（HB值）325325317321315311323319311321低B2樣HBW5/750（HB值）161165165164167165161163164164檢測人員第三人第四人測定次數(shù)1234512345高B1樣HBW5/750（HB值）313311311315325321323321311313低B3樣HBW5/750（HB值）1661671651611631641631611641676評定結(jié)果的使用在室溫條件下測量結(jié)果，一般可直接使用本不確定度的評定結(jié)果。7數(shù)學(xué)模型（1）8標準不確定度分量的評定8.1不同檢測人員重復(fù)測量HB值所引起的相對標準不確定度分量本評定在此崗位操作的四位檢測人員，按GB/T231.1—2002標準規(guī)定的方法，硬質(zhì)合金的直徑為5mm，試驗力為7355N（0.102×F/D2=30）,保荷時間為10～15秒，分別對滿足標準的（B1B2）兩類試樣進行重復(fù)測定五次，結(jié)果見表1：計算公式如下：布氏硬度總平均值：=每一組測量標準差：S＝測量過程穩(wěn)定，對樣本標準偏差進行合并：測試結(jié)果是觀測列HBi中的任一次值，所以該標準不確定度分量為：，＝Sp表2統(tǒng)計計算結(jié)果統(tǒng)計結(jié)果B1B2總平均值318164試驗標準差Sp5.382.13人員重復(fù)性試驗5.382.138.2硬度試驗機所引入的不確定度分量uE根據(jù)JJG150－2005其示值最大允許誤差和示值重復(fù)性符合表3。表3硬度計示值最大允許誤差和示值重復(fù)性（JJG150－2005）硬度范圍（HBW）示值最大允許誤差示值重復(fù)性≤125±3≤3.5125＜HBW≤225±2.5≤3＞225±2≤2.5示值重復(fù)性最大允許差可以看作為重復(fù)性限。采用B類方法進行評定所以對于B1試樣：硬度值水平示值重復(fù)性≤2.5%uE=所以對于B2試樣：硬度值水平示值重復(fù)性≤3%uE=8.3布氏硬度標準塊引入的不確定度分量uCRM在檢定硬度試驗機時，布氏硬度標準塊所引起的標準不確定度分量也會傳遞到測試結(jié)果中，國家計量部門給出了所使用標準塊的擴展不確定度：337HBW5/750urel=0.7%；199HBW5/750urel=0.7%K=2所引入的不確定度分量uCRM（HB）＝＝＝0.35%所以對于B1試樣：uCRM=337X0.35%=1.18所以對于B2試樣：uCRM=164X0.35%=0.578.4壓痕測量分辨力引起的標準不確定度分項式中：—靈敏系數(shù)；—分辨力。由式中:HB—硬度值；D－壓頭鋼球直徑，mm；d－壓痕直徑，mm。已知壓痕測量裝置能分辨壓痕直徑的0.5%對于B1試樣：D=5mm；d=1.708mm；ms=0.0085mm；=372.36ums=3.17對于B2試樣：D=5mmd=2.345mm；ms=0.0117mm；=148.96ums=1.748.5用標準硬度塊進行檢定時平均值的標準不確定度分項的評定表4.布氏硬度實測值HBW硬度值水平12345平均值337HBW339339339341341339.8202HB4用標準硬度塊進行檢定時平均值的標準不確定度按下式計算：標準偏差及的計算結(jié)果見表5表5標準偏差及的計算結(jié)果硬度值水平337HBW202HBW標準偏差HBW0.8580.429HBW0.3840.1928.6測量結(jié)果進行數(shù)值修約所導(dǎo)致的不確定度分量uoff由GB/T231.1—2002標準，當布氏硬度測量結(jié)果大于等于100時，修約間隔δx＝1，所以引入的不確定度分量是：u0ff＝0.29δx＝0.299合成標準不確定度的計算表6輸入量的標準不確定度匯總表HBW標準不確定度分量不確定度來源標準不確定度B1318HBW硬度水平B2164HBW硬度水平試樣硬度測量重復(fù)性5.372.13硬度計誤差2.811.74標準硬度塊1.180.57壓痕測量分辨力3.171.74檢定時平均值0.3840.192Urou數(shù)據(jù)修約0.290.29輸入量彼此獨立不相關(guān)，所以合成標準不確定度可按下式計算：318HBW硬度值水平：（HBW）HBW164HBW硬度值水平：（HBW）HBW10擴展不確定度的評定擴展不確定度U為合成標準不確定度Uc與所選擇的包含因之K之積，K的選擇是以區(qū)間有關(guān)的理想置信水平為依據(jù)的，通常選區(qū)2--3。K＝2時，區(qū)間的置信概率P約為95%擴展不確定度可用如下公式進行計算，K＝2，Ur＝KUc（HB）＝2Uc（HB）對于B1試樣：U＝KUc＝2×6.96＝13.914對于B2試樣：U＝KUc＝2×3.42＝6.84711測量不確定度報告根據(jù)上述的評定，評定報告是：對于B1試樣：318HBW5/750U＝12K＝２對于B