布氏硬度测量结果不确定度的评定.docx
金属布氏硬度测量结果不确定度的评定1被测对象满足GB/T 231. 1-2002金属布氏硬度国家标准要求的金属材料硬度试样使用HB3000型布氏硬度计，检定证书给出Ue=0.68% K=22引用文献JJF 10591999 测量不确定度评定与表示JJG 147-1991 标准布氏硬度块检定规程GB/T 231. 1-2002金属布氏硬度试验第一部分：试验方法3环境条件硬度计在下列条件下检定并正常工作：1）室温1035；2）环境清洁，无震动；周围无腐蚀性气体；3）安装在稳固的基础上，并调至水平。4测量基准采用二等标准硬度块。根据JJG 20051987和JJG 147-1991判断，本文中的硬度范围内标准 硬度块的示值误差应为： <±1.5%5测量过程根据GB/T 231. 12002,在20c ±2C环境条件下，借助检定合格的HB300（）型布氏硬度计 和（53X15） mm读数显微镜，加载条件为选用压头直径为D=5mm的硬质合金球，试验力为7355N （0. 102XF/D2:30）,保荷时间为15秒,对两种硬度值水平的硬度试样，各测20个点，各得到一 个测量列，结果见下表1。表1不同检测人员连续测量五次所得结果HBW值检测人员第一人第二人测定次数1234512345高Bi样 IIBW5/750 （HB 值）325325317321315311323319311321低B2样IIBW5/750 （HB 值）161165165164167165161163164164检测人员第三人第四人测定次数1234512345高Bi样 HBW5/750 （HB 值）313311311315325321323321311313低B3样 I1BW5/750 （HB 值）1661671651611631641631611641676评定结果的使用在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。7数学模型HB = 0.102x-2；(1)7iD(D->!d-d28标准不确定度分量的评定8.1不同检测人员重复测量HB值所引起的相对标准不确定度分量町本评定在此岗位操作的四位检测人员，按GB/T 231. 12002标准规定的方法，硬质合金的直 径为5mm,试验力为7355N (0. 102XF/D2=30)，保荷时间为1015秒,分别对满足标准的(B. B2) 两类试样进行重复测定五次，结果见表1：计算公式如下：布氏硬度总平均值：丽=一 Yhb,20 tr恒屿丽每一组测量标准差：s= 13V 5-1测量过程稳定，对样本标准偏差进行合并：测试结果是观测列HB中的任一次值，所以该标准不确定度分量为:U-. =SP表2统计计算结果统计结果B,B2总平均值318164试验标准差Sp5. 382. 13人员重复性试验叱5. 382. 138. 2硬度试验机所引入的不确定度分量uE根据JJG 150-2005其示值最大允许误差和示值重复性符合表3。表3硬度计示值最大允许误差和示值重复性(JJG 150-2005)硬度范围(HBW)示值最大允许误差J/%示值重复性乩八%<125±3<3.5125VHBWW225±2.5W3>225±2<2.5示值重复性最大允许差可以看作为重复性限。采用B类方法进行评定所以对于B1试样：硬度值水平示值重复性W2. 5% 5=至%x318 = 2.812.833%所以对于B2试样：硬度值水平示值重复性W3与 UL- - X164 = 1.742.838. 3布氏硬度标准块引入的不确定度分量u0a在检定硬度试验机时，布氏硬度标准块所引起的标准不确定度分后也会传递到测试结果中，国家计量部门给出了所使用标准块的扩展不确定度：3371IBW5/750ure.=0. 7% ；199 HBW5/7507%K=2所引入的不确定度分量11州(HB)=4叱="% =0.35%K2所以对于B2试样:Uo«f164X0.35脏0. 578. 4压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项uins式中:c 灵敏系数;ms 一分辨力。= 0.102-表4. 布氏硬度实测值IIBWit，Hd d 人 D2-d2)式中：HB 一硬度值；1) 一压头钢球直径，mm：d 压痕直径，mm。已知压痕测量装置能分辨压痕直径的0. 5%对于 B1 试样：D = 5 mm； d = 1.708 mm； ms = 0. 0085mm；|c| = 372. 36uns=3. 17对于 B2 试样：D = 5 mm d = 2. 345 mm； ms =0. 0117mm；c = 148. 96uns=l. 748. 5用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项I/-的评定硬度值水平12345平均值337 HBW339339339341341339.8202 HBW203203204203204203.4用标准硬度块i上行检定时平均值的标准不确定度按一二式计算:标准偏差及U-的计算结果见表5 n表5标准偏差及/-的计算结果 n硬度值水平337 HBW202 HBW标准偏差Sj HBW0. 8580. 429u- HBW H0. 3840. 1928.6测量结果进行数值修约所导致的不确定度分量5”由GB/T231.1-2002标准，当布氏硬度测量结果大于等于100时，修约间隔6x=l,所以引入的不确定度分量是：Uorf=O. 29 6 x=0. 299合成标准不确定度的计算表6输入量的标准不确定度汇总表HBW标准不确 定度分量不确定度来源标准不确定度Bl 318HBW硬度水平B2 164HBW硬度水平M- X试样硬度测量重复性5. 372. 13硬度计误差2.811.74UCRM标准硬度块1. 180. 57%ns压痕测量分辨力3. 171.74UH检定时平均值0. 3840. 192Urau数据修约0. 290. 29输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算:Uc =+ 吟 + 晨RM + * + 九:318 HBW硬度值水平：uc (HBW) = a/5.372+ 2.812+1.182 + 3.172 + 0.38424-0.292 = 6.96 HBW164 HBW硬度值水平：uc (HBW) = 2.132 +1.742 + 0.572 +1.742 + 0.1922 + 0.292 = 3.42 HBW10扩展不确定度的评定扩展不确定度U为合成标准不确定度Uc与所选择的包含因之K之积，K的选择是以区间有关的 理想置信水平为依据的，通常选区23。K=2时，区间的置信概率P约为95% 扩展不确定度 可用如下公式进行计算，K=2,U.=K Uc (HB) =2 Uc (HB)对于 B2试样：U=K Uc= 2X3.42=6.84=711测量不确定度报告根据上述的评定，评定报告是：对于氏试样：318HBW5/750 U=12K= 2对于 试样：164HBW5/750 U=6K= 2其意义是：对1工试样而言，可以期望在（31874）至（318+14）的区间包含了布氏硬度HBW 测量结果，可能值的95%对灰试样而言，可以期望在（164-7）至（164+7）的区间包含了布氏硬 度HBW测量结果，可能值的95%。
