邹洪浪,尤惠珠
(佛山市顺德区质量技术监督检测所,广东佛山528000)
金属韦氏硬度计是便于携带、可快速检测铝合金类材料硬度的仪器。它不必取样,对操作技能要求不高,非常适用于生产现场进行快速硬度检测。其利用一定形状的淬火压针,在标准弹簧试验力作用下压入试样表面,用压入深度表示材料硬度。
按照JJG944 -1999 《金属韦氏硬度计检定规程》,韦氏硬度计的检定采用直接检定法,即用被检韦氏硬度计测试标准韦氏硬度块,得出示值,其示值误差应符合±1 HW 的要求。
式中:δ 为被检韦氏硬度计示值误差;HW 为韦氏硬度计测量平均值;HWs为硬度块标准值。
式中:c1= ∂δ/∂HW = 1 ;c2= ∂δ/∂HWs= -1 ;u1,u2分别为HW,HWs的不确定度。
3.1.1 韦氏硬度计示值重复性引入的不确定度分量u11
将韦氏硬度计用标准韦氏硬度块重复进行10 次测量,重复性测量所得结果如下:
15.8 ,15.7,15.7,15.9,15.8,15.8,15.7,15.8,15.9,15.9 HW。
用贝塞尔公式计算单次测量试验标准差s 为
在不确定度评定中,实际测量了10 次,因此由测量重复性引入的标准不确定度分量u11为
自由度ν11= 9
3.1.2 由韦氏硬度计分辨力引入的不确定度分量u12
韦氏硬度计的分辨力为1,量化误差是一个宽度为1 的矩形分布,区间的半宽为0.5,属于均匀分布,则由被检回弹仪示值分辨力引入的标准不确定度分量u12为
估计其相对不确定度为10%,得ν12= 50。以上两项分量互不相关,合成得
有效自由度νeff1为
标准韦氏硬度块的不确定度由上级给出,其不确定度为0.1 HW,k=2;估计其可靠度为100%,其自由度为νeff2= ∞。因此,标准韦氏硬度块引入的不确定分量为
引入不确定度分量u1和u2的因素互不相关,因此合成标准不确定度uc(δ)和有效自由度νeff为
取置信概率p=95%,由p 及从t 分布表中查得包含因子
扩展不确定度为
韦氏硬度计是检测铝合金材料的常用仪器。本文从示值重复性、分辨力、标准韦氏硬度块等方面对引入的不确定分量进行详细分析,供广大计量人员参考。
[1]国家质量监督检验检疫总局. JJG 944 -1999 金属韦氏硬度计检定规程[S]. 北京:中国计量出版社,1999.
[2]国家质量技术监督局. JJF 1059 -1999 测量不确定度的评定与表示[S]. 北京:中国计量出版社,1999.