1. 测量方法
依据JJG150-2005《金属布氏硬度计》,采用直接测量法,用标准硬度块对布氏硬度计进行校准。
2. 数学模型
y=Hm-Hb
式中: y ——被测硬度计的示值误差HBW
Hm——硬度计示值HBW Hb——硬度块硬度值HBW
3. 方差与灵敏系数 3.1 方差由(1)式得
222
uc=u1+u2
(1)
uc(y)=c1u1(hm)+c2u2(hb)
22222
(2)
3.2 灵敏系数
将c1.c2代入(2)得:
ci=∂f/∂xic1=c(hm)=∂y/∂hm=1c2=c(hb)=∂y/∂hb=-1
(3)(4)
4. 计算分量标准不确定度
4.1 示值重复性测量引起的不确定度分量(A类评定)
选取一硬度值为HBW2.5/62.5/89.1的布氏硬度块,对布氏硬度计进行测量,测试数据如下
1n
x=∑xi=89.3HBW
ni=1
单次实验差:
s(xi)=
1
(xi-x)2≈0.6HBW ∑n
平均值的实验标准差:
u12=
s(xi)≈0.2HBW
u1(p)=u2(x1)+u2(x2)+u2(x3)+u2(x4)+u2(x5)
=(0.2)2+(1.15)2+(0.27)2+(0.27)2+(0.39)2 =1.28HBW
Urel1=1.4%
扩展不确定度
取k=2时的最佳测量能力
U1=kuc=2⨯1.4%=2.8%
选取一硬度值为HBW10/3000/204的布氏硬度块,对布氏硬度计进行测量,测试数据如下:
1n
x=∑xi=205.6HBW
ni=1
单次实验差:
s(xi)=
1
(xi-x)2≈2.6HBW ∑n
平均值的实验标准差:
u21=
s(xi)≈0.8HBW
u2(p)=u2(x1)+u2(x2)+u2(x3)+u2(x4)+u2(x5)
=(0.8)2+(1.15)2+(0.27)2+(0.27)2+(0.39)2 =2.26HBW
Urel1=1.1%
扩展不确定度
取k=2时的最佳测量能力
U2=kuc=2⨯1.1%=2.2%
选取一硬度值为HBW5/750/263的布氏硬度块,对布氏硬度计进行测量,测试数据如下
1n
x=∑xi=264.2HBW
ni=1
单次实验差:
s(xi)=
1
(xi-x)2≈2.1HBW ∑n
平均值的实验标准差:
u32=
s(xi)≈0.7HBW
u3(p)=u2(x1)+u2(x2)+u2(x3)+u2(x4)+u2(x5)
=(0.7)2+(1.15)2+(0.27)2+(0.27)2+(0.39)2 =1.86HBW
Urel1=0.7%
扩展不确定度
取k=2时的最佳测量能力
U3=kuc=2⨯0.7%=1.4% U1=kuc=2⨯1.4%=2.8%
4.2 标准硬度块不均匀度引起的不确定度分量(B类评定)
根据JJG147-2005《标准金属布氏硬度块》的规定,均匀度≤2.0%,得
u(x2)=δn-1/3=2.0/=1.15%HBW
4.3 钢球直径误差引起的不确定分量(B类评定)
根据JJG150-2005规程可知,钢球直径允差为±0.005mm,其对布氏硬度值的量值影响为0.0125%HBW。
u(x3)=0.00125/=0.27%HBW(均匀分布)
4.4 测量时估读误差引起的不确定度分量(B类评定)
在压痕轮廓清晰的前提下,检定人员的估读误差<0.2分度(0.002mm),其对布氏硬度的影响量为±0.47HBW
u(x4)=0.47/3=0.27%(均匀分布)
4.5 压痕测量装置引起的不确定度分量(B类评定)
压痕测量装置的允差为≤±0.025mm,其对布氏硬度影响量为0.67%
u(x5)=0.67/=0.39%
5. 校准和测量能力(CMC)
(均匀分布)
金属布氏硬度计(<125HBW)的CMC为:Urel=2.8%,
金属布氏硬度计(125~225)HBW的CMC为:Urel=2.2%, 金属布氏硬度计(>225HBW)的 CMC为:Urel=1.4%,
1. 测量方法
依据JJG150-2005《金属布氏硬度计》,采用直接测量法,用标准硬度块对布氏硬度计进行校准。
2. 数学模型
y=Hm-Hb
式中: y ——被测硬度计的示值误差HBW
Hm——硬度计示值HBW Hb——硬度块硬度值HBW
3. 方差与灵敏系数 3.1 方差由(1)式得
222
uc=u1+u2
(1)
uc(y)=c1u1(hm)+c2u2(hb)
22222
(2)
3.2 灵敏系数
将c1.c2代入(2)得:
ci=∂f/∂xic1=c(hm)=∂y/∂hm=1c2=c(hb)=∂y/∂hb=-1
(3)(4)
4. 计算分量标准不确定度
4.1 示值重复性测量引起的不确定度分量(A类评定)
选取一硬度值为HBW2.5/62.5/89.1的布氏硬度块,对布氏硬度计进行测量,测试数据如下
1n
x=∑xi=89.3HBW
ni=1
单次实验差:
s(xi)=
1
(xi-x)2≈0.6HBW ∑n
平均值的实验标准差:
u12=
s(xi)≈0.2HBW
u1(p)=u2(x1)+u2(x2)+u2(x3)+u2(x4)+u2(x5)
=(0.2)2+(1.15)2+(0.27)2+(0.27)2+(0.39)2 =1.28HBW
Urel1=1.4%
扩展不确定度
取k=2时的最佳测量能力
U1=kuc=2⨯1.4%=2.8%
选取一硬度值为HBW10/3000/204的布氏硬度块,对布氏硬度计进行测量,测试数据如下:
1n
x=∑xi=205.6HBW
ni=1
单次实验差:
s(xi)=
1
(xi-x)2≈2.6HBW ∑n
平均值的实验标准差:
u21=
s(xi)≈0.8HBW
u2(p)=u2(x1)+u2(x2)+u2(x3)+u2(x4)+u2(x5)
=(0.8)2+(1.15)2+(0.27)2+(0.27)2+(0.39)2 =2.26HBW
Urel1=1.1%
扩展不确定度
取k=2时的最佳测量能力
U2=kuc=2⨯1.1%=2.2%
选取一硬度值为HBW5/750/263的布氏硬度块,对布氏硬度计进行测量,测试数据如下
1n
x=∑xi=264.2HBW
ni=1
单次实验差:
s(xi)=
1
(xi-x)2≈2.1HBW ∑n
平均值的实验标准差:
u32=
s(xi)≈0.7HBW
u3(p)=u2(x1)+u2(x2)+u2(x3)+u2(x4)+u2(x5)
=(0.7)2+(1.15)2+(0.27)2+(0.27)2+(0.39)2 =1.86HBW
Urel1=0.7%
扩展不确定度
取k=2时的最佳测量能力
U3=kuc=2⨯0.7%=1.4% U1=kuc=2⨯1.4%=2.8%
4.2 标准硬度块不均匀度引起的不确定度分量(B类评定)
根据JJG147-2005《标准金属布氏硬度块》的规定,均匀度≤2.0%,得
u(x2)=δn-1/3=2.0/=1.15%HBW
4.3 钢球直径误差引起的不确定分量(B类评定)
根据JJG150-2005规程可知,钢球直径允差为±0.005mm,其对布氏硬度值的量值影响为0.0125%HBW。
u(x3)=0.00125/=0.27%HBW(均匀分布)
4.4 测量时估读误差引起的不确定度分量(B类评定)
在压痕轮廓清晰的前提下,检定人员的估读误差<0.2分度(0.002mm),其对布氏硬度的影响量为±0.47HBW
u(x4)=0.47/3=0.27%(均匀分布)
4.5 压痕测量装置引起的不确定度分量(B类评定)
压痕测量装置的允差为≤±0.025mm,其对布氏硬度影响量为0.67%
u(x5)=0.67/=0.39%
5. 校准和测量能力(CMC)
(均匀分布)
金属布氏硬度计(<125HBW)的CMC为:Urel=2.8%,
金属布氏硬度计(125~225)HBW的CMC为:Urel=2.2%, 金属布氏硬度计(>225HBW)的 CMC为:Urel=1.4%,