洛氏硬度标准装置不确定度的评定20101020

32误差分析2000年第20卷第5期

文章编号:100226061(2000)0520032203

洛氏硬度标准装置不确定度的评定

石伟　王中华　徐(中国航空长城计量测试技术研究所　　摘　要　　　关键词　tintyforRockwellHardnessStandardEquipment

ShiWei,WangZhonghua,XuMing,ZhangHongyun

　　　Thispaperpresentstheevaluatingmethodandstepoftheuncertaintyofmeasurement

.forRockwellhardnessstandardequipmentindetail

　　Keywords　Rockwellhardness,Uncertainty,Evaluation　　不确定度作为评定测量结果与真值的分散性的依据,以其表述合理等特点目前在各种测量领域已开始广泛使用。对于硬度计量专业来说,不确定度还是一个新的名词,由于每个人对其概念理解的不同,造成对测量标准不确定度的评定各不相同,差异极大。本人通过自己的理解以洛氏硬度标准装置不确定度的评定为例,介绍硬度计量专业测量标准不确定度的评定方法,旨在抛砖引玉,大家共讨,以求一个统一的评定方法。

根据经验,洛氏硬度标尺中,低硬度标尺的不确定度要大,因此,我们选择25HRC及75HRB作为评定标准装置不确定度的依据。

111　标准不确定度的A类评定

由测量标准重复性引入的不确定度分量

选择一块均匀性很好的标准洛氏硬度块的某区域

(认为其均匀性引入的不确定度贡献可忽略),在室温20°C,湿度37%RH的环境条件下对某台洛氏硬度计标

1　洛氏硬度标准装置不确定度的评定

序号

1234567

HRC25.025.125.025.025.025.025.1

25.03

准装置的重复性进行测试,其测试结果如表1。表　1

θxθxi—x

-0.030.07-0.03-0.03-0.03-0.030.07

HRB76.076.076.176.176.076.176.0

θxθxi—x

-0.04-0.040.06

76.040.06-0.040.06-0.04

则

112　标准不确定度的B类评定

u1C

θ)==s(x

n

θ)2(xi2x

11211　初试验力误差引入的标准不确定度分量

-2

=1.85×10HRC

n(n-1)n

初试验力误差对标准不确定度的影响程序对于洛氏C标尺和洛氏B标尺可分别按经验公式(1)和公式

(2)计算

u1B

θ)==s(x

θ)2(xi2x

=2.02×10-2HRB

)(nn-1

△HRC=0.00194×(100-HRC)2

F0

(1)

航空计测技术

△HRB=0.136×(130-HRB)

F0

误差分析

(2)

33

的影响程度可按经验公式(6)计算

△HR=k △r

。HR Λ

　　根据检定规程JJG113291的规定,金刚石压头顶端球面半径r5,态分布,kj=2.58,10,)u5C(6)

　　根据检定规程JJG113291的规定,初试验力的允许误差极限为±0.2 ,其概率分布为均匀分布且有较高的置信概率,包含因子kj=

(2)式得为10 ,则由(1)、

u2C=u2B=

式中:k为系数,一般情况下,对于HRC25,k=0.02

3,估计其相对不确定度

kj

=1.26×10-2HRC=8.64×10-3HRB

kj

j

3.88×10-2HRC

自由度

Μ22C=Μ2B=(1

-Μ5C=50

=50

11215　钢球压头直径误差引入的不确定度分量

11212钢球压头直径的误差对标准不确定度的影响程度可按经验公式(7)计算

△HRB=0.739×(130-HRB)

D

氏C标尺可分别按经验公式(3)和公式

(4)计算

(7)

△HRC=-0.6735×(100-HRC)

F

(3)(4)

　　根据检定规程JJG113291的规定,钢球压头直径的允许误差极限为±0.002mm,其概率分布为正态分布,置信水平p=99 ,包含因子kj=2.58,估计其相对不确定度为10 ,则由(7)式得

u6B=

△HRB=-1.01×(130-HRB)

F

　　根据检定规程JJG113291的规定,总试验力的允许误差极限为±0.1 ,其概率分布为均匀分布且有较高的置信概率,包含因子kj=

(4)式得为10 ,则由(3)、

u3C=u3B=

kj

=1.98×10-2HRB

3,估计其相对不确定度

Μ6B=50

11216　测深装置的误差引入的不确定度分量

kj

=2.91×10-2HRC=3.20×10-2HRB

根据检定规程JJG113291的规定,测深装置的允许误差极限为±0.0004mm(相当于0.2HR),其概率分布为正态分布,置信水平p=99 ,包含因子kj=2.58,估计其相对不确定度为10 ,则

u7=

kj

Μ3C=Μ3B=50

11213　金刚石压头的圆锥角Α的误差引入的标准不确

kj

=

=7.75×10-2HR2.58

定度分量

金刚石压头的圆锥角Α的误差对标准不确定度的影响程度可按经验公式(5)计算

)△HRCΑ=k1(Α-120°

(5)

Μ7=50

11217　加荷速度和保荷时间的误差引入的不确定度

分量

根据检定规程JJG113291的规定,检定洛氏硬度块时主试验力的加荷时间为4～6s,总试验力保荷时间为

(10±0.5)s,在此范围内,其对标准不确定度的影响程度一般为0.05HR,其概率分布为三角分布,估计其相对不确定度为25 ,则

u8=

-3

式中:k1为系数,对于HRC25,k1=1.32HR 10。　　根据检定规程JJG113291的规定,金刚石压头的圆锥角Α的允许误差极限为0.1°,其概率分布为均匀分布且有较高的置信概率,包含因子kj=不确定度为10 ,则由(5)式得

u4C=

3,估计其相对

kj

=

6

=2.04×10-2HR

kj

=7.62×10HRC

Μ8=8

11218　操作人员读数误差引入的不确定度分量

Μ4C=50

11214　金刚石压头顶端球面半径r的误差引入的标准

操作人员读数误差对标准不确定度的影响程度一般在±0.1HR之内。其概率分布为均匀分布,估计其相对不确定度为25 ,则

不确定度分量

金刚石压头顶端球面半径的误差对标准不确定度

34

u9=

误差分析

kj

2000年第20卷第5期

=5.77×10-2HR

=

3

硬度块不均匀性引入的不确定度为

θ)=uk=s(x

dn

n

Μ9=8

11219　比对硬度块(传递块)的不确定度引入的不确

=

d5

5

=7.68×10-2HR

定度分量

比对硬度块的不确定度包含洛氏硬度工作基准机的不确定度和比对洛氏硬度块的均匀性的不确定度两部分。

已知洛氏硬度工作基准机的不确定度uj为3.33×10-2HR,认为其很可靠,自由度Μj为∞;氏硬度块的5次测量值分别为:25.425.0HRC、25.12.0、.476.0、.76.1则比对洛氏HRB、

　　对于n=5,差,相应的自由度Μk=4,,相,(传递块)10=

2

2.37×10-2HRj+uk=8

Μ10=

44

u4ΜΜj j+uk k

=5.1

113　标准不确定度一览表

表2　标准不确定度一览表

标准不确定度分量

u1Cu1Bu2Cu2Bu3Cu3Bu4Cu5Cu6Bu7u8u9u10

不确定度来源测量标准重复性(C标尺)测量标准重复性(B标尺)初试验力误差(C标尺)初试验力误差(B标尺)总试验力误差(C标尺)总试验力误差(B标尺)

压头圆锥角误差压头顶端球面半径误差

钢球直径误差测深装置不确定度加荷速度和保荷时间测量人员读数误差比对硬度块(传递块)

标准不确定度值

1.85×10-2.02×10-1.26×10-8.64×10-2.91×10-3.20×10-7.62 …… 此处隐藏：3282字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……