里氏硬度计检定装置计量标准技术报告

1、计量标准技术报告计量标准名称 计量标准负责人 建标单位名称（公章） 填写日期 里氏硬度计检定装置 王玉良 德州市计量检定测试所 2013 年 7 月 10 日目录一、建立计量标准的目的 ( 2 ) 二、计 量标准的工作原 理及其组 成 ( 2 ) 三 、计 量标准器 及主 要配套设备 ( 3 ) 四 、 计量 标准 的 主要技术 指标 ( 4 )五、环境条件 ( 4 )六、计量标准的量值溯源和传递框图 ( 5 )七、计量标准的重复性试验 ( 6 )八、计量标准的稳定性考核 ( 7 )九、检定或校准结果的测量不确定度评定 ( 8 ) 十、检定或校准结果的验证 ( 13 ) 十一、结论 ( 14

2、)( 14 )十二、附加说明一、建立计量标准的目的为统一全市里氏硬度计示值准确统一，需建立里氏硬度计检定装置计量标准。建立该项计量标准，可使本市用户省去联系其他省院检定的不便，填补本市里氏硬度计检定的空白，建立该项计量标准年创经济收入 1.2 万元，我所所建计量标准传递对象为里氏硬度计。二、计量标准的工作原理及其组成硬度计是根据弹性冲击原理制成的，用于测定金属材料的硬度。 里氏硬度计检定装置主要由：标准里氏硬度块、显微硬度计、工具显微镜 和表面粗糙度检查仪、投影仪、立式光学计、电子天平组成。三、计量标准器及主要配套设备计量 标 准 器名称型号测量范围不确定度 或准确度等级 或最大允许误差制造厂

3、及 出厂编号检定或 校准机构检定周 期或复 校间隔标准里氏硬度 块HLD(200900) HL均匀度： 9HL/中国测试技 术研究院一年主要 配 套 设 备电子天平LA3200D（0 3200）g级赛多利斯4德州市计量 检定测试所一年投影仪DDT-A/U95=1.8 m veff =44无锡阿贝精 密轴承有限 公司 814德州市计量 检定测试所一年显微维氏硬度 计HV-1000( 0.09807 9.807)N0.09807N F1.961NMPE: 1.5% F 1.961NMPE: 1.0%莱州华银试 验仪器有限 公司 0005莱州市计量 测试所一年万能工具显微 镜19JA(0 200)m

4、mMPE: (1+L/100) m上海量具厂780055德州市计量 检定测试所一年表面粗糙度样 板Ra(0.025 6.3) mRa( 0.025 6.3) mMPE：( -17-+12 )%潍坊量具厂5162山东省计 量科学研 究院一年立式光学计JDG-1（0 180）mmMPE: 0.25m上海 64340德州市计量 检定测试所一年四、计量标准的主要技术指标测量范围：（200 900）HL 均匀度： 9HL五、环境条件序号项目要求实际情况结论1温度(1035)22.0 合格2湿度80%RH47%RH合格3456七、计量标准的测量重复性考核选一稳定的里氏硬度计，用同一块标准里氏硬度块(793

5、HLD )对其连续测量：测量次数测量结果 (HLD )17952794379547935794679477958794979410795x794S0.67重复性小于测量不确定度评定中采用后重复性数据 2.55HLD ，此计量标准的重复性符合要求。八、计量标准的稳定性考核根据计量标准考核规范，一次性标准物质不做稳定性试验。九、检定或校准结果的测量不确定度评定金属里氏硬度试验测量结果不确定度评定一、概述里氏硬度计测量误差测量结果的不确定度主要来自于硬度计的测量 重复性、标准里氏硬度块扩展不确定度以及标准里氏硬度块稳定度引入的 不确定度。用符合 JJG747-1999里氏硬度计检定规程中周期检定要求

6、 的常用的硬度块对里氏硬度计进行示值测量，在每一硬度块上重复测量 5 次，5 次测量点算术平均值和硬度块标准值之差即为硬度计的误差。1. 测量方法依据 JJG747-1999里氏硬度计检定规程。2. 环境条件室温:10 35；相对湿度 : 不大于 80%；周围环境 :无震动、无强 烈磁场及无腐蚀介质。3. 测量标准标准里氏硬度块，均匀度： 9HL。4. 被测对象里氏硬度计 （最大允许误差 : 12HL）。二、数学模型h=Hm- Hb式中: h硬度计的示值误差； Hm硬度计示值的算术平均九、 检定或校准结果的测量不确定度评定值； Hb硬度块的标准值三、输入量的标准不确定度评定1. 输入量 Hm的

7、标准不确定度 u(Hm) 的评定输入量 Hm的不确定度主要是由硬度计的测量重复性所引起的， 来源 于硬度计机构和标准硬度块的均匀度两个因素。由于硬度计示值是硬度计 在标准硬度块的不同区域测量得到的结果，其测量的特殊性是同一点不可 能重复测量，所以硬度计的测量重复性已包含硬度块均匀度对其示值的影 响，采用 A 类方法进行评定。在一台硬度计上，用一块 793HLD的标准里氏硬度块进行连续 10 次 测量，测得的数据 (单位:HLD)为 796、796、790、791、796、795、791、 790、795、 792。其示值算术平均值和单次实验标准按下式计算 :1nhhi 793HLDni1(hi

8、 h)22.62HLDn1任意选取 5 台硬度计， 793HLD标尺的硬度块，在每台硬度计上进行连续 10 次测量，每组测量列分别按上述方法计算得到单次实验标准差， 计 算结果如表 1 所示。九、 检定或校准结果的测量不确定度评定硬度标尺793(HLD)单次实验标准差 si2.912.232.622.552.40smax2.91u( H m)( HLD )1.30表 1各标尺标准差及 u(Hm) 的计算结果实际测量中，在重复性条件下连续测量 5次，取 5 次测量的算术平均值 作为测量结果，其结果如表 1 所示。由此，输入量 Hm的标准不确定度 u( Hm)为u(H m) smax =1.30m

9、52. 输入量 Hb的标准不确定度 u(Hb) 的评定(1) 标准里氏硬度块扩展不确定度引起的标准不确定度分量 u( Hb1) 的评 定工作里氏硬度计是用标准里氏硬度块来标定的，标准里氏硬度块扩展不 确定度由定值证书给出，采用 B 类方法进行评定。标准里氏硬度块证书给出的扩展不确定度为 6HLD，包含因子为 3。则 793HLD引入的不确定度分量为6793HLD :u(Hb1)2HLD3(2) 标准里氏硬度块稳定度引起的标准不确定度分量 u( Hb2)的评定九、 检定或校准结果的测量不确定度评定根据 JJG747-1999，标准里氏硬度块在使用周期内的稳定度不超过 1%， 该稳定度变化服从均匀

10、分布，采用 B 类方法进行评定。Urel(Hb2)1%30.58%793HLD:u( Hb2)=7930.58%=4.60HLD(3) 输入量 Hb的标准不确定度 u( Hb)的计算 输入量 Hb的标准不确定度为u2( Hb)= u2( Hb1)+ u2( Hb2)793HLD :u(Hb)22 4.602 5.02HLD四、合成标准不确定度的评定1. 灵敏系数数学模型 h=Hm- Hb 灵敏系数 c1 Vh 1,c2 Vh 11 H m 2 Hb2. 标准不确定度汇总表 ( 见表 2)标准不确定度分量 u(xi)不确定度来源标准不确定度( HLD)ci793(HLD)u(Hm)硬度计的测量重

11、复性1.301u(Hb)标准硬度块5.02u(Hb1)标准硬度块扩展不确 定度2-1u(Hb2)硬度块稳定度4.60ci gu(xi )u(Hm)1.30u(Hb)5.02九、 检定或校准结果的测量不确定度评定表 2 标准不确定度汇总表3. 合成标准不确定输入量 Hm和 Hb彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计2h hgu(Hb) Hb22huc2( h)gu(Hm)Hm2 2 2 2c12u2(H m) c22u2(Hb)814HLD :uc ( h) 1.302 5.062 5.19HLD五、扩展不确定度的评定取置信概率 p=95%，k=2，则扩展不确定度 U为 U=kuc( h

12、)793HLD:U=25. 19=10.4HLD10.4U rel100% 1.3%rel 793六、测量不确定度的报告与表示 里氏硬度计示值误差测量结果的扩展不确定度为 793HLD:Urel=1.3% ， k=2同理:当硬度值为 550HLD时， Urel=1.5% ，k=2；当硬度值为 644HLD 时， Urel=1.4% ，k=2。十、检定或校准结果的验证采用两台比较法，使用里氏硬度计( 0920 号)，分别对同一标准的两块标准里氏硬度 块(一块硬度值为 550HLD ；另一块硬度值为 552HLD )进行比对，测量结果分别为相对 形式分别表示 y1=-0.7%、y2=-1.1%y1-y2=0.