邵氏硬度计试验力示值误差的测量不确定度评定

　　A型邵氏硬度计是一种手持式或固定均可使用的硬度计,它主要用来测定塑料和橡胶的硬度,能快速准确地进行硬度测定,在化工及橡胶业等有着广泛的应用,是现场使用理想的测试仪器。按照国家计量检定规程JJG 304—2003《A型邵氏硬度计检定规程》对使用中的邵氏橡胶硬度计应定期进行检定/校准,文章对其示值误差测量结果进行了不确定度评定,并以试验力来表示。

　　1　测量方法

　　将一台A型邵氏硬度计固定在支架上,下部放一电子天平,电子天平调好水平,盘中部放置一压杆,上部可与硬度计压针接触,通过移动支架使压杆压缩硬度计压针到一定的硬度指示值,同时,压杆反向作用于电子天平上并指示出一定的示值,将其质量值乘以重力加速度转换成力值,再通过硬度值和力值的关系[1]转换为硬度值。通过电子天平在一定硬度值时的示值,确定硬度计各点的试验力。

　　2　建立数学模型

式中: fe为被检硬度计的试验力示值误差; Fm为被检硬度计的试验力示值算术平均值; Fb为硬度计相应硬度值的试验力标称值。

式中: u(Fm)为被检硬度计的试验力示值的不确定度分量; u(Fb)为相应硬度值的试验力标称值的不确定度分量。

　　灵敏系数

　　3　不确定度分析

　　3·1　输入量Fm的标准不确定度评定u(Fm)

　　输入量Fm的不确定度主要是硬度计的估读误差引起的不确定度u(Fm),按照《A型邵氏硬度计检定规程》JJG 304—2003的要求硬度计的最小分度值不大于2HA (数字式分辨力不大于0·2HA),取硬度计的分度值为2HA (数字式分辨力为0·2HA),分辨力为0·2HA取均匀分布,属B类不确定度,故其标准不确定度为

　　3·2　输入量Fb的标准不确定度评定u(Fb)

　　输入量Fb的不确定度主要由电子天平测量重复性引入的标准不确定度分量u(Fb)1和电子天平的允差引入的标准不确定度分量u(Fb)2。

　　(1)电子天平测量重复性引入的标准不确定度分量u(Fb)1

　　用A类方法进行评定。以2000g级电子天平测硬度计的80HA值为例,在同等条件下连续测量10次,80·18, 80·31, 79·66, 79·40, 80·18, 80·18, 79·92,79·79, 79·53, 80·31HA。

　　实际取值时以三次测量来计算其标准不确定度

　　(2)电子天平的允差引入的标准不确定度分量u(Fb)2

　　检定证书给出的电子天平的最大允许误差为±0·19g,换算硬度值约为±0·025HA,采用均匀分布,则u(Fb)2: