显微硬度计示值误差的测量不确定度分析

　　1　测量方法

　　根据JJG260-91《显微硬度计计量检定规程》,

　　使用中的硬度计示值误差的来源主要是检定硬度计的示值误差和硬度计的示值误差。显微硬度计示值检定是在标准显微硬度块上均匀分布测定5点,取其平均值与标准块硬度值之差,除以标准块值,用百分比表示,为该硬度计的示值误差。例:用785HV_0.2准显微硬度块,对HX1000型显微硬度计进行检定,测得5次试验示值的平均值为780,其不确定度分析　如下:

　　2　示值误差计算的数学模型

　　式中　e为被检显微硬度计的示值误差;-H为测量5点硬度值的平均值; H为标准显微硬度块值。

　　3　方差和传播系数的计算

　　3.1方差

　　 式中　u₁、u₂分别表示-H、H的不确定度

　　3.2 传播系数

　　4　标准不确定度分量的计算

　　4. 1　硬度计示值给出的不确定度分量u₁

　　(1)示值变动性估算的不确定度分量u₁计算

　　根据JJG260-91《显微硬度计计量检定规程》　700~800HV_0.2的硬度示值变动性不大于4. 5%。硬度计示值变动性主要来源于硬度计本身测量的重复性和标准硬度块的均匀性两方面。由于下面计算硬度块　的不确定度时也将涉及硬度块均匀性这个因素,为避免重复,现将标准硬度块均匀性的影响从硬度计示值变动性中扣除。(标准硬度块700~800HV_0.2均匀性不大于2. 5%)

　　硬度计实际重复性:

　　测量次数n=5,采用极差法估算出相应的实验标准差,由国家计量技术规范JJG1059~1999中查表得极差系数c=2. 33,注: (本文采用极差法估算查表得数是由JJG1057~1999中得,则：

　　测量结果为5次的平均值,得:

　　自由度由极差法查表得：

　　(2)测量压痕误差估算的不确定度分量u₁₂计算通过试验室多次测量,得到测量人员测压痕的标准偏差为0.2μ_m,相当于785HV_0.2硬度误差1. 9%,该误差为三角分布,则:

　　估计其相对不确定度为25%,依公式得自由度:

　　以上二项合成得:

　　4 .2　标准硬度块的不确定度分量u₂

　　(1)定度标准硬度块的标准硬度计引起的不确定度分量u₂₁标准显微硬度块是用标准显微维氏硬度计定度的,根据规程标准硬度计的示值误差700~800HV_0.2为±3 .0%,该误差是标准硬度计的比对允差,测量次数n=5,采用极差法估算得: