里氏硬度计检定装置计量标准技术报告

计量标准技术报告计量标准技术报告计 量 标 准 名 称 里氏硬度计检定装置 计 量 标 准 负 责 人 王玉良 建标单位名称（公章） 德州市计量检定测试所 填 写 日 期 2013 年 7 月 10 日 1目目 录录一、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 )十二、附加说明( 14 )2一、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。3三、计量标准器及主要配套设备三、计量标准器及主要配套设备名 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 术研究院一年计 量 标 准 器电子天平LA3200D（03200） g级赛多利斯 4001237078 10德州市计量 检定测试所一年投影仪DDT-A/U95=1.8m 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( 0.098079. 807)N0.09807NF1.96 1N MPE:±1.5% F1.961N MPE:±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(0200)mmMPE:±(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（ 0180） mmMPE:±0.25m上海 64340德州市计量 检定测试所一年主 要 配 套 设 备4四、计量标准的主要技术指标四、计量标准的主要技术指标测量范围：（200900）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345 65六、计量标准的量值溯源和传递框图六、计量标准的量值溯源和传递框图布氏硬度副基准装置Urel=(0.51.0)% k=3中国测试技术研究院上 级 计 量 标 准定度标准里氏硬度块（200900）HL均匀度：9HL计 量 标 准 装 置直接检测里氏硬度计（200900）HLMPE:±12HL被 测 计 量 器 具6七、计量标准的测量重复性考核七、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（793HLD）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。7八、计量标准的稳定性考核八、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。8九、九、检定或校准结果的测量不确定度评定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:1035；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9九、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:793HLD11hni ihn2.62HLD2()1i ihhsn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。10九、九、检定或校准结果的测量不确定度评定检定或校准结果的测量不确定度评定硬度标尺793（HLD） 2.91 2.23 2.62 2.55单次实验标准差is2.40maxs2.91()()mu HHLD1.30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=1.30max m()5su H2.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16793: ()23bHLD u HHLD(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11九、九、检定或校准结果的测量不确定度评定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分布，采用 B 类方法进行评定。rel21%()0.58%3baUHk793HLD:u(Hb2)=793×0.58%=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)22793: ()24.605.02bHLD u HHLD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121,1mbhhccHH AA2.标准不确定度汇总表(见表 2)标准不确定度（HLD）标准不确定度分量( )iu x不确定度来源 793（HLD）ic()mu H硬度计的测量重复性1.301()bu H标准硬度块5.021()bu H标准硬度块扩展不确定度22()bu H硬度块稳定度4.60-1()mu H1.30( )iic u xA ()bu H5.0212九、九、检定或校准结果的测量不确定度评定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算:2222222 12()()()()()cmb mbmbhhuhu Hu HHHc uHc uH AA22814:()1.305.065.19cHLD uhHLD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=k·uc(h)793HLD:U=2×5.19=10.4HLD10.4100%1.3%793relU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。13十、检定或校准结果的验证十、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=0.4%因准确度等级相同，U1U2U，则95rel (k=2)UUU22 22 1显然y1-y20.4%95rel (k=2)UUU22 22 1结论：经验证，本标准装置测量不确定度评定准确，测量结果可靠。14十一、结论十一、结论经过实验验证，所建里氏硬度计检定装置符合计量检定系统表和JJG747-1999 里氏硬度计检定规程的要求,可以开展里氏硬度计的检定校准工作。十二、附加说明十二、附加说明