布氏硬度测量结果不确定度的评定终版
布氏硬度试验测量结果的不确定度评定
一 １ ． ２９。
测 量不 确定 度 的来 源 主要有 ： （ １ ）试 样测 量重 复性 的标 准不 确定度 。 （ ２ ）用标 准硬度块测定 的平均值 的标准不确定 度 。 （ ３ ）标 准硬 度块 的标 准不确 定度 。 （ ４ ）硬 度计 最大 允许 误差下 的标 准不 确定 度 。 （ ５ ）压 痕测 量装 置分 辨力 的标 准不确 定度 。 ３ 标 准不确 定度 分量 的评 定 ３ ． １ 对试样 测量 重 复性 的标 准不确 定度 的评 定
１ ． ２ 试 验 环 境
其中： Ｃ为级 差 系数 ， 取 Ｃ一２ ． ３ ３ ； Ｒ为 极差 ， Ｒ一２ １ ０ — ２ ０ ８ —２ 。将数 值 代入式 （ １ ） 得： Ｓ 一０ ． ８ ６ 。
布 氏硬 度 试 验 一 般 是 在 １ Ｏ℃～３ ５℃ 环 境 下 进 行， 本 试 验在 室温 ２ ５℃下 进行 。
１ 硬 度测试 试验
１ ． １ 试 验 方 法
２ ０ ９ 、 ２ ０ ９ 、 ２ １ ０ 。 则其算术平均值为： ； ＝ ＝ ７ ∑ ２ ＝ ＝ ＝
２ ０ ８ ＋２ ０８＋ ２ ０ ９＋ ２ ０ ９＋ ２１ ０
— — — — — — — — — 一
—２ ０ ８ ． ８（ 为测 试 次 数 ，
第２ 期（ 总第 ２ ０ １期 ）
２ Байду номын сангаас １ ７年 ４月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ Ｃ ＡＩ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ
ＮＯ． ２ Ａｐ ｒ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ — ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ２ — ０ １ ５ ５ — ０ ２
布氏不确定度
202HBW硬度水平的示值重复性:
uCMR
1.0% 2.83
202
0.714
HBW
337HBW硬度水平的示值重复性:
uCMR
1.0% 2.83
337
1.190
HBW
8.3.2 硬度计允许误差引起的标准不确定
度分项 uE 的评定
示值重复性最大允许误差可看作重复性限. 由表1, 202HBW硬度水平示值重复性≤3%:
U 一 扩展不确定度;
u 一 对试样进行硬度测量重复性引起的标准不确
x
定度分项 ；
u H 一 用标准硬度块检定时平均值的标准不确定度分项；
u E 一 硬度计允许误差引起的标准不确定度分项；
uCRM 一 标准布氏硬度块引起的标准不确定度分项；
ums 一 测量系统的分辨率引起的标准不确定度分项 。
8 輸入量的标准不确定度评定
202 HBW硬度值水平： D=10mm d=4.226mm ms=0.0211mm c =101.236 HBW/mm
ums 0.617 HBW
337HBW硬度值水平:
D=10mm d=3.306mm ms=0.0165mm c 211.689 HBW/mm
ums 1.008 HBW
压痕分辨率的近似计算： 如果 D>>d ，可以近似为：
203±5.9HBS10/3000
将两次能力验证统计的结果转换成相对关系，与不确 定度评定结果相比较，见表5：
表5 能力验证满意数据分布范围与不确定度评定结果比较
U 95 U 95rel
203.4±4.7HBW10/3000
203.4 ±2.3%
339.8 ±6.8HBW10/3000
布氏硬度计标准检定装置测量结果的不确定度评定
ｎ ｈ ￣ １ ９ ０ Ｈ Ｂ ； ｓ ＼ ／
，
。
Ｖ
ｎ一
＝ ｜ Ｄ ． ９ １ ９ Ｈ Ｂ
１。
任意选 取 ５ 台硬 度计 ，分别 用 １ ９ ０ Ｈ Ｂ Ｓ １ ０ ／ ３ ０ ０ ０ 、 １ ０ ０ ＨＢ Ｓ Ｉ Ｏ ／ Ｉ Ｏ ０ ０ ４ ． ３ 合成标准不确定度的计算。 输入量 Ｈ 和Ｈ 彼此不相关 ， 合成标 标尺的硬度块 ， 在每台硬度计上进行连续 ｌ ０ 次测量 ， 每组测量列分别 准不确定度按下式计算 按上述方法计算得到单次实验标准差。 并对同一标尺的单次实验标准 ｕ ｏ Ｅ （ Ａ ｈ ） ￣ ｃ 。 ｕ （ Ｈ ） ＮＣ ｚ ｕ （ Ｈｂ ） 】 ２
ａ Ｈ 一
续１ ０ 次 测量 ， 得 到一测 量列 为 １ ８ ８ ， １ ９ ０ ， １ ９ ０ ， １ ８ ９ ， １ ９ １ ， １ ９ ０ ， １ ９ ０ ， １ ９ ０ ， ４ ． ２ 标准不确定度汇总。Ｈ Ｂ Ｓ １ ０ ／ ３ ０ ０ ０ 标尺 Ｈ Ｂ Ｓ Ｉ Ｏ ／ Ｉ Ｏ ０ ０标尺 ｕ （ ｎ ） １ ９ １ ， １ ８ ９ （ Ｈ Ｂ Ｓ １ ０ Ｂ ０ ０ ０ ） 。 其示值算术平均值和单次实验标准差按下式 （ 硬度计的测量重复眭）分别为 ｎ ５ １ ２ ， ０ ． ６ ０ ０ ， Ｃ是 １ ， Ｕ（ Ｈ ） （ 标准硬度 计算 ： 块 ）分别为 ０ ． ５ ４ ７ ， ０ ． ３ ６ ９ ， Ｃ是一 １ ， Ｕ（ Ｈ ） （ 工作基准硬度计 ）分别为 厂 ＿ ＿ ＝ — ０ ． ４ ３ ７ ， ０ ． ２ ３ ０ ， Ｃ是一 １ ， ｕ （ ｎ ） （ 硬度块稳定度 ） 分别为 ０ ． ３ ２ ９ ， ０ ． ２ ８ ９ ， Ｃ是一 ＿ ＿
示值测量 ，每一块硬度块上重复测量 ３ 次， ３ 次测量的算术平均值和 估计 为０ － ｌ （ 】 ， 其 自由度 Ｖ Ｈ ｂ ２ ＝ ５ ０ 硬度块标准值之差即为硬度计的示值误差。符合上述条件下的测量， ３ ． ２ ． ３ 输入量 Ｈ 的标准不确定度 ｕ （ Ｈ ｂ ） 的计算。 输入量 Ｈ 的标准不 般可直接使用本不确定度的评定结果 。 确定度为 ｕ Ｚ （ Ｈ ） ＝ ｕ ２ （ Ｈ ） ＋ ｕ ２ （ Ｈ ） ２ 数学模型 ＨＢＳ Ｉ Ｏ ／ ３ ０ ０ ０ ｕ （ Ｈｂ） ＝ Ｘ ／ ０ ． ４ ３ ７ ％０ ． ３ ２ ９ ｚ＝ ０ ． ５ ４ ７ （ ＨＢ） ＨＢ Ｓ １ ０ ／ １ ０ ０ ０ ｕ Ａ ｈ ＝ Ｈ ｍ － － Ｈ 式中： Ａ ｈ 一 硬度计的示值误差 ； Ｈ 硬度计示值的算术
金属布氏硬度计测量不确定度评定[2]
![金属布氏硬度计测量不确定度评定[2]](https://img.taocdn.com/s3/m/82f83d9f6bec0975f465e2c0.png)
1． 测量方法依据JJG150-2005《金属布氏硬度计》，采用直接测量法，用标准硬度块对布氏硬度计进行校准。
2． 数学模型)1(bm H H y -=式中： y ——被测硬度计的示值误差HBWHm ——硬度计示值HBW Hb ——硬度块硬度值HBW3． 方差与灵敏系数 3.1 方差由（1）式得22212u u u c +=)2()()()(222221212b m c h u c h u c y u +=3.2 灵敏系数将c 1．c 2代入（2）得：)4(1/)()3(1/)(/21-=∂∂===∂∂==∂∂=b b m m i i h y h c c h y h c c x f c4． 计算分量标准不确定度4.1 示值重复性测量引起的不确定度分量（A 类评定）选取一硬度值为HBW2.5/62.5/89.1的布氏硬度块，对布氏硬度计进行测量，测试数据如下HBW x n x ni i 3.8911==∑=单次实验差：HBW x x ns i xi 6.0)(12)(≈-=∑ 平均值的实验标准差：HBWx u x u x u x u x u p u 28.1)39.0()27.0()27.0()15.1()2.0()()()()()()(2222252423222121=++++=++++= %4.11=rel U扩展不确定度取k ＝2时的最佳测量能力%8.2%4.121=⨯==c ku U选取一硬度值为HBW10/3000/204的布氏硬度块，对布氏硬度计进行测量，测试数据如下：HBW x n x ni i 6.20511==∑=单次实验差：HBW x x ns i xi 6.2)(12)(≈-=∑ 平均值的实验标准差：HBWx u x u x u x u x u p u 26.2)39.0()27.0()27.0()15.1()8.0()()()()()()(2222252423222122=++++=++++= %1.11=rel U扩展不确定度取k ＝2时的最佳测量能力HBWs u xi 8.010)(21≈=HBWs u xi 2.010)(12≈=%2.2%1.122=⨯==c ku U选取一硬度值为HBW5/750/263的布氏硬度块，对布氏硬度计进行测量，测试数据如下HBW x n x ni i 2.26411==∑=单次实验差：HBW x x ns i xi 1.2)(12)(≈-=∑ 平均值的实验标准差：HBWx u x u x u x u x u p u 86.1)39.0()27.0()27.0()15.1()7.0()()()()()()(2222252423222123=++++=++++= %7.01=rel U扩展不确定度取k ＝2时的最佳测量能力%4.1%7.023=⨯==c ku U %8.2%4.121=⨯==c ku U4.2 标准硬度块不均匀度引起的不确定度分量（B 类评定）根据JJG147-2005《标准金属布氏硬度块》的规定，均匀度≤2.0%，得HBW x u n %15.13/0.23/)(12===-δ4.3 钢球直径误差引起的不确定分量（B 类评定）根据JJG150-2005规程可知，钢球直径允差为±0.005mm ，其对布氏硬度值的量值影响为0.0125%HBW 。
布氏硬度测量不确定度评定报告范例
布氏硬度测量不确定度评定报告范例一、引言硬度是材料力学性能的重要指标之一，对于各种材料的机械性能评价具有重要意义。
布氏硬度测试是常用的硬度测试方法之一，通过在试样表面施加压力，测量压入的钢珠或钻头的深度来评估材料的硬度。
在布氏硬度测试中，存在着测量不确定度，即测量结果与真实值之间的差异。
评定布氏硬度测量不确定度的目的是为了确定测量结果的可靠性和准确性，并提供合理的测量范围。
二、测量方法与仪器本次实验采用了常见的布氏硬度测试方法，使用了市场上常见的布氏硬度计进行测量。
按照相关标准和规范进行测试，遵循了硬度计的使用说明，并对硬度计进行了合适的校准和调试。
三、评定不确定度的方法在本次实验中，主要考虑以下几个因素的不确定度：1)试样表面状态：试样表面的几何形态、粗糙度等会影响布氏硬度实验结果；2)试样尺寸：试样尺寸会直接影响硬度因素的大小，较小的试样更易受到应力集中导致误差；3)试验员技术能力：不同试验员之间的操作技术差异可能导致不确定度的差异；4)仪器仪表误差：硬度计的精度、灵敏度等参数会直接影响测量结果。
2.实验数据分析在本次实验中，通过对多个试样进行布氏硬度测试，得到了一系列硬度测试值。
通过计算平均值和标准偏差，可以对测量数据进行分析，以确定测量结果的可信度和分散度。
3.不确定度计算根据测量数据的分析，按照不确定度评定公式，计算出不确定度的各个组成部分，包括随机误差、系统误差等。
同时对影响变量的不确定度进行综合，得到最终的测量不确定度。
四、结果和讨论通过对测量数据的分析和计算，得到了本次布氏硬度测量的不确定度评定结果。
结果显示，在所使用的测试方法和仪器条件下，本次测量的不确定度为±0.5HRC。
通过对不确定度评定结果的讨论，可以得出以下结论：1.本次布氏硬度测量结果的不确定度较小，说明所使用的测试方法和仪器条件较为准确和可靠；2.在实际应用中，需要考虑不确定度的影响范围和可接受度，以保证测量结果的准确性和可靠性。
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
金属材料布氏硬度试验测量不确定度评定报告1.概述1.1测量方法：依据GB/T 231.1-2009《金属材料 布氏硬度试验第1部分：试验方法》。
1.2测量设备：布氏硬度计，编号：030。
1.3被测对象：1.4环境条件：温度20℃、相对湿度<40%。
环境清洁，无震源；安装稳固。
1.5 测量过程简述：选用压头直径D=10mm 的硬质合金球，试验力为29420N ，试验力保持时间为12s 。
采用自动加载方式，对标准布氏硬度块测定布氏硬度值（HBW 10/3000）。
在试样表面选择均匀分布的五点进行硬度试验，测得平均压痕直径，根据硬度试验计算公式（1.1），可以得到布氏硬度测量值。
0.102HBW = （1.1）式中：F —试验力（N ）；D —压头直径（mm ）；d —压痕直径（mm ）。
2.分析不确定度来源本报告的不确定度考虑了硬度计与标准硬度块相关测量的不确定度。
这些不确定度反映了所有分量不确定度的组合影响。
因所使用的布氏硬度计在每年的检定中是合格的， 故考虑的不确定度来源参照表2-1。
表2-1 不确定度来源3.不确定度分量的评定3.1测量结果重复性引入的标准不确定度u1检测人员对标准硬度块进行布氏硬度检测（HBW 10/3000），试验力29420N ，试验力保持时间为12s 。
按照GB/T 231.1-2009标准在硬度块上进行试验，得出单次测量值5个，见表3-1。
表3-1 标准布氏硬度块单次测量值测量结果的平均值：⎺x=220.8测量结果的标准偏差：1.44x S ==则测量结果重复性引入的标准不确定度u11 1.44/0.644x u S ===3.2标准硬度块均匀度引入的标准不确定度2u标准硬度块均匀度为0.9%,硬度值为221，则硬度标块的硬度偏差为221×0.9%。
依据B 类判定，u=A/√3则硬度块不均匀度引入的不确定度u 2==1.1483.3压痕测量装置分辨力引入的标准不确定度3u压痕直径测量装置为直读显微镜，经相关政府计量部门检定不确定度为U=0.25μm （k=2）3u =0.1253.4硬度计系统误差引入的标准不确定度 4u由鉴定证书知，U=1.4% k=2 。
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
布氏硬度试验测量不确定度评定报告
一、引言
布氏硬度试验作为常用的金属硬度测试方法，在工程领域有着广泛的应用。
然而，测试结果的准确性和可靠性对于材料的硬度评定和质量控制具有重要意义。
为了评定布氏硬度试验的不确定度，本报告将综合考虑测试设备的精度和稳定性、试样的制备和处理等因素，对布氏硬度试验的不确定度进行评定，并提出相应的控制措施，以保证测试结果的准确性。
二、试验方法与设备
本次试验采用了ASTME10标准规定的布氏硬度试验方法。
试验设备为一台精密布氏硬度计，压头选用对钢材适用的压头。
三、不确定度分析
1.试验设备的不确定度评定
通过多次测量标准样品，计算所得的硬度值的标准偏差为0.1HB。
根据试验设备的技术说明书，设备的精确度为0.2HB。
故设备的不确定度为0.2HB。
3.试样制备与处理的评定
试样制备和处理的不确定度主要包括试样表面的准备、试样尺寸的测量和试样处理的质量等因素。
经过多次试验，试验结果的标准偏差为
0.2HB。
故试样制备与处理的不确定度为0.2HB。
四、不确定度评定与控制
根据进一步的计算分析，可以得到布氏硬度试验的总不确定度为
0.5HB。
为了减小不确定度，以下控制措施可以被采取：
1.定期校准试验设备，确保设备的准确性和稳定性。
3.严格控制试样制备和处理过程，确保试样的质量和尺寸的准确性。
五、结论。
关键测量过程-测量不确定度评定-布氏硬度
******有限公司阀杆材质布氏硬度值测量不确定度评定1、 概述1.1测量依据：GQYFG-AB125-42X283-1.0《阀杆图纸》；1.2测量环境：常温；1.3测量设备：布氏硬度计，测量范围：（8～650）HBW ，最大允许误差： MPE:±2.5% (125>HBW ≤225)最大允许误差：MPE:±2.0% (硬度>225 HBW)1.4测量对象：阀杆材质布氏硬度测量。
1.5测量过程：按照 《阀门设计手册》及GQYFG-AB125-42X283-1.0《阀杆图纸》的要求，将被测件置于硬度计试验台上，试验过程应满足试验力保存时间、压痕间距、样品厚度等条件。
按硬度计正常操作规程进行硬度值测量，在每个试样取3个有效点，并以3个点的平均值作为测量结果。
现以硬度值为270HBW 为例进行测量不确定度评定。
2、测量模型x y =式中：y ——阀杆材质布氏硬度值，HBW ；x ——布氏硬度计的显示值，HBW 。
3、方差和灵敏系数：方差： ()()x u c y u 2212= 灵敏系数： 11=∂∂=xy c 则 ()()x u y u 22= 即 ()()x u y u =4、 标准不确定度来源分析输入量x 的标准不确定度由下列的不确定度分量构成：1） 测量重复性引入的标准不确定度()1x u 。
2） 布氏硬度计最大允许误差引入的标准不确定度()2x u 。
5、 标准不确定度分量的评定5.1重复测量阀杆材质里（布）氏硬度值如下表所示：()()()0.6411121=--==∑=ni i i x x n x s x u （HBW ） 测量时，由于以3个点的平均值作为测量结果，则()()37.031==x s x u （HBW ） 5.2由布氏硬度的最大允许误差引入标准不确定度()2x u因为布氏硬度计最大允许误差：MPE:±2.0% (硬度>225 HBW) ，则()12.33702%2.02=⨯=x u （HBW ） 6、合成不确定度评定()()()14.312.373.0222212=+=+=x u x u y u （HBW ）7、 扩展不确定度的评定取 2=k 则U =2×3.14= 6.28≈7（HBW ）8、 测量不确定度报告与表示当布氏硬度计测得阀杆材质布氏硬度值为270HBW 时， 其扩展不确定度为U = 7 HBW ， 2=k其相对扩展不确定度为%2.3%1002706.28=⨯=rel U ， 2=k 9、当布氏硬度为250时，U = 6 HBW ， 2=k当布氏硬度为280时，U = 7 HBW ， 2=k编制：*** 审核：*** 日期：2021-12-15。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
金属布氏硬度测量结果不确定度的评定
1.被测对象
满足GB/T 231.1—2009金属布氏硬度国家标准要求的金属材料硬度试样 使用THBS-3000DB 型布氏硬度计。
2.引用文献
JJF 1059—1999 测量不确定度评定与表示 JJG 147—1991 标准布氏硬度块检定规程
GB/T 231.1—2009 金属布氏硬度试验 第一部分：试验方法
3.环境条件
硬度计在下列条件下检定并正常工作： 1) 室温10℃～35℃；
2) 环境清洁，无震动；周围无腐蚀性气体； 3) 安装在稳固的基础上，并调至水平。
4.测量基准
采用二等标准硬度块。
根据JJG 2005—1987和JJG 147—1991判断，本文中的硬度范围内标准硬度块的示值误差应为：
△≤±1.5%
5.测量过程
根据GB/T 231.1—2009，在20℃±2℃环境条件下，借助检定合格的THBS-3000DB 型布氏硬度计，加载条件为选用压头直径为D=5mm 的硬质合金球，试验力为7355N （0.102×F/D2=30）,保荷时间为15秒，对两种硬度值水平的硬度试样，各测20个点，各得到一个测量列。
6.评定结果的使用
在室温条件下测量结果，一般可直接使用本不确定度的评定结果。
7.数学模型
0.102HB =
8.标准不确定度分量的评定
8.1不同检测人员重复测量HB 值所引起的相对标准不确定度分量x u
按GB/T 231.1—2009标准规定的方法，硬质合金的直径为5mm ，试验力为7355N （0.102×F/D 2=30）,保荷时间为10～15秒，分别对满足标准的（B 1 B 2）两类试样分四人重复测定五次。
计算公式如下：
布氏硬度总平均值：
HB =
1
20
20
1
i
i HB =∑
每一组测量标准差： S
测量过程稳定，对样本标准偏差进行合并：p s == 测试结果是观测列HB i 中的任一次值，所以该标准不确定度分量为：
x u ，＝S p
8.2硬度试验机所引入的不确定度分量u E
根据JJG 150－2005 其示值最大允许误差和示值重复性符合表3。
示值重复性最大允许差可以看作为重复性限。
采用B 类方法进行评定得到不确定度分量U E 。
x ·3E u rel E ＝
8.3布氏硬度标准块引入的不确定度分量u CRM
在检定硬度试验机时，布氏硬度标准块所引起的标准不确定度分量也会传递到测试结果中，根据国家计量部门给出了所使用标准块的扩展不确定度u rel
所引入的不确定度分量u CRM （HB ）＝布氏硬度值×K
u
rel ；
8.4压痕测量分辨力引起的标准不确定度分项 ms u
()()3
2m s
x 2d u x 2HBW u x rel rel ⨯
⨯⨯⨯⨯＝＝＝ms u
式中 ： ms —分辨力。
根据GB/T 231.2中压痕测量装置分辨率为直径的0.5％。
8.5用标准硬度块进行检定时平均值的标准不确定度分项 H u 的评定
对标准块随机测量5个数值及，并计算所测硬度值的标准偏差。
按下式计算平均值的标准不确定度分项：
5i i H S
N S u ==
式中： i S — 测量硬度值的标准偏差 N — 测量次数
9.合成标准不确定度的计算
输入量彼此独立不相关，所以合成标准不确定度可按下式计算：
2
H
2ms 2CRM 2E 2x c u u u u u u ++++＝
10.扩展不确定度的评定
扩展不确定度U 为合成标准不确定度U c 与所选择的包含因之K 之积，K 的选择是以区间有关的理想置信水平为依据的，通常选区2--3。
K ＝2时，区间的置信概率P 约为95% 扩展不确定度可用如下公式进行计算：
U r ＝K U c （HB ）。