邵氏硬度计试验力测量结果的不确定度评定.docx

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1、邵氏硬度计试验力测量结果的不确定度评定EvaluationofUncertaintyinMeasurementForTestForceofShoreDurometer朱亚波蒋跃勤(常州市计量测试技术研究所,江苏常州213001)摘要本文从建立邵氏硬度计检定装置过程,对其试验力的测量结果不确定度进行描述和分析，以利于A型、D型邵氏硬度计的检测.校准.关键词邵氏硬度计试验力不确定度评定邵氏硬度计俗称橡胶硬度计，是测定硫化橡胶和塑式中：F硬度计试验力心一标准测力仪示值；料制品硬度的仪器，广泛应用于机械制造、冶金、化工、建材等行业的计量检测、科研生产、成品和半成品硬度性能的测定以及控制橡胶产品的质量。

2、它具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点，既可以随身携带手持测量,也可以装置在配套生产的同型号定荷架上定荷测定，特别适合于现场的硬度测定。目前国内较常用的邵氏硬度计有A型和D型,分别适用于低中硬度和高硬度橡胶、塑料材料硬度的测试。邵氏硬度计压针试验力是其重要的指标，为了保证邵氏硬度计检测数据的准确可靠,本文对A型、D型邵氏硬度计试验力测量结果的不确定度进行了分析、评定,供同行们共同探讨。1A型邵氏硬度计试验力测量结果的不确定度评定1 概述(1)测量依据JJG3042003A型邵氏硬度计检定规程。(2)测量条件空温(1828)湿度W0%RH检测前被检硬度计及使用的标准器应在同一环境条件

3、下至少放置IhoI)测量标准器标准测力仪(橡胶硬度计检定装置)，测量范围(0IO)N,最大允许误差为8mN。I)被测对象A型邵氏硬度计，测量范围(0100)HA0f)测量方法将A型邵氏硬度计(简称硬度计)稳固安装在橡胶硬度计检定装置的夹具上，压针垂直向下,对准标准测力仪传感器中心。利用具有精细位移控制的加载装置,提升安装有标准测力仪的平台,传感器与压针接触后缓慢加载,达到硬度计评定点(60HA)的示值时,记录标准测力仪相应的进程示值，重复加载测量三次，取平均值为试验力测量结果。1.2数学模型和灵敏度系数X2温度变化对标准测力仪示值的影响X3一被检硬度计分辨率的影响X4测量重复性的影响*5安装条

4、件对测力结果的影响。(2)灵敏度系数由于各分量相互独立,所以各分量灵敏度系数为:QT部B标准不确定度分量的来源(1)标准测力仪引入的不确定度分量W1;(2)温度变化引入的不确定度分量“2;(3)被测硬度计分辨率引入的不确定度分量3；(4)测量重复性引入的不确定度分量H4；(5)安装条件引入的不确定度分量4标准不确定度分量评定(1)标准测力仪的允差引入标准不确定度分量1的评定标准测力仪的最大允许误差为8mN,采用B类评定,均匀分布,则其标准不确定度分量Wi为：8mN,一、，u=4.62rrN(2)温度变化对标准测力仪示值的影响引入不确定度分量U2的评定标准测力仪的温度影响系数为0.003%C此次

5、试验中，St=0.15mNC温度变化范围为3C采用B类评定,反正弦分布,则其标准不确定度分量为SX32=2及=0.16nNO(3)被测硬度计分辨率引入不确定度分量3的评定(1)数学模型F=EXi3J=2.17mN2S(C)1904-2020 China Academic Journal Electronic PublishinH H总包理玲蠹智黑国需留黑.程照能定硬度计最小分度值为1HA,读数分辨力为OJHA,相当于试验力为7.5#,采用B类评定,均匀分布，则其标准不确定度分量3为：该项标准不确定度来源可以从计算测量重复性中得至J,采用A类评定。选一台硬度计在60HA处试验力作为测量点,测量结

6、果如表1所示：表160HA处试验力的测量数据(mN)重复性123平均值.mN)507550355050505340用三次极差法计算,正态分布,则其标准不确定度分量4为：40mN1.693=13.67TN分辨率影响与测量重复性影响取较大者列入不确定度来源计算,这里3与中，取4不确定度来源。(5)安装条件引入不确定度分量的评定由于测量过程中，硬度计试验力加力状态变化,会导致传感器受力轴线变化，以及带来硬度计内部侧向摩擦的影响，所以评价不同安装条件下的测量结果，计算其影响量(单位mN)见表2。表2不同装夹123平均值150755035505050532508550805090508535040505

7、550255040三次平均值的最大差值为45mN,设试验结果在此区间均匀分布,则其标准不确定度分量W5为：45mN的一=3.0OmN231.5标准不确定度分量一览表(见表3)分布特性标准不确定度分量表3不确定度来源标准不确定度值灵敏系数C1%标准测力仪4.6N1均匀分布U2温度影响O-IfimN1反正弦分布U4测量垂夏性13.67mN1正态分布U5安装条件影响13.OOnN1均匀分布1.6合成标准不确定度评定由于各分量不确定度互不相关,因此合成标准不确定度M为:uc=Jtc+in+m42+m52=19.43itNT扩展不确定度评定取包含因子女二2,则扩展不确定度U为:U=kUc=39N$测量不

8、确定度报告此次试验中,A型邵氏硬度计在60HA处的试验力测量结果为：2(型邵氏硬度计试睑力测量结果的不确定度评定IUb加hi器想出前藻嘿F温度变化;范困馥采用F=5053=B9)N2.1 概述(1)测量依据IJGl03920(BD型邵氏硬度计检定规程。(2)测量环境室温(1828)湿度80RH检测前被检硬度计及使用的标准器应在同一环境条件下至少放置Iho(3)测量标准器标准测力仪(橡胶硬度计检定装置),测量范围(050)N,最大允许误差为50mN(4)被测对象D型邵氏硬度计，测量范围(0700)HDo(5)测量方法将D型邵氏硬度计(简称硬度计)稳固安装在橡胶硬度计检定装置的夹具上，压针垂直向下

9、,对准标准测力仪传感器中心。利用具有精细位移控制的加载装置,提升安装有标准测力仪的平台,传感器与压针接触后缓慢加载，达到硬度计评定点(40HD)的示值时，记录标准测力仪相应的进程示值,重复加载测量三次,取平均值为试验力测量结果。2.2 数学模型和灵敏度系数(1)数学模型F=Xir=1式中十一硬度计试验力为一一标准测力仪示值；X2一温度变化对标准测力仪示值的影响刈一一被检硬度计分辨率的影响济4一一测量重复性的影响；X5-安装条件对测力结果的影响。(2)灵敏度系数由于各分量相互独立,所以各分量灵敏度系数为：Ci=苣=13标准不确定度分量的来源(1)标准测力仪引入的不确定度分量Wl；(2)温度变化引

10、入的不确定度分量“2;(3)被测硬度计分辨率引入的不确定度分量”3；(4)测量重复性引入的不确定度分量4；(5)安装条件引入的不确定度分量应。2标准不确定度分量评定(1)标准测力仪的允差引入标准不确定度分量Ml的评定。标准测力仪的最大允许误差为50mN,采用B类评定,均匀分布,则其标准不确定度分量Wi为：50nN-otil=28.9M3(2)温度变化对标准测力仪示值的影响引入的不确定度分量M2的评定。标准测力仪的温度影响系数为0.003%C此次试B类评定,反正弦分布,则其标准不确定度分量Ui为：SX3C2=2/=0.6mN(3)被测硬度计分辨率引入的不确定度分量的评定。硬度计最小分度值为IHD

11、,读数分辨力为OJHD,相当于试验力为44.5mN,采用B类评定,均匀分布,则其标准不确定度分量“3为：44.5mNICC“3=12.9mN23(4)测量重复性引入的不确定度分量选一台硬度计在40HD处试验力作为测量点，在重复性条件下连续测量三次，采用A类评定，测量结果见表4:表440HD处试缝力的测量数据(mN)平均值更复性(mN)12317960178551801517943160用三次极差法计算,正态分布,则其标准不确定度分量W4为：60mN“4=f-=54.7mN1.693分辨率影响与测量重复性影响取较大者列入不确定度来源计算,这里力与4中，取4为不确定度来源。(5)安装条件引入的不确

12、定度分量5的评定由于测量过程中，硬度计试验力加力状态变化，会导致传感器受力轴线变化，以及带来硬度计内部侧向摩擦的影响，所以评价不同安装条件下的测量结果，计算其影响量(单位mN)见表5o表5不同装夹123平均值117960178551801517943217835178401794517873318105180551796518042三次平均值的最大差值为45mN,设试验结果在此区间均匀分布,则其标准不确定度分量5为：169mNC/us=48.8mN233标准不确定度分量一览表(见表6)O表6标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度值灵敏系数G分布特性“1标准测力仪28.9mN1均匀分布U2温度

13、影响ttmN1反正弦分布“4测量重复性54.7hN1正态分布安装条件影响48.8mNI均匀分布B合成标准不确定度评定由于各分量不确定度互不相关,因此合成标准不确定度”为：ue=M2w2-+-M2=78.8mN12452 扩展不确定度评定取包含因子AN则扩展不确定度U为:U=kUeFSmN3 测量不确定度报告此次试验中，D型邵氏硬度计在40HD处的试验力测量结果为：F=(17943158)mN*=2参考文献U李慎安.测量不确定度评定与表示.中国计量出版社.1999.4.2陈明华国家计量检定规程4A型邵氏硬度计.中国计员出版社，20Ql2.3何广森.国家计量检定规程才D型邵氏硬度计B.中国计量出版

14、社.28.5.作者简介朱亚波.男.副所长.工程师。工作单位帝州市计量测试技术研究所，通讯地址213001江苏省常州市劳动西路323号，蒋跃勤,常州市计量测试技术研究所(常州213001).,收稿日期20125-21信息动态四川携手中石化共推加油站诚信计量近日，四川省质监局携手中国石化四川石油分公司在成都举行了“共推加油站诚信计量承诺”启动仪式。全省加油站代表共同签署了诚信计量承诺书，宣誓将摒弃任何形式的计量作弊，与四川质监系统道为维护全省成品油市场的良好计量秩序而努力。据统计,四川省现有加油机近14000台，每半年的受检率达100%,但仍有部分不法经营者在利益的驱使下，从事加油机计量作弊等不法行为。因此，加油站计量成为四川省质监系统推进诚信计量工作的重点。在接下来的工作中，四川省质监局将深入建立以经营者自我承诺为基本框架的加油站诚信计量体系，并让加油站诚信计量建设起到“领头兵”的作用,示范带动在全省集贸市场、商店、餐饮业、医院、眼镜店等与人民生活息息相关的领域，建立类似的诚信计量体系，引导并培育一批诚信计量自我承