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計量論壇

標題: 里氏硬度D型檢定裝置不確定度分析 [打印本頁]

作者: jprcqws 時間: 2011-5-31 15:14
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作者: 路云 時間: 2011-6-1 05:36
問題沒說清楚，究竟是硬度計檢定裝置還是硬度塊檢定裝置？

作者: jprcqws 時間: 2011-6-3 23:48
提示: 作者被禁止或刪除內(nèi)容自動屏蔽

作者: 路云 時間: 2011-6-6 06:22
本帖最后由路云于 2011-6-6 06:28 編輯

使用中的硬度計通常只對其示值進行檢定(后續(xù)檢定)，所用的標準就是標準硬度塊。依據(jù)JJG747—1999《里氏硬度計檢定規(guī)程》附錄A中第A.1.3款之規(guī)定，標準硬度塊的均勻度不超過9HL。可以按B類評定的方法估計標準硬度塊引入的不確定度。即：區(qū)間的半寬度α＝4.5HL，均勻分布，包含概率k＝ (, 下載次數(shù): 186)

，u＝α÷k ≈ 2.6HL。個人觀點，僅供參考。

作者: 走著瞧 時間: 2011-6-13 16:22
關(guān)于里氏硬度計測量精度的討論

里氏硬度計自從問世以來，為大尺寸工件，特別是大型結(jié)構(gòu)件的現(xiàn)場硬度測試，提供了有效而方便的解決辦法，極大地提高了工作效率，被越來越多的用戶所認同而選擇里氏硬度計。但在實際操作過程中，還是有很多用戶對其精度提出了質(zhì)疑。

在實際工作中，里氏硬度計出現(xiàn)精度問題的情況，主要由二個方面產(chǎn)生，一是機器本身技術(shù)性能差，再一個就是應(yīng)用時，操作不當造成的測量誤差大。本文主要介紹因硬度計本身，即機器的性能而產(chǎn)生的測量誤差問題。

里氏硬度計就其本身而言，精度其實是很高的。根據(jù)我們的測試，瑞士進口的里氏硬度計可以滿足很高的精度要求。但現(xiàn)在國內(nèi)90%以上的用戶用的都是國產(chǎn)里氏硬度計，其精度表現(xiàn)參差不齊，測量結(jié)果實在令人擔憂。國內(nèi)早期的里氏硬度計是仿造瑞士的產(chǎn)品生產(chǎn)的，而后期的就都是國產(chǎn)仿國產(chǎn)的了。雖然表面看上去，都是里氏硬度計，但實際的表現(xiàn)相差很多。主要有以下幾個問題：

1、線性精度不夠
國產(chǎn)硬度計的精度指標一般標為：±6HL或±0.8%（HL=800）。意思就是里氏硬度HL=800時，機器的示值允許的上下波動是±6HL值，最大和最小之間可以相差12個HL值。對應(yīng)洛氏硬度是1個HRC值。這里邊有個條件，就是在HL=800時，允許的誤差是±0.8%。并不是指全范圍都滿足這個誤差要求。±6個HL值才是里氏硬度計真正有意義的指標。當HL=200時，其精度按百分比標誤差值就變成了±3%。所以，這個 0.8%不是里氏硬度計的真正精度指標，而是為了符合人們的習慣，才勉強這樣標的。看上去精度很高，卻沒有太大的實際意義，倒是可以用來參考比較不同品牌機器的精度差別。比如，瑞士的硬度計包括國內(nèi)個別品牌的硬度計標的是±0.5%，國內(nèi)甚至有更好的硬度計精度已經(jīng)達到了±0.3%的程度，已經(jīng)超過了進口品牌。

使用過里氏硬度計的用戶都知道，隨機的標準硬度試塊都是高硬度值的試塊。原因如上所述，用高塊更容易讓用戶覺得精度高，滿足技術(shù)指標，也容易驗收合格。而一臺硬度計的線性精度如何，做為用戶就無從知曉了。線性精度是指一臺機器，是否能在全范圍內(nèi)都能滿足誤差要求。所以，對頻繁和大量使用里氏硬度計的用戶，建議最好能自備中、低值標準試塊，以此檢驗機器的線性精度。

一臺硬度計，如果精度指標是±6HL，那么在高、中、低值試塊上都應(yīng)該達到這個指標。能達到的，就說明線性精度沒有問題，否則應(yīng)視為不合格產(chǎn)品。線性精度不好的機器，高硬度值是準的，而中低值卻不準。有的機器，高低都準，就中值不準，或高中值準，而低值不準。這并不是個別現(xiàn)象（進口機器也有此現(xiàn)象）。有的機器有調(diào)值功能，如果高低誤差是反向的，也就是高的高，低的低，按高值調(diào)準了后，會造成中低值更大的誤差。

線性精度對大多數(shù)用戶都是非常重要的，如果你的工件硬度是中低硬度的，而手里的機器，線性精度差，測隨機的試塊沒有問題，測出的工件硬度總是有問題。這也是很多用戶認為里氏硬度計不準的原因之一。

2、重復精度差
重復精度也稱重復性。里氏硬度計的重復精度是指，一臺機器在同一個部位多次測量而上下波動的差值。±6HL的標識實際上也體現(xiàn)了重復性。在精度指標里，主要是與標準值去比較，是否接近。而在重復性上，關(guān)鍵不在與標準值比較。重復性好的機器，精度不會差；而精度高的機器，重復性不一定好。因為，精度往往是取平均值出來的，上下波動很大，一取平均，剛好與標準值吻合，滿足了精度要求。但在我們看來，作為計量器具，重復性要比精度指標更重要，更有實際意義。精度是可以校準的，而重復性是沒辦法提高的，這是由機器的性能來決定的。在實際應(yīng)用中，重復性好的機器，測一、二個測試點就可以了，大大提高測量效率。而重復性不好的機器要測很多點，取平均才能得出相對真實的硬度值。對于要求極高的工件，工藝上只允許測一、二點取硬度值，重復性不好的機器，根本無法滿足要求，這已經(jīng)不是精度的問題了。

通常國內(nèi)硬度計的精度為±6HL，其重復性也就是±6HL。最大跟最小值相差12HL值。好點的機器包括瑞士進口的是±4HL，而國內(nèi)有的機器已經(jīng)可以做到±2HL了。這種高重復性機器在實際工作中的作用是不言而譽的。通過對比與實踐，重復性更能體現(xiàn)硬度計的好壞。

3、系統(tǒng)誤差
根據(jù)里氏硬度計的測量原理及試驗標準，其標準測量值均是按照垂直向下測量時得出的。當需要按一定角度水平或向上測量時，其測量條件已經(jīng)不再符合測量標準的要求了。此時，測出的結(jié)果隨角度的變化而有所不同，同時，在相同的角度下，對硬度值高低不同的工件，其產(chǎn)生的誤差也是不同的。所以，測試的角度和不同硬度的工件所帶來的測量誤差是一種復合的影響。這就是里氏硬度計原理上的系統(tǒng)誤差。

如何解決這種系統(tǒng)誤差，各廠家使用的方法也不盡相同。有線性和非線性補償二種不同的解決方法。目前市面上絕大多數(shù)硬度計廠家包括進口品牌用的都是非線性補償?shù)姆椒ā＞唧w做法就是按照探頭測量角度每45°的變化進行補償，主要有斜下45°、水平、斜上45°及垂直向上。同時再根據(jù)每個角度按照每50HL個值從低到高進行補償。根據(jù)分析，可以看出這種補償顯然是非線性的，是跳躍式，每個補償值之間有很大的臺階。雖然，理論上單純這一種誤差可以通過補償來滿足精度要求，但在實際中加上其它因素，如重復性、線性精度差等，而生產(chǎn)的誤差累計和疊加，其偏差值可以是巨大的。而這方面，用戶是很難發(fā)現(xiàn)的。有些用戶就是忘了設(shè)置測試角度，甚至不知道要改變儀器上的角度設(shè)置，造成工件的硬度測量問題，帶來不必要的損失。

線性補償就是將補償過程進行數(shù)字化處理，細化到每個HL值進行補償，大大提高補償?shù)木取；旧吓c向下的測量效果是一樣的。

國內(nèi)新推出一款全角度里氏硬度計，不僅是線性補償，甚至是全角度(5°)范圍內(nèi)線性補償。需要指出的是，全角度與自動識別方向是二個概念。全角度里氏硬度計的特點不僅是沒有角度設(shè)置，其實就不存在所謂的角度問題。在全角度范圍內(nèi)均為線性測量。而自動識別沖擊方向，只是方向的設(shè)置由機器代替手動，但根本的非線性問題并沒有解決。

全角度硬度計在實際工作中，為廣大用戶提供了高效而可靠的硬度測試手段。對于批量多截面工件的硬度測試，對于大型結(jié)構(gòu)件的現(xiàn)場測試，更是便利。

就目前而言，各廠家都是以硬度計在標準試塊上的示值來表明該產(chǎn)品的精度水平。用戶也是以此來驗收是否合格的依據(jù)。很顯然這是不夠的，還需要做其它方面進一步地檢驗。這里給出幾個方法，供大家參考。
1、對隨機試塊進行重復性檢驗。在試塊的同一部位多次打值，每次測試點僅離開上次測試點5mm左右，不必關(guān)心示值與試塊本身的差異，只看重復性好不好。由于試塊本身的熱處理工藝，使得試塊表面硬度隨部位不同有很大差異。通常中間硬，邊上軟。如果隨機在試塊上胡亂打值，既看不出所以然，也無法分辨機器的好壞。
2、自備里氏硬度高、中、低標準試塊。通過對高、中、低塊的檢驗，可以判斷機器的線性精度是否合格。
3、對試塊進行水平和向上測試，以此判斷機器的系統(tǒng)誤差怎樣。

總之，影響硬度計精度的因素是多方面的，只有每個環(huán)節(jié)都控制地好才能使產(chǎn)品的綜合性能達到滿意的程度。如果上述3項檢驗都合格，相信你手里的產(chǎn)品一定是一款非常精準的性能優(yōu)越的好產(chǎn)品。

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