1 引言
测量不确定度是对测量结果可能误差的度量，其含义是对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度，也是定量说明测量结果质量好坏的一个参数，因此他是一个与测量结果相联系的参数。在实验过程中，由于测量不完善和测量技术人员的认识不足，所得的被测量值具有分散性。因此，一个完整的测量结果，在给出被测量的最近估计值的同时，还应给出测量结果的不确定度。
金属洛氏硬度试验是通过测量压痕深度的方法来表示材料的硬度，由于试验操作方法简便、迅速，工作效率高，并且所采用的试验力小，压痕较浅，对工件损伤很小，因此试用于测定成批生产的半成品或成品工件的硬度。试验中通过选用不同的压头，并配合不同试验力，就可测量较硬或较软材料的硬度，可见洛氏硬度测量范围较宽。因此，洛氏硬度试验是应用最为广泛的一种方法。然而，由于影响洛氏硬度测量结果准确性的因素较多，且试验结果的准确度较维氏或布氏硬度低。为此，洛氏硬度试验结果不确定度的评定也是实验室迫切需要解决和关注的技术问题。查阅相关不确定的文献发现，很多单位对于评定测量不确定度的来源和分量分析并不全面，有时会因为重复计算造成计算结果偏差较大。因此，笔者根据国家标准对洛氏硬度试验所产生的不确定度来源进行了详细地分析，特别加入了因硬度计复现性所引入的标准不确定度分量，以供相关检测人员参考。
2 试验方法与材料
试验选用材料为碳钢和标准洛氏硬度块(HRB),两种试验样品均满足GB/T 230.1-2004标准要求，标准洛氏硬度块由中国计量科学研究院提供。测量时严格按照GB/T 230.1-2004金属洛氏硬度试验方法进行。
试验采用广州澳金全洛氏数字显示硬度计，环境条件为(22±4) ℃,可以满足试验一般在10℃-35℃室温进行的试验标准要求。测量过程中在洛氏硬度计处于受控状态下，安装试验方法标准的规定（试验力保持时间、压痕间距和压痕中心与试样边缘的距离等）对碳钢试样和标准洛氏硬度块进行硬度试验，测得硬度值。
3 数学模型的建立
洛氏硬度计B标尺定标单位为0.002mm。由减去试验上观测到的以毫米为单位的压痕深度为洛氏硬度。这个策略的值除以洛氏B标尺定标单位0.002mm，所得商值称为HRBW硬度值。
硬度计的压痕深度测量装置直接显示B标尺的硬度读数值HRB，所以每个压痕点的硬度h直接由硬度计的示值hs给出，即
h=hs
4 测量不确定度来源的分析
假设试验在恒温的条件下进行，即不考虑温度效应所引起的不确定度分量，在满足GB/T 230.1-2004标准的条件下，在试样表面进行多次测量，将多个硬度测试值平均后出具试验报告，金属洛氏硬度试验的不确定度主要来源于以下六方面因素引起的不确定度分量：
1）试验重复性所引入的标准不确定度分量；
2）硬度计复现性所引入的标准不确定度分量（根据对同一样块在不同时期进行检测的数据计算得到）；
3）硬度计压痕测深装置分辨力所引入的标准不确定度分量；
4）硬度计计量溯源（使用洛氏标准硬度块）所引入的标准不确定度分量；
5）硬度计读数所引入的标准不确定度分量；
6）试验结果数据修约所引入的标准不确定度分量。 |
