Page 38 - 理化检验-物理分册2021年第七期

张 洁, 等: DP780 高强钢电阻焊接头维氏硬度测量不确定度评定

定度合成为 式中: u c H V ) 为合成标准不确定度; u c x i
( ) 为测量

(
2
2
(
u ( d ) = u 1 d ) u 2 d ) ( 2 ) 分量x i 的不确定度。
(
+
表 2 压痕测量装置允许误差所引起的不确定度分量u 2 d ) 对式( 1 ) 构建的数学模型进行偏导运算可得:
(

Tab 2 Uncertaint y com p onentu 2 d causedb y allowable 2×0.1891×F
∂H V
=- ( 4 )
errorofindentationmeasurin gdevice ∂d d 3
压痕对角线长度 测量装置 最大允许 u 2 d )/ 合成标准不确定度为
(
d
算术平均值 / mm 系统偏差 / mm 误差 / mm mm
2
≤0.04 0.0002 ±0.0004 0.0002311 0.14304 F 2 2 2
u c H V = u d +U E +U rou 5
()

>0.04 0.5% d ±1.0%d 0.577%d d 6

(

注:为减少在计算过程中的修约误差, 表中 u 2 d ) 值至少保留 3 试验力 F 为定值 9.8N , 将已经评定的不确定
位有效数字。
, 代入式( 5 ), 计算得到母材维
度分量u ( d ), U E1 U rou
将 u 1 d ), u 2 d )代 入 式 ( 2 )可 得 u ( d ) = 氏 硬 度 测 量 不 确 定 度 的 合 成 标 准 不 确 定 度
(
(

2
2
0.00028 +0.000441 = 0.000522mm 。 u c H V = 4.35HV 。

3.1.3 拓展不确定度评定
( 3 )硬度计加载装置引入的不确定度U E
经国家专业计量单位校准, 该试验所用硬度计 取包 含 因 子 k=2 , 拓 展 不 确 定 度 U =2U c =
8.7HV , 根据 JJF1059.1-2012 《 测量不确定度评定

的相对扩 展 不 确 定 度 为 U rel , E =1.4% , 由 U rel , E =

为扩展不确定度; k 为置信因子, 与表示》 和 GB / T4340.1-2009 的要求, 最终测量的
k×U E , 其中: U rel , E
当k 为扩展不确定度的倍乘因子时称为包含因子, 不确定度有效数字保留到个位, 现对测量结果进行数

通常 k 取 2 , 则 硬 度 计 加 载 装 置 不 确 定 度 分 量 值修约, 该次试验评定出的拓展不确定度 U=9HV 。
[ 8 ]

U E= d×U rel , E k=0.0764×0.007=0.0005348 。 3.1.4 置信区间
/

试验 DP780高强钢接头母材的同一压痕维氏硬度
( 4 )数值修约引入的不确定度U rou
由《 材料理化检验测量不确定度评估指南及实 算数平均值为 317HV , 故最终置信区间为( 308HV ,

例》 中表 4-18 查得, 当试验力为 9.8N , 维氏硬度 326HV ), 符合 GBT4340.2-2012中表5规定的硬度
[ 9 ]

为 317HV 时, 取修约间隔δ 为 1 , 数值修约不确定 计最大允许误差不超过±3%范围的要求 [ 10 ] 。
度U rou=0.29×δ=0.29 。 3.2 热影响区维氏硬度测量不确定度评定
( ) 3.2.1 分量的不确定度评定
3.1.2 合成标准不确定度U c H V
以上分量相互独立, 根据传播公式其相对合成 试验室 3 个检测人员分别对 DP780 高强钢电
标准不确定度为 阻焊接头热影响区的同一压痕各进行 3 次测量, 结
x ∂ f 2 果如表 3 所示。因为压痕对角线长度偏差较小, 数
2
u c H V = ∑ ×u c x i ( 3 )

i =1 ∂x 据全部可以使用。
表 3 不同检测人员测得的热影响区压痕对角线长度结果

Tab 3 Resultsofindentationdia g onallen g thinheataffectedzonemeasuredb ydifferenttesters mm
A 检测员 B 检测员 C 检测员
项目
d d d
d 1 d 2 d 1 d 2 d 1 d 2

第 1 次 0.0715 0.0743 0.0729 0.0734 0.0731 0.0732 0.0736 0.0736 0.0736

第 2 次 0.0734 0.0734 0.0734 0.0731 0.0745 0.0738 0.0736 0.0731 0.0733

第 3 次 0.0738 0.0736 0.0737 0.0740 0.0731 0.0736 0.0737 0.0731 0.0734

( 1 )两压痕对角线长度算数平均值d 的测量误 1 n

∑ d i = 0.0734mm 。
d =
差引入的不确定度u 1 d ) n i =1
(
两压痕对角线长度算数平均值 d 的测量误差 该组试验n=9 , 自由度γ=n-1=8 。

(
不确定度 分 量 u 1 d ) 根 据 贝 塞 尔 公 式 计 算, 可 得 ( 2 )压痕测量装置引入的不确定度u 2 d )
(
该试验所采用的 430SVD 型数显显微硬度计,
n

2
∑ ( d i -d ) 其压痕测量装置经国家鉴定部门鉴定符合 GB / T
i =1
u 1 d = S= = 0.000 27mm , 其中: 4340.2-2012 的要求, 压痕测量装置允许误差所引

n-1
2 2