橡胶硬度计计量标准技术报告.docx
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橡胶硬度计计量标准技术报告
计量标准技术报告
计量标准名称橡胶硬度计检定装置
计量标准负责人
建标单位名称（公章）
填写日期
一、建立计量标准的目的……………………………………………………（3）
二、计量标准的工作原理及其组成……………………………………（3）
三、计量标准器及主要配套设备…………………………………………（4）
四、计量标准的主要技术指标………………………………………（5）
五、环境条件……………………………………………………………（5）
六、计量标准的量值溯源和传递框图………………………………………（6）
七、计量标准的重复性试验…………………………………………………（7）
八、计量标准的稳定性考核……………………………………………………（8）
九、检定或校准结果的测量不确定度评定…………………………………（9）
十、检定或校准结果的验证…………………………………………………（13）
十一、结论……………………………………………………………………（14）
十二、附加说明…………………………………………………………………（14）
一、建立计量标准的目的
橡胶硬度计是测定硫化橡胶和塑料制品硬度的仪器。
具有结构简单、使用方便、型小体轻、读数直观等特点，开展橡胶硬度计的检定校准工作，为橡胶硬度计的首次检定、后续检定和使用中检定提供有效的计量检定依据，保证量值的溯源性和数据的准确性，特建立此标准。
二、计量标准的工作原理及其组成
标准测力仪用来检定硬度计的试验力示值误差及重复性，其余配套设备用来检定硬度计的压针伸出长度和测量指示装置，压针表面状况，压针几何形状，压针的硬度，压足几何尺寸等。
橡胶硬度计检定装置由标准测力仪，外径千分尺，游标卡尺，大型工具显微镜，显微硬度计，专用量块组成。
三、计量标准器及主要配套设备
计量标准器
名称
型号
测量范围
不确定度
或准确度等级
或最大允许误差
制造厂及
出厂编号
检定或
校准机构
检定周期或复校间隔
标准测力仪
C3H2
（2050～8050）mN
0.1级
主要配套设备
外径千分尺
（0～25）mm
（0～25）mm
0.01mm
游标卡尺
（0～150）
mm
（0～150）mm
0.02mm
大型工具显微镜
JGX-2
（0～150）mm
MPE：
±3um
显微硬度计
M
（0～1000）HV
MPE:
±3%
专用量块
（2.46～
2.54）mm
2.46mm、2.54mm
0.001mm（k=2）
四、计量标准的主要技术指标
橡胶硬度计检定装置
测量范围：
A型：
（0～100）HA
硬度计检定用测力仪：
0.1级
五、环境条件
序号
项目
要求
实际情况
结论
1
温度
（23±5）℃
21.0℃
符合要求
2
3
4
5
6
六、计量标准的量值溯源和传递框图
上
一
级
计
量
器
具
本
级
计
量
器
具
下
一
级
计
量
器
具
七、计量标准的重复性试验
选用标准测力仪对一台稳定性好的硬度计进行重复性测试。
等精度的测试11次，第一次不计，其余10次测得的数据如下：
序号
硬度值（HA）
1
40.6
2
40.5
3
40.5
4
40.6
5
40.6
6
40.5
7
40.6
8
40.6
9
40.6
10
40.6
平均值
40.6
0.06
由试验结果知，重复性为0.06HA，对应力值为4.5mN，小于不确定度分析里引用的重复性误差。
八、计量标准的稳定性考核
选用专用砝码对标准测力仪进行测试。
间隔一月测试一次，每次等精度测量11次，取后10次做平均并记录数据，半年时间内共做4次，记录数据如下：
序号
试验力值（mN）
平均值
1
3548
3553
3554
3556
3552
3553
3555
3554
3550
3545
3552
2
3550
3551
3554
3552
3555
3553
3553
3554
3553
3555
3553
3
3552
3555
3553
3553
3554
3553
3550
3549
3550
3541
3551
4
3556
3552
3553
3555
3554
3550
3545
3548
3553
3554
3552
由试验结果可知，稳定性误差为0.06%，小于测力仪的稳定性要求0.1%，满足要求。
九、检定或校准结果的测量不确定度评定
1概述
本方法适用于用工具显微镜，标准测力仪等检定橡胶硬度计的不确定度分析。
本次分析只涉及压针几何尺寸及试验力的测量不确定度分析。
1.1测量方法：
依据JJG304-2003《A型邵氏硬度计检定规程》。
1.2环境条件：
室温：
（23±5）℃；环境清洁，无震源；周围无腐蚀性介质。
1.3测量标准：
工具显微镜（示值误差±3µm;±1ˊ）;标准测力仪。
1.4被测对象：
A型邵氏硬度计。
1.5测量过程：
用符合JJG304-2003《A型邵氏硬度计检定规程》中规定的测量标准对硬度计的压针几何尺寸及试验力进行测量。
2标准不确定度分量的评定
2.1压针的压杆直径测量标准不确定度分量评定
2.1.1使用工具显微镜测量压针压杆直径时，由于试样摆放位置以及金属表面反光及试样表面有毛刺均会造成对数误差。
不同人员在测量时会出现偏差，经过日常试验，确定最大偏差约30μm，偏差半宽为15μm，视为均匀分布，其引入的标准不确定度分量u11=（15/
）μm=8.7μm。
2.1.2工具显微镜长度示值误差是±3μm，视为均匀分布，其引入的标准不确定度分量u12=（3/
）μm=1.7μm。
2.2压针顶端平面直径测量标准不确定度分量评定
2.2.1使用工具显微镜测量压针顶端直径时，由于试样摆放位置以及金属表面反光及试样表面有毛刺均会造成对数误差。
不同人员在测量时会出现偏差，经过日常试验，确定最大偏差约20μm，偏差半宽为10μm，视为均匀分布，其引入的标准不确定度分量u21=（10/
）μm=5.8μm。
2.2.2工具显微镜示值长度误差是±3μm，视为均匀分布，其引入的标准不确定度分量u22=（3/
）μm=1.7μm。
2.3压针顶端圆锥角误差测量标准不确定度分量评定
2.3.1使用工具显微镜测量压针顶端圆锥角时，由于试样摆放位置以及金属表面反光及试样表面有毛刺均会造成对数误差。
不同人员在测量时会出现偏差，经过日常试验，确定最大偏差约20′，偏差半宽为10′，视为均匀分布，其引入的标准不确定度分量u31=（10/
）′=5.8′。
2.3.2工具显微镜角度示值误差是±1′，视为均匀分布，其引入的标准不确定度分量u32=（1/
）′=0.6′。
2.4试验力误差测量标准不确定度分量评定
2.4.1硬度计试验力测量，每个检定点测量3次，由重复性误差引入的单次测量实验标准偏差u41=（xmax-xmin）/C,（C=1.69;n=3）。
由试验结果可知5个检定点（20HA、40HA、60HA、80HA、100HA）的标准不确定度分量依次为4.1mN、10.7mN、16.6mN、13.6mN、15.4mN
2.4.2硬度计选取整数刻度点，人员读数误差带来的误差约为0.1HA，换算成试验力为7.5mN，视为均匀分布，由此引入的标准不确定度分量u42=（7.5/
）mN=4.3mN。
2.4.3规程规定标准测力仪准示值误差不超出±8mN，视为均匀分布，确定的影响由此引入的标准不确定度分量u43=（8/
）mN=4.6mN。
3标准不确定度分量汇总
通过以上分析，将各分量列表如下:
（压针压杆直径）
符号
来源
类型
标准不确定度分量数值
u11
对数误差
B
8.7µm
u12
工具显微镜长度示值误差
B
1.7µm
（压针顶端平面直径）
符号
来源
类型
标准不确定度分量数值
u21
对数误差
B
5.8µm
u22
工具显微镜长度示值误差
B
1.7µm
（压针顶端圆锥角）
符号
来源
类型
标准不确定度分量数值
u31
对数误差
B
5.8ˊ
u32
工具显微镜角度示值误差
B
0.6ˊ
（试验力）
符号
来源
类型
标准不确定度分量数值
u41
u4120HA
u4140HA
u4160HA
u4180HA
u41100HA
试验力重复性误差
A
4.1mN
10.7mN
16.6mN
13.6mN
15.4mN
u42
硬度计读数误差
B
4.3mN
u43
标准测力仪示值误差
B
4.6mN
4合成标准不确定度
4.1压针压杆直径测量结果合成标准不确定度
各分量间不相关，合成标准不确定度为
uc1=
=
µm
=8.9µm
4.2压针顶端平面直径测量结果合成标准不确定度
各分量间不相关，合成标准不确定度为
uc2=
=
µm
=6.0µm
4.3压针顶端圆锥角测量结果合成标准不确定度
各分量间不相关，合成标准不确定度为
uc3=
=
′
=5.8′
4.4试验力测量结果合成标准不确定度
各分量间不相关，合成标准不确定度为
20HA检定点：
uc420HA=
=
mN=7.5mN
40HA检定点：
uc440HA=
=
mN=12.4mN
60HA检定点：
uc460HA=
=
mN=17.8mN
80HA检定点：
uc480HA=
=
mN=15.0mN
100HA检定点：
uc4100HA=
=
mN=16.6mN
5扩展不确定度
U=k×uck=2
压针压杆直径测量结果扩展不确定度:
U1=2×uc1=（2×8.9）µm=17.8µm≈18µm
压针顶端平面直径测量结果扩展不确定度:
U2=2×uc2=（2×6.0）µm=12µm
压针顶端圆锥角测量结果扩展不确定度:
U3=2×uc3=（2×5.8）ˊ=11.6ˊ≈12ˊ
试验力测量结果扩展不确定度:
20HA检定点U420HA=2×uc420HA=（2×7.5）mN=15mN
40HA检定点U440HA=2×uc440HA=（2×12.4）mN=24.8mN≈25mN
60HA检定点U460HA=2×uc460HA=（2×17.8）mN=35.6mN≈36mN
80HA检定点U480HA=2×uc480HA=（2×15.0）mN=30mN
100HA检定点U4100HA=2×uc4100HA=（2×16.6）mN=33.2mN≈34mN
十、检定或校准结果的验证
选用我院的标准测力仪和同样经过计量检定合格的标准测力仪两台，对同一台稳定性较好的橡胶硬度计进行验证试验，试验结果如下所示：
我院
参考一
参考二
实测力值mN
3552
3558
3564
6
/
/
由试验结果知
<
不确定度得到验证。
十一、结论
经过对计量标准进行重复性、稳定性考核和不确定度的验证，均符合要求。
十二、附加说明
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