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邵氏硬度計使用及檢定中的問題
閱讀：2063 發(fā)布時間：2018-11-8一,、硬度計使用中的問題
1.支架使用
邵氏硬度計以小巧,、便捷、快速著稱,，可安置在支架上用于實驗室使用,，也可獨立手持于現(xiàn)場測量。支架的使用,，在一定程度上可降低人員操作的影響因素,，提高測量結(jié)果的可靠性。支架配置的工作臺面應平整,，并能使硬度計的壓足底面與工作臺完整無縫隙地緊密貼合,，硬度計指示在(100±0.5)的位置上。如果無法實現(xiàn)完整密合或擺動變化較大的,，則不應使用支架進行試驗,。
2.試驗速度
邵氏硬度計使用主要應用在彈性橡膠制品中的測量，也有使用邵氏硬度計測量其他非金屬制品的,，如紙張,、木材、紡織,、松蠟等,。由于這些制品具有一定程度的彈性或明顯的塑性蠕變過程，試驗速度的快慢對測量值有性影響,。速度的數(shù)量量化上不應有統(tǒng)一的要求,，但有一個的原則要求。試驗速度應連續(xù)平緩進行,，并讀取在3s內(nèi)不應明顯變化的上限數(shù)值,。試驗時應根據(jù)不同的材料對象、硬度范圍進行適當調(diào)整,，以達到這一狀態(tài),，接近真值。
3.試驗樣品
任何制品的試驗都有對樣品的要求,，這是為了獲取有效比較數(shù)據(jù)而設立的統(tǒng)一性規(guī)范,。邵氏硬度是以其壓針伸出于壓足面的長度量表示硬度的,。伸出量越長，硬度值越低,，反之越高,。因此硬度的試驗對象應按ISO7619或GB/T531中相關條款，具有一定的厚度和平整性要求,。也規(guī)定了邵氏硬度試驗不能用于曲面,、球面等非平面樣品的測試。
4.試驗范圍
邵氏硬度計的設計測量范圍為0～100,，低為0無硬度,；高為100滿量程硬度，可用范圍20～90,，有效范圍則為30～90,。這是由于彈簧體需要形變和壓針前端作用的局限性所致。當所測數(shù)據(jù)在硬度計的20以下或90以上的,，應更換其他相適合的邵氏硬度計進行測量?，F(xiàn)常用的邵氏硬度計F、AO,、A,、D型可依次分別測量高發(fā)泡橡膠(低彈性海綿)、低發(fā)泡橡膠(高彈性海綿),、高彈性橡膠,、低彈性橡膠(硬塑膠)。
5.硬度計的修約
硬度試驗不允許修約,。誤差是存在的,，檢定只是確定誤差量大小的程度。由于硬度試驗屬破壞性試驗,，是約定值,，按現(xiàn)在表述為序量。其真值的獲取有一定的局限性,。只要硬度計各項指標符合要求就可以使用,，不符合的則應停止使用,，而不應對測量誤差作修正使用,。
雖然橡膠有一定的彈性，測量的表面不一定有破壞,，但不是所有影響因素都被量化合成一起的,。如硬度計的壓頭對硬度值有性的影響，但硬度的計算公式中并沒有體現(xiàn)壓頭變量函數(shù),；再如硬度計主軸的垂直度影響硬度值的變化等問題,。
邵氏硬度是一個綜合值,，它包含多個參數(shù)指標，這些參數(shù)相互影響,，都不能簡單單一地進行修約,、補償。如計量部門對邵氏硬度計試驗力的檢定,，僅是其分部指標中的一部分,。邵氏硬度的試驗力是指在進行試驗時所應當產(chǎn)生的力，而不是指力所對應的硬度關系,。
6.振動裝置的使用
在一些標準中提到“硬度計的輕微振動裝置,。例如電動蜂鳴器，以克服任何輕微的摩擦力,。”但現(xiàn)行關于邵氏硬度的標準中都沒再有這種不科學的表述,。由于支架上配有的振動器沒有統(tǒng)一的量化要求，每個廠家設置的振幅大小不一,，很難鑒定什么程度的量為“輕微”,。再者，通過振動得到的數(shù)據(jù)與手持無振動的數(shù)據(jù),，狀態(tài)不一,、相差甚遠，橫向比較時也會出現(xiàn)離散加大的情況,。因此,，不提倡在使用中附加振動，以保持硬度計手持與支架使用兩種狀態(tài)的一致性,。
二,、硬度計檢定中的問題
目前所有認可關于邵氏硬度計的測量有效方法文件是分部法。要求分別對硬度計的壓針幾何尺寸,、伸出量,、測量指示裝置、彈簧試驗力等進行測量,。硬度計檢定標準依據(jù)的制定以及檢定方法的實施應遵循一個基本原則:檢定狀態(tài)應與實際使用狀態(tài)相符合,。只有這樣，檢定采集的數(shù)據(jù)才具有實際意義,。
1.壓頭的檢定
硬度計的壓頭檢定按相關的有效標準進行,。其中，在JJG304-2003《A型邵氏硬度計檢定規(guī)程》增設了對使用中硬度計35°±45′的要求,。它對使用中硬度計放寬是基于角度的偏差對硬度值影響較小,，以及使用中壓針表面理想狀態(tài)不佳影響不確定度的原因。但對于新制造出廠的仍應按照35°±15′的要求進行,。壓頭的檢定應在至少50×工具顯微鏡下,，兩個垂直軸向方向進行檢測,，任一方向均應符合要求。高倍數(shù)的工具顯微鏡能提高識別壓頭輪廓的清晰度和測量的準確性,。幾何尺寸的結(jié)果不能以平均值計算,，是每一測量方向的結(jié)果要求。邵氏硬度計的檢定,，必須包含對壓針尺寸部分的檢定,，以確定滿足試驗條件的程度。
2.伸出量的檢定
硬度計伸出量是指壓針突出壓足表面的狀況,。壓針伸出量對硬度示值的影響是硬度計誤差主要因素之一,，它對高硬度值的影響比對低硬度值的影響要大，硬度值高影響越大,，反之則小,。以2.5mm計算，每0.025mm為一個硬度單位變化量,。在JJG304-2003中要求為(0±0.5)HA,、(100±0.5)HA；即±0.0125mm,，比其他同等相關標準要嚴格,。D型硬度計伸出量的檢定只能在(1200-1300)HV或88HRA的平面鋼塊上進行測量。
3.測量指示裝置的檢定
邵氏硬度計的測量指示裝置與壓針的伸出量是重合落疊在一起的,，是伸出量的一部分,。以量塊或有孔的量塊進行檢測。以2.00mm,、1.25mm,、0.50mm時分別對應(20±1.0)HA、(50±1.0)HA,、(80±1.0)HA的要求,。這項要求與其他相關標準等同。
對D型硬度計指示裝置的檢定也要在(1200～1300)HV或88HRA的平面鋼塊上進行測量,。
4.彈簧試驗力的檢定
彈簧作為試驗力的力源,，對硬度計示值的影響是性的。在同等條件下,，試驗力越大所獲得的硬度值越低,，反之則大。試驗力的大小,，對低硬度值的影響比高硬度值的影響要明顯,。試驗力的檢定包括了對硬度計的彈簧力,、主軸摩擦力,、傳遞系統(tǒng)(齒輪咬合,、轉(zhuǎn)軸旋動等)摩擦力等的要求。機械部分的摩擦力越小,，彈簧力的復現(xiàn)性越好,，硬度計測量的穩(wěn)定性越高。反之越差,。
試驗力檢定時值得注意的是,，主軸運動方向應與使用時一致；檢定中不得對主軸進行任何動作的調(diào)整,，包括所謂的“輕微振動”,。在JJG304-2003中要求3次中的任意一次的測量點的偏差都為±0.08N，約1.1HA,。其他同等相關標準為±0.075N,。
5.檢定的測量點
檢定時的測量點選取主要是針對試驗力而言。按JJG304-2003的要求,，測量點應在0～100范圍內(nèi)均勻選取5點測量,，同時也要考慮到有效30～90要求，因此建議在20,、40,、60、80,、90點上進行測量,，既覆蓋30點時的使用，也避免100點時壓足限制的影響,。當使用范圍不在測量覆蓋區(qū)域而必須使用的,，可另行增加測量點，但一般不建議超要求使用,。
6.使用的主要標準設備
所有檢定時使用的標準設備準確度應小于或等于被測允差的,，低程度也不得大于使用大工鏡、投影儀或影像儀測量壓針幾何尺寸時,，選用的放大倍數(shù)盡可能地大,，以提高分辨識別。放大倍數(shù)應不小于實物尺寸的50×起開始選取倍數(shù),。對于較大的壓針尺寸,，如F、FO型的壓針,，可使用數(shù)顯卡尺進行測量,。
試驗力的檢定使用傳感器，傳感器的使用具有簡便,、準確,、快捷的特性,，在檢定試驗力時能夠模擬硬度計的使用狀態(tài)，與硬度計主軸運動方向保持一致,，測量結(jié)果具有真實性,。
7.示值誤差的符合性判定
現(xiàn)行的有效標準對邵氏硬度計的檢定是分部檢定法，因此其測量結(jié)果的不確定度也是分別給出的,。
按正態(tài)分布,，取置信水平95%，包含因子k=2,，U=k×uc(k=2)
U=2×0.011=0.022(N)
A型邵氏硬度計力值的允許誤差為±0.080N,。
結(jié)論:用分部法檢定A型邵氏硬度計力值，所使用的計量器具,，采用的測量方法,，還有對允許誤差的限定，都是切實可行的,。