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(yīng)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(yīng)使用支架進(jìn)行試驗。

2.試驗速度

   邵氏硬度計使用主要應(yīng)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(yīng)有統(tǒng)一的要求，但有一個的原則要求,。試驗速度應(yīng)連續(xù)平緩進(jìn)行,，并讀取在3s內(nèi)不應(yīng)明顯變化的上限數(shù)值。試驗時應(yīng)根據(jù)不同的材料對象,、硬度范圍進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,，以達(dá)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(shè)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(yīng)按ISO7619或GB/T531中相關(guān)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(shè)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(dāng)所測數(shù)據(jù)在硬度計的20以下或90以上的，應(yīng)更換其他相適合的邵氏硬度計進(jìn)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(biāo)符合要求就可以使用,，不符合的則應(yīng)停止使用,，而不應(yīng)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(biāo),，這些參數(shù)相互影響，都不能簡單單一地進(jìn)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(biāo)中的一部分,。邵氏硬度的試驗力是指在進(jìn)行試驗時所應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生的力,，而不是指力所對應(yīng)的硬度關(guān)系。

6.振動裝置的使用

   在一些標(biāo)準(zhǔn)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(guān)于邵氏硬度的標(biāo)準(zhǔn)中都沒再有這種不科學(xué)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(shè)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(yuǎn),，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(rèn)可關(guān)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(jìn)行測量,。硬度計檢定標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)的制定以及檢定方法的實施應(yīng)遵循一個基本原則:檢定狀態(tài)應(yīng)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(guān)的有效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。其中,，在JJG304-2003《A型邵氏硬度計檢定規(guī)程》增設(shè)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(yīng)按照35°±15′的要求進(jìn)行,。壓頭的檢定應(yīng)在至少50×工具顯微鏡下，兩個垂直軸向方向進(jìn)行檢測,，任一方向均應(yīng)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(zhǔn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)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(jìn)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(jìn)行檢測,。以2.00mm,、1.25mm、0.50mm時分別對應(yīng)(20±1.0)HA,、(50±1.0)HA,、(80±1.0)HA的要求。這項要求與其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(fù)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(yīng)與使用時一致,；檢定中不得對主軸進(jìn)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(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)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(jìn)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)備

   所有檢定時使用的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備準(zhǔn)確度應(yīng)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(yīng)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(jìn)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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。