Приложение D (справочное). Неопределенность измерения твердости по Виккерсу

Приложение D
(справочное)

Неопределенность измерения твердости по Виккерсу

D.1 Общие требования

Косвенный метод вычисления неопределенности, о котором идет речь в настоящем приложении, касается неопределенности результата измерений твердости, связанной с измерительными возможностями твердомеров при калибровке эталонных мер твердости (CRM). Вычисленная по этому методу неопределенность отражает совокупный эффект от всех источников неопределенности.

Косвенный метод не заменяет прямого метода оценки вклада отдельных источников неопределенности в суммарную неопределенность измерения твердости для твердомера. Косвенный метод рекомендуется для контроля твердомеров в период между поверками.

D.2 Алгоритм вычисления неопределенности

Алгоритм, предназначенный для вычисления неопределенности косвенным методом, приводится в таблице D.1. Расширенную неопределенность U получают умножением на коэффициент расширения k = 2. Таблица D.1 содержит всю необходимую для расчета информацию.

D.3 Отклонение твердомера на основе измерений по эталонной мере твердости

Отклонение b твердомера (которое часто именуют ошибкой) получают путем вычитания:

- среднего значения результатов измерений пяти отпечатков в процессе испытания твердомера по эталонной мере твердости;

- значения, присвоенного эталонной мере твердости при калибровке.

На основе отклонения определяют поправку, которую вносят в результат измерения и которую учитывают при вычислении неопределенности.

D.4 Алгоритмы вычисления неопределенности

D.4.1 Процедура без использования статистики измерений по эталонной мере твердости (метод 1)

Метод 1 (М1) - это упрощенный метод, который не используют при расчете неопределенности.

В М1 ошибку определяют на основе допустимой погрешности твердомера относительно теоретической шкалы, которую используют для определения источника неопределенности . При этом не предусматривается определение поправки, которую следует вносить при измерениях.

Алгоритм вычисления U подробно представлен в таблице D.1, а также в [6], [7].

.

(D.1)

При этом результат измерений следующий

.

(D.2)

D.4.2 Алгоритм, базирующийся на статистике измерений по эталонной мере твердости (метод 2)

В отличие от метода 1 (М1) использование метода 2 (М2) приводит к меньшим значениям неопределенности. Ошибка (отклонение) b (таблица D.1, этап 10) предположительно носит систематический характер. В [6] рекомендовано вносить поправки в результат измерений для коррекции систематической ошибки. В М2 предполагается, что поправки определены, и тогда при вычислении неопределенности, если поправки включены в результат измерений, систематическую ошибку считают равной 0 либо увеличивают на b. Алгоритм вычисления объясняется в таблице D.1, а также см. [9], [10].

.

(D.3)

При этом результат измерения определяют в следующем виде

(D.4)

или

.

(D.5)

В зависимости от того, включают ли отклонение (ошибку) в качестве поправки шкалы твердомера, используют одно или другое выражение для представления результата измерения.

D.5 Представление результата измерения

При выражении результата измерения неопределенности указывают метод. Если метод не определен, считается что использован метод 1, формула (D.2) (таблица D.1, этап 12).

Таблица D.1 - Определение расширенной неопределенности измерений в соответствии с методами М1 и М2

Этап	Источник неопределенности	Обозначение	Формула	Используемые переменные, параметры и этапы	Примеры [..] = HV1
1 М1	Неопределенность, обусловленная допустимой погрешностью твердомера			- допустимая погрешность по паспорту твердомера - значение меры твердости
2 М1 М2	Неопределенность и среднее значение эталонной меры твердости (CRM) на основе калибровочного сертификата (более подробно - см. ИСО 6507-3, таблица А.4)	,		, (в соответствии с калибровочным сертификатом эталонной меры твердости CRM)
3 М1 М2	Среднее значение и стандартное квадратичное отклонение (СКО) измерений твердомера по CRM	,		- единичное измерение на эталонной мере твердости	Примеры вычислений:
4 М1 М2	Неопределенность твердомера, определяемая посредством измерений по эталонной мере твердости CRM			t = 1,14 для n = 5
5 М1 М2	Среднее значение и СКО измерений эталонной меры твердости	,		n = 5 (5 измерений на эталонной мере твердости)	Отдельные значения
6 М1 М2	Неопределенность эталонной меры твердости			t = 1,14 для n = 5
7 М2	Стандартная неопределенность вследствие разрешения измерительного устройства			ms = 0,0001 мм Н = 438,6 HV d = 0,065 мм
8 М2	Отклонение твердомера от значения, присвоенного мере твердости при последней поверке			Этапы 2 и 3
9 М2	СКО отклонения b			Этап 8  = 2 (номер серии измерений)
10 М2	Неопределенность определения b. Проводят не менее двух серий измерений			Этап 9 t = 1,84 для  = 2
11 М1	Вычисление расширенной неопределенности			Этапы от 1 до 7 k = 2
12 М1	Результат измерений			Этапы 5 и 11
13 М2	Определение скорректированной расширенной неопределенности (после внесения поправки)			Этапы 2-7 и 10 k = 2
14 М2	Результат измерений скорректированного среднего значения			Этапы 5, 8 и 13
15 М2	Результат измерений с поправленной неопределенностью			Этапы 5, 8 и 13