壹、硬度(du)計使用中的(de)問(wen)題

1.支(zhi)架(jia)使用

   邵氏(shi)硬(ying)度(du)計以小(xiao)巧、便捷(jie)、快(kuai)速著(zhu)稱(cheng)，可(ke)安置(zhi)在支(zhi)架(jia)上(shang)用於實(shi)驗(yan)室(shi)使用，也可(ke)獨立(li)手(shou)持(chi)於現場測量(liang)。支(zhi)架(jia)的使用，在壹定程度(du)上(shang)可(ke)降低(di)人員操(cao)作(zuo)的影響因(yin)素(su)，提(ti)高測量(liang)結(jie)果(guo)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。支(zhi)架(jia)配置的工作(zuo)臺(tai)面應平整(zheng)，並(bing)能使硬(ying)度(du)計的壓足(zu)底(di)面與工作(zuo)臺(tai)完整(zheng)無縫(feng)隙地緊密貼(tie)合(he)，硬(ying)度(du)計指(zhi)示(shi)在(100±0.5)的位(wei)置上(shang)。如果無法(fa)實(shi)現完整(zheng)密合(he)或(huo)擺動(dong)變(bian)化較大(da)的(de)，則不應使用支(zhi)架(jia)進行試(shi)驗(yan)。

2.試(shi)驗(yan)速度(du)

   邵氏(shi)硬(ying)度(du)計使用主要(yao)應用在彈性(xing)橡膠(jiao)制品(pin)中(zhong)的(de)測(ce)量(liang)，也有(you)使(shi)用邵氏(shi)硬(ying)度(du)計測量(liang)其(qi)他非(fei)金(jin)屬(shu)制品(pin)的(de)，如紙(zhi)張(zhang)、木材、紡織、松(song)蠟等(deng)。由(you)於這些(xie)制品(pin)具(ju)有(you)壹定程度(du)的彈性(xing)或明(ming)顯(xian)的塑(su)性(xing)蠕(ru)變(bian)過程(cheng)，試(shi)驗(yan)速度(du)的快(kuai)慢對(dui)測(ce)量(liang)值有(you)性(xing)影響(xiang)。速度(du)的數(shu)量(liang)量(liang)化上(shang)不應有(you)統(tong)壹的要求，但(dan)有(you)壹個的原則要求。試驗(yan)速度(du)應連(lian)續(xu)平緩進行，並(bing)讀取(qu)在(zai)3s內(nei)不應明顯(xian)變(bian)化的上(shang)限(xian)數(shu)值。試(shi)驗(yan)時(shi)應根(gen)據不同的(de)材(cai)料對象(xiang)、硬度(du)範圍(wei)進行適當調(tiao)整(zheng)，以達到這壹狀態(tai)，接(jie)近(jin)真值。

3.試(shi)驗(yan)樣(yang)品(pin)

   任何制品(pin)的(de)試(shi)驗(yan)都(dou)有(you)對(dui)樣品(pin)的(de)要(yao)求(qiu)，這(zhe)是為(wei)了獲(huo)取(qu)有(you)效(xiao)比(bi)較(jiao)數據(ju)而(er)設立的(de)統壹性(xing)規範(fan)。邵氏(shi)硬(ying)度(du)是以其(qi)壓針伸出(chu)於壓足(zu)面的長(chang)度(du)量(liang)表(biao)示(shi)硬(ying)度(du)的。伸(shen)出量(liang)越(yue)長(chang)，硬(ying)度(du)值越(yue)低(di)，反(fan)之(zhi)越(yue)高。因(yin)此(ci)硬度(du)的試(shi)驗(yan)對(dui)象(xiang)應按ISO7619或GB/T531中相關(guan)條款(kuan)，具有(you)壹定的厚度(du)和(he)平整(zheng)性(xing)要求(qiu)。也規(gui)定了邵氏(shi)硬(ying)度(du)試驗(yan)不能用於曲(qu)面、球面等非(fei)平面樣品(pin)的(de)測(ce)試(shi)。

4.試(shi)驗(yan)範(fan)圍

   邵氏(shi)硬(ying)度(du)計的設(she)計測量(liang)範(fan)圍(wei)為(wei)0～100，低為(wei)0無硬(ying)度(du)；高為(wei)100滿量(liang)程(cheng)硬(ying)度(du)，可(ke)用範圍(wei)20～90，有(you)效(xiao)範(fan)圍則為(wei)30～90。這是(shi)由(you)於彈簧(huang)體(ti)需(xu)要形(xing)變(bian)和(he)壓針前端(duan)作(zuo)用的局(ju)限(xian)性(xing)所致。當所測數據在硬(ying)度(du)計的20以下(xia)或(huo)90以上(shang)的(de)，應更換(huan)其(qi)他相(xiang)適合的(de)邵氏(shi)硬(ying)度(du)計進行測(ce)量(liang)。現常用的邵氏(shi)硬(ying)度(du)計F、AO、A、D型可(ke)依次分別測(ce)量(liang)高發(fa)泡(pao)橡(xiang)膠(低(di)彈性(xing)海綿)、低(di)發(fa)泡(pao)橡(xiang)膠(高彈性(xing)海綿)、高彈性(xing)橡膠(jiao)、低(di)彈性(xing)橡膠(jiao)(硬(ying)塑膠(jiao))。

5.硬(ying)度(du)計的修約(yue)

   硬度(du)試驗(yan)不允許(xu)修約(yue)。誤差是存(cun)在的(de)，檢定只是(shi)確定誤差量(liang)大(da)小(xiao)的(de)程(cheng)度(du)。由(you)於硬度(du)試驗(yan)屬(shu)破壞性(xing)試驗(yan)，是(shi)約(yue)定值，按現在表(biao)述(shu)為(wei)序量(liang)。其(qi)真值的(de)獲(huo)取(qu)有(you)壹定的局(ju)限(xian)性(xing)。只要(yao)硬(ying)度(du)計各(ge)項(xiang)指(zhi)標(biao)符合要(yao)求就(jiu)可(ke)以使(shi)用，不符合的(de)則應停止(zhi)使(shi)用，而不應對測(ce)量(liang)誤(wu)差作(zuo)修正使(shi)用。

   雖然(ran)橡(xiang)膠有(you)壹定的彈性(xing)，測量(liang)的(de)表(biao)面不壹定有(you)破壞，但(dan)不是所有(you)影(ying)響因(yin)素(su)都(dou)被(bei)量(liang)化合成(cheng)壹起的(de)。如硬度(du)計的壓頭(tou)對硬度(du)值有(you)性(xing)的影(ying)響(xiang)，但(dan)硬度(du)的計算(suan)公式中(zhong)並(bing)沒有(you)體(ti)現壓頭(tou)變(bian)量(liang)函數；再如硬度(du)計主軸(zhou)的(de)垂(chui)直度(du)影響(xiang)硬度(du)值的(de)變(bian)化等問(wen)題。

   邵氏(shi)硬(ying)度(du)是壹個綜(zong)合(he)值，它(ta)包(bao)含多(duo)個參(can)數指(zhi)標(biao)，這(zhe)些參(can)數相(xiang)互(hu)影響(xiang)，都(dou)不能簡(jian)單單壹地進行修約(yue)、補償。如計量(liang)部(bu)門對(dui)邵氏(shi)硬(ying)度(du)計試驗(yan)力的檢定，僅(jin)是其(qi)分部(bu)指(zhi)標(biao)中(zhong)的壹部(bu)分。邵氏(shi)硬(ying)度(du)的試(shi)驗(yan)力是指(zhi)在(zai)進行試(shi)驗(yan)時(shi)所應當產生(sheng)的(de)力，而不是指(zhi)力所對應的硬(ying)度(du)關(guan)系。

6.振(zhen)動(dong)裝置(zhi)的使(shi)用

   在壹些標(biao)準(zhun)中(zhong)提(ti)到“硬度(du)計的輕(qing)微振(zhen)動(dong)裝置(zhi)。例(li)如電動(dong)蜂鳴器(qi)，以克服(fu)任何輕(qing)微的(de)摩擦力。”但(dan)現行關(guan)於邵氏(shi)硬(ying)度(du)的標(biao)準(zhun)中(zhong)都(dou)沒再有(you)這(zhe)種(zhong)不科學的(de)表(biao)述(shu)。由(you)於支(zhi)架(jia)上(shang)配有(you)的(de)振(zhen)動(dong)器(qi)沒有(you)統(tong)壹的量(liang)化要求(qiu)，每(mei)個廠家(jia)設置(zhi)的振(zhen)幅(fu)大(da)小(xiao)不壹，很難(nan)鑒(jian)定什(shen)麽程度(du)的量(liang)為(wei)“輕微”。再者，通過振(zhen)動(dong)得(de)到的數(shu)據(ju)與手(shou)持(chi)無振(zhen)動(dong)的(de)數據(ju)，狀態(tai)不壹、相差甚遠(yuan)，橫向比(bi)較(jiao)時也會(hui)出(chu)現離(li)散加(jia)大的(de)情況(kuang)。因(yin)此(ci)，不提(ti)倡在使(shi)用中附加(jia)振(zhen)動(dong)，以保(bao)持(chi)硬度(du)計手(shou)持(chi)與支(zhi)架(jia)使用兩種(zhong)狀態(tai)的(de)壹致性(xing)。

二(er)、硬(ying)度(du)計檢定中的(de)問(wen)題

   目(mu)前(qian)所有(you)認可(ke)關(guan)於邵氏(shi)硬(ying)度(du)計的測(ce)量(liang)有(you)效(xiao)方法(fa)文件是(shi)分部(bu)法(fa)。要(yao)求分別對(dui)硬度(du)計的壓針幾何(he)尺(chi)寸、伸出(chu)量(liang)、測(ce)量(liang)指(zhi)示(shi)裝置(zhi)、彈簧(huang)試驗(yan)力等進行測(ce)量(liang)。硬(ying)度(du)計檢定標(biao)準(zhun)依據(ju)的(de)制定以及檢定方法(fa)的(de)實(shi)施應遵循壹個基(ji)本原則:檢定狀態(tai)應與實(shi)際使用狀態(tai)相(xiang)符合。只(zhi)有(you)這(zhe)樣，檢定采(cai)集的數據才具有(you)實(shi)際意(yi)義。

1.壓頭(tou)的檢定

   硬度(du)計的壓頭(tou)檢定按相關(guan)的有(you)效(xiao)標(biao)準(zhun)進行。其(qi)中，在JJG304-2003《A型邵氏(shi)硬(ying)度(du)計檢定規程(cheng)》增(zeng)設了對(dui)使用中硬(ying)度(du)計35°±45′的要(yao)求(qiu)。它對使(shi)用中硬(ying)度(du)計放(fang)寬(kuan)是基(ji)於角度(du)的偏(pian)差對硬(ying)度(du)值影(ying)響(xiang)較小(xiao)，以及使用中壓針表(biao)面理想(xiang)狀態(tai)不佳(jia)影(ying)響(xiang)不確定度(du)的原因(yin)。但(dan)對於新制造(zao)出(chu)廠的仍應按照35°±15′的要求(qiu)進行。壓頭(tou)的檢定應在至(zhi)少50×工具顯(xian)微鏡(jing)下(xia)，兩個垂(chui)直軸(zhou)向方向(xiang)進行檢測，任壹方向(xiang)均應符合要(yao)求。高倍(bei)數(shu)的工具顯(xian)微鏡(jing)能提(ti)高識(shi)別壓頭(tou)輪廓的清(qing)晰(xi)度(du)和(he)測(ce)量(liang)的(de)準(zhun)確性(xing)。幾何(he)尺(chi)寸的結(jie)果(guo)不能以平均值計算(suan)，是每壹測量(liang)方向(xiang)的結果要求。邵氏(shi)硬(ying)度(du)計的檢定，必須包(bao)含(han)對壓針尺(chi)寸部(bu)分的(de)檢定，以確定滿足(zu)試(shi)驗(yan)條(tiao)件的(de)程(cheng)度(du)。

2.伸出(chu)量(liang)的(de)檢定

   硬度(du)計伸出(chu)量(liang)是(shi)指(zhi)壓針突(tu)出壓足(zu)表(biao)面的狀況(kuang)。壓針伸出(chu)量(liang)對(dui)硬(ying)度(du)示值的(de)影(ying)響是(shi)硬度(du)計誤差主要(yao)因(yin)素(su)之(zhi)壹，它對高硬度(du)值的(de)影(ying)響比(bi)對(dui)低硬(ying)度(du)值的(de)影(ying)響要(yao)大，硬度(du)值高影響越(yue)大(da)，反(fan)之(zhi)則小。以2.5mm計算(suan)，每0.025mm為(wei)壹個硬度(du)單位(wei)變(bian)化量(liang)。在(zai)JJG304-2003中(zhong)要(yao)求(qiu)為(wei)(0±0.5)HA、(100±0.5)HA；即±0.0125mm，比(bi)其(qi)他同(tong)等(deng)相(xiang)關(guan)標(biao)準(zhun)要(yao)嚴格(ge)。D型硬度(du)計伸出(chu)量(liang)的(de)檢定只能在(1200-1300)HV或(huo)88HRA的平面鋼(gang)塊上(shang)進行測(ce)量(liang)。

3.測(ce)量(liang)指(zhi)示(shi)裝置(zhi)的檢定

   邵氏(shi)硬(ying)度(du)計的測(ce)量(liang)指(zhi)示(shi)裝置(zhi)與壓針的伸(shen)出量(liang)是(shi)重(zhong)合(he)落(luo)疊在(zai)壹起的(de)，是伸(shen)出量(liang)的(de)壹部(bu)分。以量(liang)塊(kuai)或(huo)有(you)孔(kong)的專用量(liang)塊(kuai)進行檢測。以2.00mm、1.25mm、0.50mm時(shi)分別對(dui)應(20±1.0)HA、(50±1.0)HA、(80±1.0)HA的要(yao)求(qiu)。這項(xiang)要(yao)求與其(qi)他相(xiang)關(guan)標(biao)準(zhun)等(deng)同。

   對D型硬度(du)計指(zhi)示(shi)裝置(zhi)的檢定也要(yao)在(zai)(1200～1300)HV或88HRA的(de)平面鋼(gang)塊上(shang)進行測(ce)量(liang)。

4.彈簧(huang)試驗(yan)力的檢定

   彈簧(huang)作(zuo)為(wei)試驗(yan)力的力源(yuan)，對硬(ying)度(du)計示值的(de)影(ying)響是(shi)性(xing)的。在(zai)同(tong)等條(tiao)件下(xia)，試(shi)驗(yan)力越大所獲得的硬度(du)值越(yue)低(di)，反(fan)之(zhi)則大。試驗(yan)力的大小，對低(di)硬度(du)值的(de)影(ying)響比(bi)高硬度(du)值的(de)影(ying)響要(yao)明顯(xian)。試驗(yan)力的檢定包括了對硬(ying)度(du)計的彈簧(huang)力、主軸摩擦力、傳遞(di)系(xi)統(tong)(齒(chi)輪咬合、轉(zhuan)軸旋(xuan)動(dong)等(deng))摩擦力等的要求。機(ji)械(xie)部(bu)分的(de)摩擦力越小，彈簧(huang)力的復現性(xing)越好(hao)，硬(ying)度(du)計測量(liang)的(de)穩(wen)定性(xing)越高。反(fan)之(zhi)越(yue)差。

   試驗(yan)力檢定時值得(de)註(zhu)意(yi)的是(shi)，主軸運動(dong)方向(xiang)應與使用時壹致；檢定中不得對(dui)主(zhu)軸進行任何動(dong)作(zuo)的調(tiao)整(zheng)，包(bao)括所謂的“輕微振(zhen)動(dong)”。在(zai)JJG304-2003中要(yao)求(qiu)3次中(zhong)的(de)任意(yi)壹次的(de)測(ce)量(liang)點(dian)的(de)偏(pian)差都(dou)為(wei)±0.08N，約(yue)1.1HA。其(qi)他同(tong)等(deng)相(xiang)關(guan)標(biao)準(zhun)為(wei)±0.075N。

5.檢定的測(ce)量(liang)點(dian)

   檢定時的(de)測(ce)量(liang)點(dian)選(xuan)取(qu)主(zhu)要是針對試(shi)驗(yan)力而言(yan)。按JJG304-2003的要求，測(ce)量(liang)點(dian)應在0～100範(fan)圍(wei)內(nei)均(jun)勻(yun)選(xuan)取(qu)5點(dian)測量(liang)，同(tong)時(shi)也要(yao)考(kao)慮到有(you)效(xiao)30～90要(yao)求，因(yin)此(ci)建(jian)議在(zai)20、40、60、80、90點上(shang)進行測(ce)量(liang)，既(ji)覆(fu)蓋30點時的(de)使(shi)用，也避免100點時(shi)壓足(zu)限(xian)制的(de)影(ying)響(xiang)。當使用範圍(wei)不在測(ce)量(liang)覆(fu)蓋區域而(er)必須使(shi)用的，可(ke)另(ling)行增加(jia)測量(liang)點(dian)，但(dan)壹般(ban)不建(jian)議超(chao)要求(qiu)使用。

6.使用的主(zhu)要標(biao)準(zhun)設(she)備(bei)

   所有(you)檢定時使(shi)用的標(biao)準(zhun)設(she)備(bei)準(zhun)確度(du)應小於或等(deng)於被測(ce)允差的，低(di)程度(du)也不得大(da)於使用大工鏡(jing)、投(tou)影(ying)儀或(huo)影(ying)像儀測(ce)量(liang)壓針幾何(he)尺(chi)寸時，選(xuan)用的放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)盡可(ke)能地大，以提(ti)高分辨(bian)識(shi)別。放(fang)大(da)倍(bei)數(shu)應不小於實(shi)物(wu)尺(chi)寸的50×起開始(shi)選(xuan)取(qu)倍(bei)數(shu)。對於較大(da)的(de)壓針尺(chi)寸，如F、FO型的壓針，可(ke)使用數顯(xian)卡尺(chi)進行測(ce)量(liang)。

   試(shi)驗(yan)力的檢定使用傳感(gan)器(qi)，傳感(gan)器(qi)的使(shi)用具有(you)簡(jian)便、準(zhun)確、快捷(jie)的特(te)性(xing)，在檢定試驗(yan)力時能夠模(mo)擬(ni)硬度(du)計的使(shi)用狀態(tai)，與硬度(du)計主軸(zhou)運動(dong)方向(xiang)保持(chi)壹致，測量(liang)結(jie)果(guo)具(ju)有(you)真實(shi)性(xing)。

7.示值誤(wu)差的符合性(xing)判定

   現行的有(you)效(xiao)標(biao)準(zhun)對(dui)邵氏(shi)硬(ying)度(du)計的檢定是分部(bu)檢定法(fa)，因(yin)此(ci)其(qi)測量(liang)結(jie)果(guo)的(de)不確定度(du)也是(shi)分別給出(chu)的。

按正態(tai)分布(bu)，取(qu)置(zhi)信(xin)水平95%，包含(han)因(yin)子(zi)k=2，U=k×uc(k=2)

U=2×0.011=0.022(N)

A型邵氏(shi)硬(ying)度(du)計力值的(de)允許(xu)誤(wu)差為(wei)±0.080N。

   結論(lun):用分部(bu)法(fa)檢定A型邵氏(shi)硬(ying)度(du)計力值，所使用的計量(liang)器(qi)具，采(cai)用的測(ce)量(liang)方法(fa)，還有(you)對(dui)允許(xu)誤(wu)差的限(xian)定，都(dou)是(shi)切(qie)實(shi)可(ke)行的(de)。