由于硬度计法定计量的周期一般是一年，未发生重大异常时，实验室一般不会重新计量，因此实验室用硬度计的稳定性直接影响着日常检测结果的正确性。在实验室内部开展硬度计在一定时间内的稳定性研究具有重要的意义，对于提高实验室的管理水平和工作质量十分重要，尤其对于实验室的检测人员养成良好的质量观念和质量意识、实验室提高市场知名度和开拓检测市场十分重要。
稳定性是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力，可以进行定量的表征，主要是确定计量特性随时间变化的关系。对于测量仪器，尤其是基准、测量标准或某些实物量具，稳定性是重要的计量性能之一，示值的稳定是保证量值准确的基础。测量仪器产生不稳定的因素有很多，主要为元器件老化、零部件磨损，以及使用、贮存、维护工作不仔细等。测量仪器进行的周期检定或校准就是对其稳定性的一种考核，稳定性也是科学合理地确定检定周期的重要依据之一。
JJF 1033-2016«计量标准考核规范»提出了质量控制图概念，它是统计过程控制(SPC)的一种方式。建立各自的质量控制图对于实验室来说很重要，可以帮助检测人员尤其是新进人员快速熟悉检测设备的稳定性，提高检测结果的可靠性。
通过为期2个月的时间，使用洛氏硬度计对标准块硬度进行检测，建立了硬度检测结果的均值和极差随时间的变化图，研究了实验室用洛氏硬度计的稳定性，以供同行参考。
试验材料与试验方法
试验采用的硬度计是上海尚材试验机有限公司生产的数显洛氏硬度计，购置时间为8a(年)。试验用材料为实验室购置的标准硬度块，经上海计量研究院计量合格，在计量合格期内使用，HRC标准块的硬度分别为25.6，43.7，62.5HRC，HRB标准块的硬度分别为50.6，92.6HRB。试验方法依据GB/T 230.1－2009，试验时间为2个月，每周测试5d(天)，每天开机待硬度计稳定后开始测试，第一点不算，测试3点，计算3点的平均值和极差。
试验结果与分析
1、试验结果
图1 25.6HRC标准块的硬度平均值随时间的变化
图1为25.6HRC标准块为期2个月的硬度检测结果的平均值，可以看出硬度检测结果比较稳定。
图2 25.6HRC标准块的硬度极差随时间的变化
图2为其硬度检测结果的极差，极差是一组数据中最大数据与最小数据的差，指明了测定值的最大离散范围，可见其硬度极差的最大值为1.7HRC。
图3 43.7HRC标准块的硬度平均值随时间的变化
图3为43.7HRC标准块为期2个月的硬度检测结果的平均值，可以看出硬度检测结果比较稳定。
图4 43.7HRC标准块的硬度极差随时间的变化
图4为其硬度检测结果的极差，可见其硬度极差的最大值为2.0HRC。
图5 62.5HRC标准块的硬度平均值随时间的变化
图5为62.5HRC标准块为期2个月的硬度检测结果的平均值，可以看出硬度检测结果比较稳定。
图6 62.5HRC标准块的硬度极差随时间的变化
图6为其硬度检测结果的极差，可见硬度极差的最大值为1.0HRC。
图7 50.6HRB标准块的硬度均值随时间的变化
图7为50.6HRB标准块为期2个月的硬度检测结果的平均值，可见硬度检测结果不稳定，最小值为50.0HRB，最大值为52.5HRB。
图8 50.6HRB标准块的硬度极差随时间的变化
图8为其硬度检测结果的极差，可见极差的最大值为2.5HRB。
图9 92.6HRB标准块的硬度均值随时间的变化
图9为92.6 HRB标准块为期2个月的硬度检测结果的平均值，可见硬度平均值最小为90.2HRB，最大为91.6 HRB，均小于标准硬度。
图10 92.6HRB标准块的硬度极差随时间的变化
图10为其硬度检测结果的极差，可见极差最大值为1.5HRB，且分布比较均匀。硬度检测结果与标准硬度之间的偏差较小，但硬度计的检测结果均低于标准块硬度。
2、分析与讨论
从HRC标尺的检测结果来看，中值硬度标准块(43.7HRC)的检测结果较为稳定，低值硬度标准块(25.6HRC)和高值硬度标准块(62.5HRC)的检测结果均有一定的偏差，但一般均在硬度块的均匀度范围之内，说明该硬度计的性能稳定，一年的检定周期是合适的。从HRB标尺的检测结果来看，高值硬度标准块(92.6HRB)的偏差比较大，而从HRB标尺的检测范围20~100HRB来看，硬度在90HRB左右发生一些偏差是可以理解的。
从该次洛氏硬度计稳定性试验结果来看，硬度检测结果的最大极差为2.5HRB，远超过该不确定度，因此在此范围内检测硬度时一定要仔细。但在HRB标尺中值硬度(50HRB)附近发生较大范围的波动是不正常的，应在实际的检测工作中予以重视。从实验室的实际情况来看，洛氏硬度检测业务繁忙，试验洛氏硬度计已使用8a，HRC和HRB标尺之间的转换频率高，容易造成硬度计的机械部分磨损以及电子控制系统的失稳。在实验室中经常会发现，将洛氏硬度计的HRC标尺参数调整合适后HRC标准块的检测结果正确，而HRB标准块的检测结果偏差较大，这也是实验室仅有一台洛氏硬度计的情况下经常会碰到的问题。洛氏硬度试验方法的附录中虽然也指出了需加强洛氏硬度计的期间核查，但没有给出核查的周期，通过洛氏硬度计稳定性研究，可以帮助实验室确定各自的硬度计核查周期。对于检验业务比较繁忙的实验室，建议再购置一台硬度计，两台硬度计分别测试HRB硬度和HRC硬度。如果实验室经费紧张，建议实验室缩短硬度计的计量检定周期或增加期间核查的频次，来提高检测结果的稳定性。
结论
(1)硬度计的稳定性研究工作可以有效帮助实验室确定期间核查周期，提高工作质量。
(2)HRC洛氏硬度标尺的稳定性比较好，硬度计的检测周期可以维持正常。HRB洛氏硬度标尺的稳定性相对较差，建议增加期间核查的频次。
(3)对于检测业务繁忙的实验室，建议一台硬度计只进行一种标尺(HRC或HRB)的硬度试验，或通过缩短计量检定周期、提高期间核查频次来提高检测结果的稳定性。
上一篇：温湿度传感器的几个小知识！
下一篇：贯入式混凝土强度检测仪操作方法
1424
449717568