一、硬度计使用中的问题

1.支架使用

   邵氏硬度计以小巧、便捷、快速著称，可安置在支架上用于实验室使用，也可独立手持于现场测量。支架的使用，在一定程度上可降低人员操作的影响因素，提高测量结果的可靠性。支架配置的工作台面应平整，并能使硬度计的压足底面与工作台完整无缝隙地紧密贴合，硬度计指示在(100±0.5)的位置上。如果无法实现完整密合或摆动变化较大的，则不应使用支架进行试验。

2.试验速度

   邵氏硬度计使用主要应用在弹性橡胶制品中的测量，也有使用邵氏硬度计测量其他非金属制品的，如纸张、木材、纺织、松蜡等。由于这些制品具有一定程度的弹性或明显的塑性蠕变过程，试验速度的快慢对测量值有性影响。速度的数量量化上不应有统一的要求，但有一个的原则要求。试验速度应连续平缓进行，并读取在3s内不应明显变化的上限数值。试验时应根据不同的材料对象、硬度范围进行适当调整，以达到这一状态，接近真值。

3.试验样品

   任何制品的试验都有对样品的要求，这是为了获取有效比较数据而设立的统一性规范。邵氏硬度是以其压针伸出于压足面的长度量表示硬度的。伸出量越长，硬度值越低，反之越高。因此硬度的试验对象应按ISO7619或GB/T531中相关条款，具有一定的厚度和平整性要求。也规定了邵氏硬度试验不能用于曲面、球面等非平面样品的测试。

4.试验范围

   邵氏硬度计的设计测量范围为0～100，低为0无硬度；高为100满量程硬度，可用范围20～90，有效范围则为30～90。这是由于弹簧体需要形变和压针前端作用的局限性所致。当所测数据在硬度计的20以下或90以上的，应更换其他相适合的邵氏硬度计进行测量。现常用的邵氏硬度计F、AO、A、D型可依次分别测量高发泡橡胶(低弹性海绵)、低发泡橡胶(高弹性海绵)、高弹性橡胶、低弹性橡胶(硬塑胶)。

5.硬度计的修约

   硬度试验不允许修约。误差是存在的，检定只是确定误差量大小的程度。由于硬度试验属破坏性试验，是约定值，按现在表述为序量。其真值的获取有一定的局限性。只要硬度计各项指标符合要求就可以使用，不符合的则应停止使用，而不应对测量误差作修正使用。

   虽然橡胶有一定的弹性，测量的表面不一定有破坏，但不是所有影响因素都被量化合成一起的。如硬度计的压头对硬度值有性的影响，但硬度的计算公式中并没有体现压头变量函数；再如硬度计主轴的垂直度影响硬度值的变化等问题。

   邵氏硬度是一个综合值，它包含多个参数指标，这些参数相互影响，都不能简单单一地进行修约、补偿。如计量部门对邵氏硬度计试验力的检定，仅是其分部指标中的一部分。邵氏硬度的试验力是指在进行试验时所应当产生的力，而不是指力所对应的硬度关系。

6.振动装置的使用

   在一些标准中提到“硬度计的轻微振动装置。例如电动蜂鸣器，以克服任何轻微的摩擦力。”但现行关于邵氏硬度的标准中都没再有这种不科学的表述。由于支架上配有的振动器没有统一的量化要求，每个厂家设置的振幅大小不一，很难鉴定什么程度的量为“轻微”。再者，通过振动得到的数据与手持无振动的数据，状态不一、相差甚远，横向比较时也会出现离散加大的情况。因此，不提倡在使用中附加振动，以保持硬度计手持与支架使用两种状态的一致性。

二、硬度计检定中的问题

   目前所有认可关于邵氏硬度计的测量有效方法文件是分部法。要求分别对硬度计的压针几何尺寸、伸出量、测量指示装置、弹簧试验力等进行测量。硬度计检定标准依据的制定以及检定方法的实施应遵循一个基本原则:检定状态应与实际使用状态相符合。只有这样，检定采集的数据才具有实际意义。

1.压头的检定

   硬度计的压头检定按相关的有效标准进行。其中，在JJG304-2003《A型邵氏硬度计检定规程》增设了对使用中硬度计35°±45′的要求。它对使用中硬度计放宽是基于角度的偏差对硬度值影响较小，以及使用中压针表面理想状态不佳影响不确定度的原因。但对于新制造出厂的仍应按照35°±15′的要求进行。压头的检定应在至少50×工具显微镜下，两个垂直轴向方向进行检测，任一方向均应符合要求。高倍数的工具显微镜能提高识别压头轮廓的清晰度和测量的准确性。几何尺寸的结果不能以平均值计算，是每一测量方向的结果要求。邵氏硬度计的检定，必须包含对压针尺寸部分的检定，以确定满足试验条件的程度。

2.伸出量的检定

   硬度计伸出量是指压针突出压足表面的状况。压针伸出量对硬度示值的影响是硬度计误差主要因素之一，它对高硬度值的影响比对低硬度值的影响要大，硬度值高影响越大，反之则小。以2.5mm计算，每0.025mm为一个硬度单位变化量。在JJG304-2003中要求为(0±0.5)HA、(100±0.5)HA；即±0.0125mm，比其他同等相关标准要严格。D型硬度计伸出量的检定只能在(1200-1300)HV或88HRA的平面钢块上进行测量。

3.测量指示装置的检定

   邵氏硬度计的测量指示装置与压针的伸出量是重合落叠在一起的，是伸出量的一部分。以量块或有孔的量块进行检测。以2.00mm、1.25mm、0.50mm时分别对应(20±1.0)HA、(50±1.0)HA、(80±1.0)HA的要求。这项要求与其他相关标准等同。

   对D型硬度计指示装置的检定也要在(1200～1300)HV或88HRA的平面钢块上进行测量。

4.弹簧试验力的检定

   弹簧作为试验力的力源，对硬度计示值的影响是性的。在同等条件下，试验力越大所获得的硬度值越低，反之则大。试验力的大小，对低硬度值的影响比高硬度值的影响要明显。试验力的检定包括了对硬度计的弹簧力、主轴摩擦力、传递系统(齿轮咬合、转轴旋动等)摩擦力等的要求。机械部分的摩擦力越小，弹簧力的复现性越好，硬度计测量的稳定性越高。反之越差。

   试验力检定时值得注意的是，主轴运动方向应与使用时一致；检定中不得对主轴进行任何动作的调整，包括所谓的“轻微振动”。在JJG304-2003中要求3次中的任意一次的测量点的偏差都为±0.08N，约1.1HA。其他同等相关标准为±0.075N。

5.检定的测量点

   检定时的测量点选取主要是针对试验力而言。按JJG304-2003的要求，测量点应在0～100范围内均匀选取5点测量，同时也要考虑到有效30～90要求，因此建议在20、40、60、80、90点上进行测量，既覆盖30点时的使用，也避免100点时压足限制的影响。当使用范围不在测量覆盖区域而必须使用的，可另行增加测量点，但一般不建议超要求使用。

6.使用的主要标准设备

   所有检定时使用的标准设备准确度应小于或等于被测允差的，低程度也不得大于使用大工镜、投影仪或影像仪测量压针几何尺寸时，选用的放大倍数尽可能地大，以提高分辨识别。放大倍数应不小于实物尺寸的50×起开始选取倍数。对于较大的压针尺寸，如F、FO型的压针，可使用数显卡尺进行测量。

   试验力的检定使用传感器，传感器的使用具有简便、准确、快捷的特性，在检定试验力时能够模拟硬度计的使用状态，与硬度计主轴运动方向保持一致，测量结果具有真实性。

7.示值误差的符合性判定

   现行的有效标准对邵氏硬度计的检定是分部检定法，因此其测量结果的不确定度也是分别给出的。

按正态分布，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型邵氏硬度计力值的允许误差为±0.080N。

   结论:用分部法检定A型邵氏硬度计力值，所使用的计量器具，采用的测量方法，还有对允许误差的限定，都是切实可行的。