Определение метрологических характеристик твердомера (ВКР)

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
«Определение метрологических характеристик твердомера»

Аннотация
В представляемой работе рассмотрены вопросы метрологического обеспечения измерения твердости различных материалов.
В первой главе анализируются существующие методы и средства измерения твердости, осуществление методов измерения по Бринеллю, Роквеллу, Ваккерсу, Шору,
Во второй главе выбирается необходимое оборудование и осуществляется разработка методики калибровки портативного Твердомера.  В этом же разделе приводятся результаты калибровки исследуемого по разработанной методике.
В третьей главе описываются результаты исследования метрологических характеристик твердомера, а также результат сравнения.
Четвёртая глава содержит экономический расчет – расчет затрат на проведение поверки твердомера.

ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
1. Тема выпускной квалификационной работы бакалавра:
«Определение метрологических характеристик твердомера»
2. Цель и задачи выпускной квалификационной работы бакалавра:
Цель работы:
Разработка методики калибровки портативного твердомера.
Задачи работы:
 - сбор информации об методах измерения твердости;
- изучение и анализ нормативно-технической документации;
- изучение принципа действия твердомера;
- разработка методики определения метрологических характеристик твердомера;
- проведение оценки метрологических характеристик твердомера;
- проведение экономических расчетов.

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1 Анализ методов и средств измерения твердости . . . . . . . . . . . 11
1.1 Общая информация о методах измерения твердости материалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
1.2 Статические методы определения твердости . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.1  Измерение твердости по Бринеллю . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.2 Измерение твердости по Виккерсу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.3 Измерение твердости по Роквеллу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.2.4 Твердость по Роквеллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.3 Динамические методы определения твердости . . . . . . . . . . . . 34
1.3.1 Измерение твердости методом ударного отпечатка . . . . . . . . 34
1.3.2 Твердость по Шору (метод упругого отскока бойка) . . . . . . . 37
1.3.3 Проба на твердость падающим индентором (твердость при ударе) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.3.4 Проба на твердость царапанием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
1.4 Основные виды средств измерения твердости . . . . . . . . . . . . 45
1.4.1 Стационарные твердомеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.4.2 Портативные твердомеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.4.3 Стационарный прибор NOVOTEST ТС-БРВ . . . . . . . . . . . . . . 48
1.4.4 Портативный твердомер ТЭМП-4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.5 Концепция проведения исследований метрологических характеристик портативных твердомеров . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.6 Выводы по разделу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
2 Разработка методики исследования метрологических характеристик портативного твердомера . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.1 Обоснование актуальности разработки методики калибровки портативного твердомера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
2.2 Анализ требований НД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
2.2.1 Анализ требований ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 . . . . . . . . . 65
2.2.2 Анализ требований ПР 50.2.016-94 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.3 Выбор ТС для проведения исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.3.1 Применяемые образцовые меры твердости . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.3.2 Твердомер динамический ударный Константа ТД . . . . . . . . . 80
2.4 Методика исследования метрологических характеристик портативного твердомера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.4.1 Условия проведения исследований и подготовки к ним . . . . 85
2.4.2 Оцениваемые метрологические характеристики . . . . . . . . . . 86
2.4.3 Порядок проведения исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.4.3.1 Подготовка проведения исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.4.3.2 Опробование твердомера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.4.3.3 Проведение исследований метрологических характеристик 89
2.4.4 Оценка метрологических характеристик твердомера . . . . . . . 94
3 Результаты исследования метрологических характеристик портативного твердомера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
3.1 Результаты оценки диапазона измерений твердомеров  . . . . 98
3.2 Обработка результатов исследований для оценки погрешности и неопределенности измерений . . . . . . . . . . . . . 100
3.3 Выводы по разделу . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
4 Расчет затрат на проведение метрологических характеристик твердомера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119