里氏硬度計的理論依據是里氏硬度試驗。里氏硬度試驗是由瑞士LEEB博士在1978年首次提出的，其基本原理是：用規定質量的沖擊體在彈力作用下，以一定的速率沖擊試樣表面，用沖擊體在距試樣表面1 mm處的回彈速率與沖擊速率的比值計算試樣硬度。計算公式如下：HL=1000×Va/Vb，式中：HL為里氏硬度；Va為沖擊體的沖擊速率；Vb為沖擊體的回彈速率。
在相同的測試環境和測試條件下，沖擊體的沖擊速率基本一致，對于硬度較高的試樣，沖擊體的回彈速率較大，因此得到的里氏硬度也較大。由原理可見，與布氏、洛氏、維氏等靜態試驗方法相對，里氏硬度試驗屬于動態試驗方法。
里氏硬度計是根據里氏硬度試驗理論，將沖擊體的速度信號轉換為電壓信號，再利用微電子技術進行信號采集,經過數據處理后得出里氏硬度。在里氏硬度計的實際應用中，經常要將數據轉換為布氏、洛氏、維氏、肖氏等其他硬度，這就需要用到硬度轉換表。硬度轉換表給出的是兩種硬度之間的對比關系，是通過大量的對比試驗得出的。
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