里氏硬度仪具有操作简单、测量精度高、测量范围广、携带方便、可以任意方向测量硬度等很多的优点，而且通过适当改装，可以实现对产品的在线硬度测量。而目前的市场上里氏硬度测量仪大多是从国外进口的，不具有自主的知识产权，价格比较贵，不利于里氏硬度测量的进一步推广。因而深入分析里氏硬度测量的机理，研制具有自主知识产权、价格便宜的里氏硬度仪，同时建立里氏硬度转换的数学模型，具有重要的意义。 本文首先给出了硬度的定义，说明了硬度测量在工业生产中的重要性。然后分别阐述了三种传统硬度测量方法以及三种现代硬度测量方法的原理以及优缺点，说明了里氏硬度测量与其它测量方法相比有着很多突出的优点。论文着重分析了里氏硬度测量的机理，特别是分析了测量中的碰撞过程，对深入了解里氏硬度原理具有开创性的意义。论文接下来说明了自制的里氏硬度测量仪原型机的机械部分和传感器等电子部件的选型和设计，给出了各个电子部件之间的连接电路图。针对里氏硬度测量中测量角度的影响，采用倾角传感器采集倾角信号并通过单片机来自动调整。在软件设计方面，给出了程序的流程图以及相应的C51源程序。软件设计注重与硬件相结合，充分考虑了消除外界干扰，使得里氏硬度仪运行稳定可靠。论文再接下来说明了里氏硬度转换成其他硬度的必要性和意义，阐述了里氏硬度和其他硬度转换的转换表的建立以及使用方法。针对现有换算表对某些材料转换精度不高的问题，论文详细说明了自制里氏硬度转换表的方法，并且通过试验自制了一个里氏硬度转换表。针对里氏硬度转换中的误差问题，提出了采用人工神经网络的这种新的方法在单片机上实现硬度的转换，这样能很大程度上减少转换的误差，提高转换的精度。论文最后详细分析了里氏硬度测量中引起误差的各种因素，提出了减少和消除误差的方法，对提高里氏硬度测量的精度具有重要意义。