【文章內(nèi)容簡介】 )條件下運(yùn)行，測量穩(wěn)定性代表測量系統(tǒng)在運(yùn)行周期 (時間 )內(nèi)對測 量標(biāo)準(zhǔn)或基準(zhǔn)的必要的符合程度。 √ 偏倚隨時間的變化； √ 一個穩(wěn)定的測量過程是關(guān)于位置的統(tǒng)計受控； √ 別名：漂移。 ■ 穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)在某一階段時間內(nèi)，測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時獲得的 測量總變差。換句話說，穩(wěn)定性是偏倚隨時間的變化。 ■ 不穩(wěn)定性可能的原因包括： ● 儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時間間隔； ● 儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損； ● 環(huán)境變化 — 溫度、濕度、振動、清潔度； ● 磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差； ● 校準(zhǔn)不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)； ● 儀器質(zhì)量差 — 設(shè)計或一致性不好； ● 儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性； ● （量具或零件）變形； ● 違背假定，在應(yīng)用常量上出錯； ● 正常老化或退化； ● 不同的測量方法 — 設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)； ● 缺乏維護(hù) — 通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔； ● 應(yīng)用 — 零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯誤（易讀性、視差）。 線性 ：測量系統(tǒng)預(yù)期操作范圍內(nèi)偏倚誤差值的差別。換句話說，線性表示操作范圍內(nèi) 多個和獨(dú)立的偏倚誤差值的相關(guān)性。 √ 整個正常操作范圍的偏倚改變； √ 整個操作范圍的多個并且獨(dú)立的偏倚誤差的相互關(guān)系； √ 測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分量。 ■ 在設(shè)備的預(yù)期操作（測量）范圍內(nèi)偏倚的不同被稱為線性。線性可以被認(rèn)為是關(guān) 于偏倚大小的變化。 ■ 注意不可接受的線性可能以各種形式出現(xiàn)。不要假定一個常量偏倚。 ■ 線性誤差的可能原因包括： ● 儀器需要校準(zhǔn)，需要減少校準(zhǔn)時間間隔； ● 儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損； ● 缺乏維護(hù) — 通風(fēng)、動力、液壓、過濾器、腐蝕、銹蝕、清潔； ● 磨損或損壞的基準(zhǔn)，基準(zhǔn)出現(xiàn)誤差 — 最小 /最大； ● 校準(zhǔn)（不包括工作范圍）不當(dāng)或調(diào)整基準(zhǔn)的使用不當(dāng)； ● 儀器質(zhì)量差 — 設(shè)計或一致性不好； ● 儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性； ● 應(yīng)用錯誤的量具； ● （量具或零件）隨零件尺寸變化的變形； ● 環(huán)境 — 溫度、濕度、振動、清潔度； ● 違背假定，在應(yīng)用常量上出錯； ● 不同的測量方法 — 設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)； ● 應(yīng)用 — 零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞、觀察錯誤（易讀性、視差）。 1寬度變差： 精密度 ：傳統(tǒng)上，精密度描述了測量系統(tǒng)在操作范圍（大小、 量程和時間）內(nèi)分辨力、靈敏度和重復(fù)的最終影響（凈效 果）。在一些組織中，精密度和重復(fù)性具有互換性。事實上， 精密度最經(jīng)常用于描述測量范圍內(nèi)重復(fù)測量的預(yù)期變差，這個 測量范圍可以是大小、容量或時間（即 “ 一個裝置在低量程測 量同在高量程測量一樣，具有相同的精密度 ” ，或 “ 今天和昨 天的精密度一樣 ” ）。有人也許會說精密度對應(yīng)重復(fù)性，而線 性對應(yīng)偏倚（雖然前者是隨機(jī)的，而后者是系統(tǒng)誤差）。通常 建議使用比術(shù)語 “ 精度 ” 更具有描述性的分術(shù)語。 ASTM（美國 實驗及材料協(xié)會）更廣泛地把精密度定義為包括來自不同的讀 數(shù)、量具、人員、實驗室或條件的變差。 √ 重復(fù)讀數(shù)彼此之間的 “ 接近度 ” ； √ 測量系統(tǒng)的隨機(jī)誤差分量。 重復(fù)性 ：傳統(tǒng)上把重復(fù)性看作 “ 評價人內(nèi)變異性 ” 。重復(fù)性是指由 一個評價人，用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性 時獲得的測量變差。它是設(shè)備本身固有的變差和性能，通常指設(shè)備 變差 (EV)，盡管這樣容易使人誤解。但事實上，重復(fù)性是在確定的 測量條件下連續(xù)試驗得到的普通原因（隨機(jī)變差）變差。當(dāng)測量環(huán) 境固定和已定義時，即確定了－固定的零件、儀器、標(biāo)準(zhǔn)、方法、 操作者、環(huán)境和假設(shè)條件時，對于重復(fù)性最佳的術(shù)語是系統(tǒng)內(nèi)部變 差。除了設(shè)備內(nèi)部變差以外，重復(fù)性也包括在特定測量誤差模型下 任何情況下的內(nèi)部變差。 √ 在固定的和規(guī)定的測量條件下連續(xù)（短期）實驗變差； √ 通常指 設(shè)備變差； √ 儀器（量具）的能力或潛能； √ 系統(tǒng)內(nèi)變差。 ■ 重復(fù)性不好的可能原因包括： ● 零件（樣品）內(nèi)容：形狀、位置、表面加工、錐度、樣品一致性； ● 儀器內(nèi)部：修理、磨損、設(shè)備或夾緊裝置故障，質(zhì)量差或維護(hù)不當(dāng)； ● 基準(zhǔn)內(nèi)部：質(zhì)量、級別、磨損； ● 方法內(nèi)部：在設(shè)置、技術(shù)、零位調(diào)整、夾持、夾緊、點密度的變差； ● 評價人內(nèi)部：技術(shù)、職位、缺乏經(jīng)驗、操作技能或培訓(xùn)、感覺、疲勞； ● 環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動、亮度、清潔度的短期起伏變化； ● 違背假定 —— 穩(wěn)定、正確操作； ● 儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好； ● 應(yīng)用錯誤的量具； ● （量具或零件）變形，硬度不足； ● 應(yīng)用 — 零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察誤差（易讀性、視 差）。 再現(xiàn)性 ：傳統(tǒng)上把再現(xiàn)性看作 “ 評價人之間 ” 的變異。再現(xiàn)性通常定義為 由不同的評價人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時測量 平均值的變差。手動儀器受操作者技術(shù)影響常常是實際情況，然而，在測 量過程（即自動操作系統(tǒng)）中操作者就不是主要的變差源了。由于這個原 因，為此，再現(xiàn)性被看作是測量系統(tǒng)之間或測量條件之間的平均變差。 √ 由不同的評價人使用同一量具，測量一個零件的一個特性時產(chǎn)生的測量 平均值的變差； √ 對于產(chǎn)品和過程條件，可能是評價人、環(huán)境（時間）或方法的誤差； √ 通常指 ； √ 系統(tǒng)間（條件）變差； √ ASTM E45696包括重復(fù)性、實驗室、環(huán)境及評價人影響。 ■ ASTM（美國實驗及材料協(xié)會）的定義超出上述定義范圍，它不僅包括評 價人不同，而量具、實驗室和環(huán)境（溫度、濕度）也不同，同時在再現(xiàn) 性計算中還包括重復(fù)性。 ■ 再現(xiàn)性錯誤的潛在的原因包括： ● 零件（樣品）之間：使用同樣的儀器、同樣的操作者和方法時，當(dāng)測量 零件的類型為 A、 B、 C時的均值差。 ● 儀器之間：同樣的零件、操作者和環(huán)境，使用儀器 A、 B、 C等的均值差。 注意：在這種研究情況下，再現(xiàn)性錯誤常與方法和 /或操作者混淆。 ● 標(biāo)準(zhǔn)之間：測量過程中不同的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)的平均影響 ● 方法之間：改變點密度，手動與自動系統(tǒng)相比，零點調(diào)整，夾持或夾緊 方法等導(dǎo)致的均值差。 ● 評價人（操作者）之間：評價人 A、 B、 C等的訓(xùn)練、技術(shù)、技能和經(jīng)驗 不同導(dǎo)致的均值差。對于產(chǎn)品及過程資格以及一臺手動測量儀器，推薦 進(jìn)行此研究。 ● 環(huán)境之間：在第 3等時間段內(nèi)測量，由環(huán)境循環(huán)引起的均值差。 這是對較高自動化系統(tǒng)在產(chǎn)品和過程資格中最常見的研究。 ● 違背研究中的假定。 ● 儀器設(shè)計或方法缺乏穩(wěn)健性。 ● 操作者訓(xùn)練效果。 ● 應(yīng)用 — 零件尺寸、位置、觀察誤差（易讀性、視差）。 GRR或量具 RR：一個測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成變差的估 計。換句話說， GRR變差等于系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)之間的方差的總和。 σ 2GRR = σ 2再現(xiàn)性 + σ 2重復(fù)性 √ 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性：測量系統(tǒng)重復(fù)性和再現(xiàn)性合成的評估； √ 測量系統(tǒng)能力；依據(jù)使用的方法，可能包括或不包括時間影 響。 測量系統(tǒng)能力 ： √ 測量系統(tǒng)變差的短期評估（例如 “ GRR” 包括圖形）測量系統(tǒng)性能； √ 測量系統(tǒng)變差的長期評估（長期控制圖法）。 靈敏度 ：靈敏度是導(dǎo)致一個測量裝置產(chǎn)生可探測 (可辨別 )輸出信號的最小 的輸入。一個儀器應(yīng)至少和其分辨力單位同樣敏感，它是測量系統(tǒng)對被測 量特征改變的響應(yīng)。靈敏度由量具設(shè)計 (分辨力 )、固有質(zhì)量 (OEM)、使用 中的維護(hù)以及儀器和標(biāo)準(zhǔn)的操作條件決定。它通常被描述為測量的一個單 位，是用測量單位報告的。 √ 最小的輸入產(chǎn)生可探測出的輸出信號； √ 在測量特性變化時測量系統(tǒng)的響應(yīng)； √ 由量具設(shè)計（分辨率）、固有質(zhì)量（ OEM）、使用中的維修及儀器和標(biāo) 準(zhǔn)操作條件確定； √ 總是以一個測量單位報告。 ■ 影響靈敏度的因素包括： ● 使儀器減振的能力； ● 操作者的技能； ● 測量裝置的重復(fù)性； ● 在電子或氣動量具情況下提供無漂移運(yùn)行的能力； ● 儀器正被使用的環(huán)境，如大氣、塵埃、濕度。 一致性 ：隨時間得到測量變差的區(qū)別。它也可以看成重復(fù)性隨時間的變 化。 √ 重復(fù)性隨時間的變化程度； √ 一個一致的測量過程是考慮到寬度（變異性）下的統(tǒng)計受控。 ■ 影響一致性的因素是變差的特殊原因，如： ● 零件的溫度； ● 電子設(shè)備的預(yù)熱要求； ● 設(shè)備的磨損。 均一性 ：指量具在整個工作量程內(nèi)變差的區(qū)別。它也可以被認(rèn)為是重復(fù)性 在量程上的均一性 (同一性 )。 √ 整個正常操作范圍重復(fù)性的變化； √ 重復(fù)性的一致性。 ■ 影響均勻性的因素包括： ● 夾緊裝置對不同定位只 接受較?。^大尺寸； ● 刻度的可讀性不好； ● 讀數(shù)視差。 1系統(tǒng)變差：測量系統(tǒng)變差可以具有如下特征： 能力 :短期獲取讀數(shù)的變異性，對測量誤差 (隨機(jī)的和系統(tǒng)的 )合成變差的估計。 ■ 簡單的能力包括以下幾個部分： ● 不正確的偏倚或線性 ● 重復(fù)性和再現(xiàn)性 (GRR)，包括短期一致性 ■ 測量能力的估計是對于規(guī)定條件、范圍和測量系統(tǒng)量程內(nèi)的預(yù)期誤差的表達(dá) (不同于測量不確定度，測量不確定度是一個與測量結(jié)果有關(guān)的誤差或值的 預(yù)期范圍的表達(dá) )。當(dāng)測量誤差互不相關(guān)時 (隨機(jī)的和獨(dú)立的 )，合成變差 (方 差 )的能力表達(dá)可以量化為： σ 2能力 = σ 2偏倚（線性） + σ 2GRR ■ 對于理解和準(zhǔn)確應(yīng)用測量能力有兩個基本點： ● 首先，能力的估計總是與規(guī)定的測量范圍 —— 條件、量程和時間有關(guān)。 例如，如果沒有測量條件的定量范圍和量程，那么一個 25mm的測微計的 能力是 。再次強(qiáng)調(diào)，這就是為什么誤差的模型 對于定義測量過程是如此重要的原因。測量能力的評價范圍應(yīng)該是在測 量范圍有限的部分內(nèi)或在整個測量范圍內(nèi)，很具體的或者是一個概括的 操作說明。上面所說的 “ 短期 ” 的意思可以是：一系列測量循環(huán)期間的 能力；完成 GRR評價的時間：一個規(guī)定的生產(chǎn)期，或由校準(zhǔn)頻率表示的時 間。測量能力的說明只需要完整到能合理地再現(xiàn)出測量條件和量程。一 個文件化的控制計劃可以達(dá)到這一目的。 ■ 對于理解和準(zhǔn)確應(yīng)用測量能力有兩個基本點： ● 其次，在測量量程內(nèi)的短期一致性和均勻性 (重復(fù)性誤差 )被包含在能力 的評價中。一個簡單的儀器，如 25mm測微計，在整個測量范圍內(nèi)使用典 型的，有技術(shù)的操作者，其重復(fù)性被期望是一致的和均勻的。在此例子 中，能力的評價可以包括在普通條件下多種類型特性的整個測量范圍。 測量范圍越長或測量系統(tǒng)越復(fù)雜 (如 CMM)，就越表明了在一定的量程范 圍內(nèi)或尺寸方面存在 (不正確 )的線性、均勻性和短期一致性的測量誤差。 因為這些誤差是相互關(guān)聯(lián)的，所以他們不能用上述簡單的線性公式組合 起來。當(dāng) (不正確 )的線性、均勻性或一致性在一定的量程范圍內(nèi)明顯變 化時，測量計劃者和分析者就只有兩種實際選擇： ◆ 報告對于整個規(guī)定的條件、范圍和測量系統(tǒng)量程的最大 (最壞的情況 )