【文章內(nèi)容簡介】 以及 ASTM(美國實(shí)驗(yàn)與材料協(xié)會(huì) )使用準(zhǔn)確度這個(gè)術(shù) 語時(shí)同時(shí)包含了偏倚和重復(fù)性的含義。為了避免由使用 準(zhǔn)確度 一詞產(chǎn)生的混淆， ASTM建議術(shù)語 偏倚 只被用來描 述位置誤差。本文將沿用這個(gè)原則。 偏倚 ：對同樣的零件的同樣特性，測量的觀測平均值（在可重復(fù)條件下的一組試驗(yàn)） 和真值 (基準(zhǔn)值 )之間的差值。偏倚常被稱作 “ 準(zhǔn)確度 ” （傳統(tǒng)上稱為 “ 準(zhǔn)確度 ” ）。 因?yàn)?“ accuracy” 在字面上有好幾種意思，所以建議不要用它來替代 “ 偏倚 ” 。偏 倚是在測量系統(tǒng)操作范圍內(nèi)對一個(gè)點(diǎn)的評估和表達(dá)。 √ 測量結(jié)果的觀測平均值與基準(zhǔn)值之間的差異； √ 測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差分析。 ■ 偏倚是測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差的測量。它引起由各種已知的或未知的變差源的綜合 影響組成的總誤差，它引起總誤差的原因是在重復(fù)采用同樣的測量過程進(jìn)行測量 時(shí)，總是趨向于使所有的測量結(jié)果發(fā)生持續(xù)及可預(yù)測的偏移。 ■ 造成過分偏倚的可能原因是： ● 儀器需要校準(zhǔn)； ● 儀器、設(shè)備或夾緊裝置的磨損； ● 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(jì)或一致性不好； ● 線性誤差； ● 應(yīng)用錯(cuò)誤的量具； ● 測量錯(cuò)誤的特性； ●（量具或零件）變形； ● 不同的測量方法 — 設(shè)置、安裝、夾緊、技術(shù)； ● 環(huán)境 — 溫度、濕度、振動(dòng)、清潔的影響； ● 違背假定，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)； ● 應(yīng)用 — 零件尺寸、位置、操作者技能、疲勞，觀察錯(cuò)誤（易讀性、視差）。 ■ 在校準(zhǔn)過程使用的測量程序（如：使用 “ 基準(zhǔn) ” ）應(yīng)盡可能與正常操作的測量程 序一致。 穩(wěn)定性 ：既指測量過程的統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性又指隨時(shí)間變化的測量穩(wěn)定性。兩者對于測量系 統(tǒng)預(yù)期用途都是重要的。統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定性包含一個(gè)可預(yù)測的，潛在的測量過程，該過程在 普通原因變差 (受控 )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(shí)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(shí)間的變化； √ 一個(gè)穩(wěn)定的測量過程是關(guān)于位置的統(tǒng)計(jì)受控； √ 別名：漂移。 ■ 穩(wěn)定性是測量系統(tǒng)在某一階段時(shí)間內(nèi)，測量同一基準(zhǔn)或零件的單一特性時(shí)獲得的 測量總變差。換句話說，穩(wěn)定性是偏倚隨時(shí)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(shí)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(dòng)、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(jì)或一致性不好； ● 儀器設(shè)計(jì)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(cuò)； ● 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(dòng)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(cuò)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(gè)和獨(dú)立的偏倚誤差值的相關(guān)性。 √ 整個(gè)正常操作范圍的偏倚改變； √ 整個(gè)操作范圍的多個(gè)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(gè)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(shí)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(dòng)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(jì)或一致性不好； ● 儀器設(shè)計(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性； ● 應(yīng)用錯(cuò)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(dòng)、清潔度； ● 違背假定，在應(yīng)用常量上出錯(cuò)； ● 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(cuò)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(shí)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(shí)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(gè) 測量范圍可以是大小、容量或時(shí)間（即 “ 一個(gè)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(huì)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(shí)驗(yàn)及材料協(xié)會(huì)）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(shí)驗(yàn)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(jià)人內(nèi)變異性 ” 。重復(fù)性是指由 一個(gè)評價(jià)人，用同一種測量儀器，多次測量同一零件的同一特性 時(shí)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(shí)上，重復(fù)性是在確定的 測量條件下連續(xù)試驗(yàn)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(shí)，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(shí)，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(shí)驗(yàn)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(diǎn)密度的變差； ● 評價(jià)人內(nèi)部：技術(shù)、職位、缺乏經(jīng)驗(yàn)、操作技能或培訓(xùn)、感覺、疲勞； ● 環(huán)境內(nèi)部：溫度、濕度、振動(dòng)、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(jì)或方法缺乏穩(wěn)健性，一致性不好； ● 應(yīng)用錯(cuò)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(jià)人之間 ” 的變異。再現(xiàn)性通常定義為 由不同的評價(jià)人，采用相同的測量儀器，測量同一零件的同一特性時(shí)測量 平均值的變差。手動(dòng)儀器受操作者技術(shù)影響常常是實(shí)際情況，然而，在測 量過程（即自動(dòng)操作系統(tǒng)）中操作者就不是主要的變差源了。由于這個(gè)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(jià)人使用同一量具，測量一個(gè)零件的一個(gè)特性時(shí)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(jià)人、環(huán)境（時(shí)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(shí)驗(yàn)室、環(huán)境及評價(jià)人影響。 ■ ASTM（美國實(shí)驗(yàn)及材料協(xié)會(huì)）的定義超出上述定義范圍，它不僅包括評 價(jià)人不同，而量具、實(shí)驗(yàn)室和環(huán)境（溫度、濕度）也不同，同時(shí)在再現(xiàn) 性計(jì)算中還包括重復(fù)性。 ■ 再現(xiàn)性錯(cuò)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(shí)，當(dāng)測量 零件的類型為 A、 B、 C時(shí)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(cuò)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(diǎn)密度，手動(dòng)與自動(dòng)系統(tǒng)相比，零點(diǎn)調(diào)整，夾持或夾緊 方法等導(dǎo)致的均值差。 ● 評價(jià)人（操作者）之間：評價(jià)人 A、 B、 C等的訓(xùn)練、技術(shù)、技能和經(jīng)驗(yàn) 不同導(dǎo)致的均值差。對于產(chǎn)品及過程資格以及一臺(tái)手動(dòng)測量儀器，推薦 進(jìn)行此研究。 ● 環(huán)境之間：在第 3等時(shí)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(dòng)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(jì)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(gè)測量系統(tǒng)的重復(fù)性和再現(xiàn)性的合成變差的估 計(jì)。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(shí)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(gè)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(gè)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(jì) (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(gè)單 位，是用測量單位報(bào)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(shí)測量系統(tǒng)的響應(yīng)； √ 由量具設(shè)計(jì)（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(gè)測量單位報(bào)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(dòng)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(shí)間得到測量變差的區(qū)別。它也可以看成重復(fù)性隨時(shí)間的變 化。 √ 重復(fù)性隨時(shí)間的變化程度； √ 一個(gè)一致的測量過程是考慮到寬度（變異性）下的統(tǒng)計(jì)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(gè)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