【文章內(nèi)容簡介】 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、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(shí)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 E456 96包括重復(fù)性、實(shí)驗(yàn)室、環(huán)境及評價人影響。 ■ ASTM（美國實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室和環(huán)境（溫度、濕度）也不同，同時在再現(xiàn) 性計(jì)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(diǎn)密度，手動與自動系統(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(yàn) 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(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(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(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(jì)。 ■ 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(jì)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(diǎn)： ● 首先，能力的估計(jì)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(jì)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(jì)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(diǎn)： ● 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(jì)，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?yàn)檫@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(jì)劃者和分析者就只有兩種實(shí)際選擇： ◆ 報(bào)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 ) 能力或 ◆ 對于規(guī)定的測量量程區(qū)間 (即低、中、較大量程 )確定和報(bào)告多種能力 評估。 性能 :測量系統(tǒng)性能是所有有效的和可確定的變差源隨時間的最終影響。性能量化了 合成測量誤差 (隨機(jī)的和系統(tǒng)的 )的長期評估。 √ 長期獲取讀數(shù)的變異性； √ 以總變差為基礎(chǔ)。 ■ 性能包括的長期誤差為以下幾部分： ● 能力 (短期誤差 )； ● 穩(wěn)定性和一致性。 ■ 測量性能的估計(jì)是一個規(guī)定的條件、范圍和測量系統(tǒng)量程的預(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 )，該合成變差 (方差 )的性能 表達(dá)式可以量化為： σ 2性能 = σ 2能力 + σ 2穩(wěn)定性 + σ 2一致性 ■ 此外，如同短期能力 — 樣，長期 性能 總是與規(guī)定的測量范圍 —— 條件、量程和時 間有關(guān)。測量性能的評價范圍應(yīng)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。“長期”的意思可以是：幾個在時間 上的能力評估的平均；來自測量控制圖的長期平均誤差：校準(zhǔn)記錄評估或多種線 性研究；或來自在測量系統(tǒng)的壽命和量程方面的幾個 GRR研究的平均誤差。測量性 能的說明只需要完整到能合理地再現(xiàn)出測量環(huán)境和范圍。 ■ 在測量量程內(nèi)的長期一致性和均勻性 (重復(fù)性誤差 )被包含在性能估計(jì)中。測量分 析者必須知道誤差之間的潛在的關(guān)聯(lián)，以便沒有過高地估計(jì)性能。這要依賴于這 些誤差被怎樣確定。當(dāng)長期 (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(jì)劃者和分析者就只有兩種實(shí)際選擇： ● 報(bào)告對于整個測量系統(tǒng)規(guī)定的條件、范圍和量程的最大 (最壞的情況 )性能或 ● 對于規(guī)定的測量量程區(qū)間 (即低、中、較大量程 )確定和報(bào)告多種性能評估。 不確定度 ：同測量結(jié)果有關(guān)的一個參數(shù)，代表數(shù)值的分散特性， 此數(shù)值歸結(jié)于被測體 (VIM)是合理的。在給定的置信水平內(nèi)，對 一個測量結(jié)果的指定范圍描述，限值期望包含真實(shí)測量結(jié)果。 不確定度是一個測量可靠性的量化表述。即：關(guān)于測量值的數(shù) 值估計(jì)范圍，相信真值包括在此范圍內(nèi)。 ■ 測量不確定度 是國際上用來描述一個測量值的質(zhì)量的術(shù)語。 ■ 本質(zhì)上，不確定度是賦值給測量結(jié)果的范圍，在規(guī)定的置信水平內(nèi) 描述為預(yù)期包含有 真 測量結(jié)果的范圍。測量不確定度通常被描述為 一個雙向量 ，不確定度是測量可靠性的定量表達(dá)。這個概念的 一個簡單的表達(dá)是： 真 測量值 = 觀測到的測量值（結(jié)果）177。 U ■ U是一個被測量對象和測量結(jié)果的“擴(kuò)大不確定度”術(shù)語。擴(kuò) 展不確定度是測量過程中合成標(biāo)準(zhǔn)誤差（ UC），或合成誤差的 標(biāo)準(zhǔn)偏差（隨機(jī)的和系統(tǒng)的）。乘以一個代表所希望的置信度 范圍的正態(tài)分布系統(tǒng)（ K）。正態(tài)分布經(jīng)常在測量系統(tǒng)中用作 一個原理性假設(shè)。 ISO/IEC《 測量中不確定度指南 》確定了足 以代表正態(tài)分布的 95%的不確定度的分布系數(shù)。通常認(rèn)為 K=2： U = KUC ■ 合成標(biāo)準(zhǔn)誤差（ UC）包括了測量過程中變差的所有重要組成部分。 在大多數(shù)情況下，按著本手冊完成的測量系統(tǒng)分析的方法可用來定 量確定不確定度的眾多來源。通常，大多數(shù)重要的誤差合成部分可 用 σ 2性能 定量表示。其它重要的誤差源根據(jù)實(shí)際測量的情況來采用 這些方法。不確定度的描述必須包括識別所有重要誤差和允許被重 復(fù)測量的足夠的范圍。一些不確定度描述將通過長期、其它短期、 測