七海告訴您二次元影像儀測量系統(tǒng)的應(yīng)用與比較
隨著測量數(shù)據(jù)在企業(yè)質(zhì)量和生產(chǎn)經(jīng)營管理中的作用日益重要,人們越來越關(guān)注產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)是否穩(wěn)定可靠。測量不確定度作為一個評價測量結(jié)果質(zhì)量高低的參數(shù),出現(xiàn)在很多場合,業(yè)內(nèi)人士已對它非常熟悉,而測量系統(tǒng)分析(MSA)對多數(shù)人來說卻是一個新概念。這兩個和測量有關(guān)的概念,它們之間有何關(guān)系呢?
一、概念不同
測量不確定度:表征合理賦予被測量之值的分散性,與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)?! y量系統(tǒng):用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合?! y量系統(tǒng)分析:對測量系統(tǒng)的測量特性(變差)進行統(tǒng)計分析,并評估測量系統(tǒng)是否適用于產(chǎn)品和過程的控制。
二、分析的目的不同
1.測量系統(tǒng)分析的目的:一是獲得測量系統(tǒng)與所處環(huán)境有相互作用時,其產(chǎn)生的測量變差的類型和大小。二是評估測量系統(tǒng)所具有的測量能力是否適用于產(chǎn)品和過程的控制。三是制定改進和提高測量能力,減小變差的措施。
2.測量不確定度分析是用來估計在某測量時間下,測量值可能的變化有多大。它除了要考慮測量過程中所有的重大測量變差外,還應(yīng)考慮校準、標(biāo)準、方法、環(huán)境以及測量過程中沒有考慮的其他重大變差。
三、分析內(nèi)容比較
根據(jù)測量不確定度的定義可知:測量不確定度評定的是某個測量值的分散性,因而測量不確定度一般由許多分量組成,其中一些分量具有統(tǒng)計性,如測量的重復(fù)性和再現(xiàn)性;另一些分量不具有統(tǒng)計性,如標(biāo)準裝置的測量不確定度、測量設(shè)備的計量特性等。
而測量系統(tǒng)分析針對的是整個測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準確性,它需要分析測量系統(tǒng)的位置變差、寬度變差,以及測量能力。在位置變差中包括測量系統(tǒng)的偏倚、穩(wěn)定性和線性。在寬度變差中包括測量系統(tǒng)的重復(fù)性、再現(xiàn)性。而測量能力指的是測量系統(tǒng)分辨力和測量系統(tǒng)實驗標(biāo)準差與過程變差之比。
從上可以看出,在測量不確定度分析和測量系統(tǒng)分析中,都有對測量分散性的評定,即:重復(fù)性和再現(xiàn)性的分析,但是二者分析的對象不同,不確定度分析的對象是測量值,并只對測量值的分散性進行評定,而測量系統(tǒng)分析的對象是測量系統(tǒng),除了對測量變差的寬度進行分析外,還要對測量系統(tǒng)的位置變差進行分析。
四、分析方法比較
在定量分析試驗的方法上,測量不確定度A類分量分析和測量系統(tǒng)分析是相同的,都采用統(tǒng)計技術(shù)進行分析。
在對測量系統(tǒng)進行分析時,應(yīng)考慮測量系統(tǒng)在與操作環(huán)境發(fā)生相互作用的整個時間段(如穩(wěn)定性分析);分析前,首先要對測量系統(tǒng)的誤差源進行分析,在此基礎(chǔ)上找出影響測量結(jié)果的重大因素,再制定測量系統(tǒng)的分析方案。
五、測量系統(tǒng)分析方案的制定
對于一個測量系統(tǒng),其評價參數(shù)有以下幾項:測量系統(tǒng)的分辨率、穩(wěn)定性、偏倚、重復(fù)性、再現(xiàn)性和線性。在這些參數(shù)中,除了分辨率是系統(tǒng)固有的外,其余各項參數(shù)都處于動態(tài)的變動中,必須加以分析監(jiān)測和控制。要對這些參數(shù)進行分析控制:可以借助誤差分析的方法了解影響這些參數(shù)的主要原因。例如:用一個以游標(biāo)卡尺和兩位檢查人員構(gòu)成的測量系統(tǒng),測量某尺寸參數(shù),其誤差的主要來源是人員操作量具(校準合格)引起的誤差,人員操作引起的誤差主要是由于游標(biāo)卡尺不符合阿貝原則,不同的操作人員在測量時,工件與卡尺接觸部位不同而產(chǎn)生的阿貝誤差和讀數(shù)誤差。根據(jù)這個誤差分析,我們*可以確定這套測量系統(tǒng)的分析方案為進行重復(fù)性分析和再現(xiàn)性分析。
六、結(jié)果分析
測量系統(tǒng)分析的結(jié)果用于對測量系統(tǒng)的好壞和可接受性進行判定。判定時應(yīng)從3個方面進行:1.測量系統(tǒng)的敏感度;2.測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性;3.測量系統(tǒng)的變差。
測量系統(tǒng)的敏感度通常指測量系統(tǒng)的分辨力或解析度,一個好的測量系統(tǒng)要有足夠的分辨力或敏感度。一般來說,測量系統(tǒng)的分辨力應(yīng)達到允許公差的1/10,*的要求是達到過程變差的1/10。
測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性是指測量系統(tǒng)應(yīng)處于統(tǒng)計受控狀態(tài),測量系統(tǒng)的變差只能由隨機因素造成,而不能由特殊原因造成,只有滿足這一條件,才能說測量系統(tǒng)具有統(tǒng)計的穩(wěn)定性。
通常,若一個測量系統(tǒng)的偏倚或線性誤差明顯的異于零或超過該裝置校準程序中所建立的*容許誤差,則該測量系統(tǒng)為不可接受。另一方面,測量變差GRR(重復(fù)性和再現(xiàn)性)與過程變差或公差之比低于10%測量系統(tǒng)是可接受的;10%到30%之間,是有條件的接受;大于30%則不可接受。
而測量不確定度評定的結(jié)果,對于測量值的含義則是在一定置信概率下,測量真值可能出現(xiàn)的范圍。
七、結(jié)束語
綜上所述,測量不確定度與測量系統(tǒng)分析是兩個不同的概念,但它們具有共同之處,測量系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)是誤差分析,這和不確定度分析是相同的。尤其在重復(fù)性、再現(xiàn)性分析方面及試驗方法上,測量不確定度與測量系統(tǒng)分析也具有一致性。對于測量系統(tǒng)給出的一個測量值而言,需分析該測量值的不確定度,故測量系統(tǒng)影響的諸多因素,又應(yīng)被包含在測量值的不確定度之中。

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