第一章－ 第五节测量问题

引言

在评价一个测量系统时必须考虑三个基本问题：

1）测量系统必须证明有足够的敏感度。

√首先，仪器（和标准）是否有足够的分辨力？选择测量系统的基本开始点是由设计所决定的分辨力（或等级）。通常应用 10：1 的原则，也就是说，仪器的分辨力应该把公差（或过程变差）细分为 10 分之一或更多。

√第二，测量系统是否证明具有有效的解析度？与分辨力类似关系，有效解析度要确定测量系统在应用状况下具有敏感度以检测出产品或过程变差。

2）测量系统必须稳定。

√在重复性的状况下，测量系统变差仅由普通原因而不是由特殊原因（无秩序的）产生。

√测量分析必须时时刻刻考虑实践和统计的显著性。

3）统计的特性（误差）要一直保持在期望的范围内，并且足以满足测量的目的（产品控制或过程控制）。

长期以来，传统上只用公差的百分比作为测量误差的报告方法，这已不能适应于过程持续改进的市场竞争的策略。随着过程改变和改进，测量系统必须为它的使用意图重新评价。组织（管理者、测量计划者、生产操作者和质

量分析人员）理解测量的目的并进行适当的评价是不可或缺的。

测量系统变差的类型

测量通常被假定是精确的，而且许多后续的分析及结论都是以该假设为基础。个人可能无法意识到测量系统中存在影响各个测量的变差，它进而又影响基于这些数据的结论。测量系统误差可以分成五种类型：偏倚、重复性、

再现性、稳定性和线性。

测量系统研究的目的之一是获得测量系统与其所处环境有相互作用时，其产生的测量变差的类型和结果的讯息。这些 信息是很有价值的，因为对一般的生产过程，确认重复性和校准偏倚，以及为这些制定合理的极限，比提供

具有非常高重复性的准确量具更有用。应用这种研究可提供：

●接受新测量设备的准则。

●一个测量装置与另一个测量装置的比较。

●评价一个疑似不充分量具装置的依据。

●测量设备维修前后的比较。

为计算过程变差以及生产过程可接  受程度的必要构成元素。

●绘制量具性能曲线（GPC）17 的必要信息，GPC 表示接受某一零件真值的概率。

下列定义帮助我们描述与一测量系统有关的误差或变差类型，以便在其后讨论中可以清楚地理解每个术语。每种定义都给出 了说明，以便生动地展现每项术语的含义。

变差的定义及潜在的来源

可操作的定义

“可操作的定义系指人员可以进行其业务的定义。一个安全的、圆的、可靠的或其它任何质量（特性）的可操作性的定义必须是可相互交流的，对于卖主和买主具有同样的意义，对于生产工人来说，在今天和昨天都具有同样

的意义。例如：

1.一块材料或一个总成件的特定试验

2.判断用的准则

3.决定：是或不是，物体或材料符合或不符合准则 18

标准（standard）

标准通常指全体同意作为一个比较的基础，一种可接受的形式。它可以是由权威机构设定或建立的一个物品或是一个整体（仪器、程序等），如用来度量数量、重量、长度、值或质量的规则。

这整体（ensemble）的概念是在美国国家标准协会（ANSI）/美国质量控制协会（ASQC）标准 M1-199619 中正式形成。这术语强调需要考虑所有影响测量不确定度的实情；如环境、程序、人员等。“举一个简单的整体例子，

校准块规的整体包括了标准块规、比较测定仪、操作者、环境及校准程序”。

参考标准（reference standard）

指在某一特定地点存放的，通常具有最高度量衡的质量的标准。使用这样的标准所做的测量是可以追溯的。

测量和试验设备（M&TE）

完成一次测量所需要的所有测量仪器、测量标准，基准材料以及辅助设备。

校准标准（calibratiion standard）

进行日常校准时用来作为一项参考的标准。意图是作为校准工作量和实验室参考标准之间的缓冲。

传递标准(transfer standard)

用来将某一已知数值的标准与即将进行校准的单元进行个别比较的标准。

基准（master）

作为在校准过程中的一项标准。也可以被描述为参考或校准的标准。

工作标准（working standard）

在实验室内进行日常测量的标准。其不作为校准标准使用，但是也许可以用作传递标准。

为物件选择一个标准应该很慎重。所采用的标准应能够反映该测量系统的用途和范围，以及以时间为基础的变差