量规仪分析MSA.ppt

Quality,b)进行调整或必要时再调整;,c)得到识别,以确定其校准状态;,d)防止可能使测量结果失效的调整.,e)在搬运、维护和贮存期间防止损失或失效。,测量仪器,JJG检定标准,校准依据,检定,校正,使用前确认,周期规定,标识,调整/再调整,封缄,防护,搬运,维护,贮存,防止失效,识别状态,33,34,3.1示值误差的定义测量仪器的指示值可简称为示值，示值是测量仪器所指示的被测量值，测量值指受到测量的量，它既可以是待测量的量，也可以是已测量的量。,第三章测量仪器的示值误差,35,示值可以是实物量具的标称值、仪器的指示值或通过换算得到的被测量的值。,测量仪器的示值误差就是指测量仪器的示值与被测量的真值之差。还是测量的最主要的计量特性之一，其实质就是反映了测量仪器准确度，是测量仪器准确度定量表述的主要形式。,量具的示值误差为量具的标称值与其值之差。,36,分组练习题：1、量块的标称值为20mm,其中心长度的约定真值为19.9945mm，其示值误差为多少？2、玻璃量瓶的标称容量为1000ml，其实际容量为1006.5ml，其示值误差为多少？,37,3.2测量仪器示值误差的评定方法(比较法),3.2.1比较法的定义比较法就是在规定的条件下，由提供约定真值的测量标准对被评定的测量仪器进行一定次数的测量或比较，有的情况下则是被评定测量仪器对给定的测量标准进行一定次数的测量，被评定测量仪器示值与测量标准提供的约定真值之差为示值误差。,38,3.2.2比较法的分类,3.2.2.1第一种保持被评定测量仪器的示值不变，用测量标准对被评定的测量仪器进行一定次数的测量，测量标准在每个评定点测得值的算术平均值减去被评定测量仪器的示值，得到被评定测量仪器的示值误差。例：用标准电阻表检定电阻。,39,3.2.2.2第二种保持测量标准的示值不变，用被评定测量仪器对测量标准进行一定次数的测量，被评定测量仪器在每个评定点测得值的算术平均值减去测量标准的值，得到被评定测量仪器的示值误差。例：用标准砝码检定电子衡。,40,3.2.2.3第三种被评定测量仪器和测量标准通过第三者进行比较，这种方法的内容比较广泛，可细分：1、直接测量法将被评定测量仪器已知值的同种量相比较的测量方法。例：用高准确度等级砝码在等臂天平上检定,41,2、替代测量法用量值已知且与被测量是同种的量代替被测量，使在指示装置上得到相同效应以确定被测量值的测量方法。例：用已校准的带表卡尺替代被测量游标卡尺。,42,4.0计量检定规程国家计量检定规程是指对计量器具的计量特性、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果处理所作的技术规定。,第四章企业量具仪器内部校准之注意事项,43,4.1首先应确认本公司之产品特性，客户要求之要求，最终确定量具仪器的准确度等级。(产品之允许公差),4.2应遵循准确度高的量具仪器校准准确度低的量具仪器。,44,4.3应考虑和配置合理的工作环境。(温度、湿度、清洁度要求),4.4应建立公司内部量具仪器校准指导书。,4.5确保校准记录具有溯源性，应追溯到国家或国际基准。,45,4.6应注意校准记录的书写及数点后面保留位数的要求。(如：1.2mm与1.20mm是有区别的),4.7应清楚列明需要校准的仪器和不需要校准的仪器(免校)，并说明它们的控制方法。,46,4.8仪器内校指引（卡尺）,1.0目的：明确卡尺的校正操作2.0范围：本指引仅适用于abc公司卡尺之校正3.0责任：3.1校准员：严格按本指引对卡尺进行校准3.2执行总管：监管本指引的执行4.0参考文件：无,47,4.8仪器内校指引（卡尺）,5.0作业要求5.1校准条件5.1.1温度：20-255.1.2湿度：40-80%5.2标准件数显卡尺(0-150mm)S/N：021873游标卡尺(0-300mm)S/N：QC-YQ-038,48,4.8仪器内校指引（卡尺）,5。5.3校准内容与方法5.3.1外观检查：是否有断裂、弯曲、生锈、字符是否不清楚5.3.2检定项目：项目标准值(mm)允差(mm)备注深度尺200.03通用直径、长度尺41.20.03(0-150mm)卡尺适用81.50.03(0-150mm)卡尺适用101.20.03(0-300mm)卡尺适用121.80.03(0-150mm)卡尺适用201.50.03(0-300mm)卡尺适用291.80.03(0-300mm)卡尺适用,49,4.8仪器内校指引（卡尺）,5.3.3检定方法:a.首先确定被检定卡尺的量程(如0-150mm或0-300mm),然后选择相对应的标准件卡尺将标准件深度尺调到标准值20mm,用被检卡尺的深度尺对其测量3次取其平均值b.以此类推,将标准件直径长度尺调到标准值41.2、81.5、101.2、121.2、201.5、291.8,用被检卡尺的直径长度尺对其测量3次取其平均值5.4校正周期一年一次60.相关记录：仪器校正记录,50,4.9仪器检定校准一览表,51,4.10仪器检定校准记录表,52,4.11光盘附送部份仪器检定规程：带表游标卡尺检定规程JJG400-85数显游标卡尺检定规程JJG526-88架盘天平检定规程JJG156-83低频电子电压表检定规程JJG782-92脉冲信号发生器检定规程JJG490-93指示表（百分表、千分表）检定规程JJG34-96测微仪器试行检定规程JJG44-86电子称检定规程,53,MeasurementSystemAnalysis測量系統分析,54,為什麽要做MSA?,若我們要知道制程輸出是否達到要求及在控制之內,所用的測量系統必須具備足夠能力去量度制程的變差,原因是測量過程本身亦存在一定的變差,所以我們必須對所選用的測量系統/儀器先作一些統計分析,才可決定這測量統/儀器是否適用.,55,测量系统误差的来源,观测的过程误差,过程实际误差,测量误差,长期过程误差,短期过程误差,样本内误差,测量仪器误差,测量者误差,准确性,重复性,稳定性,线性,再现性,我们即将了解的测量系统分析方法将提供对总体测量误差、由于测量仪器可重复性引起的误差、由于测量者引起的误差的估计。,测量系统的波动通过对测量系统的可重复性和可再现性进行分析确定,56,為什麽要做MSA?,這些因素亦會引致測量系統的變差,57,测量仪器分辨率,测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单位。看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的能力。,部件A,部件B,A=2.0B=2.0,1,2,3,4,部件A,部件B,A=2.25B=2.00,1,2,3,4,因为上面刻度的分辨率比两个部件之间的差异要大，两个部件将出现相同的测量结果。,第二个刻度的分辨率比两个部件之间的差异要小，部件将产生不同的测量结果。,测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%。,58,Bias(偏倚)-測量的觀察平均值和基準值之間的差異,定義,59,定義,Repeatability(重覆性)由一位評价人多次用一種測量儀器測量同一零件的同一特性時所得的測量變差,60,定義,Reproducibility(再現性)-由不同的評价人使用同一個量具測量一個零件的一個特性的產生的測量平均值的變差,61,Stability(穩定性)是测量系统在某持续时间内测量同一基准或者零件的单一特性时获得的测量值总变差。,定義,62,Linearity(線性)是在量具预期的工作量程内，偏倚值的差值,定義,63,GageR目視觀察或量具研究夾確定(考慮再現性會否影響)條件評价人的數量,樣品數量及重復讀數次數;尺寸的關鍵性零件結構評价人的選擇評价人的選擇應從日常操作該儀器的人中挑選樣品的選擇,作測量系統研究的準備-續,66,樣品的選擇能否獲得代表生產過程的樣品，樣品必須是選自于過程并且代表整個的生產的範圍編號必須對一個零件編號以便于識別分辨力儀器的分辨力至少直接讀取特性的預期過程變差的十分之一，例如：如果特性的變為0.001，儀器應能讀取0.0001的變化確保測量方法,作測量系統研究的準備-續,67,確保測量方法遵守規定的测量程序(測量應按照隨機順序,以確保整個研究過程中產生的任何漂移或變化將隨機分布),作測量系統研究的準備-續,68,第1階段試驗-了解測量過程以及該過程是滿足要求任何關鍵的環境因素，也要考慮評价操作環境對測量系統參數的影響(例如偏倚、線線性、重復性和再現性)此外，測量裝置因于偏倚和線性的變差同重復性和再現性部分相比應該是小的第2階段試驗-測量過程隨时間的推移是否滿足要求第2階段試驗提供對測量系統持續置信的主要變差源持續的监視和/或測量系統經過一定時間後降的信號,作測量系統研究的準備-續,69,測量系統的變差種類,70,GuidelinefordeterminingStability确定穩定性的指南1.取樣品并建立相對于可溯源標準的基準值2.最理想可取預期測量的最低值,最高值和中程數的標準樣品3.定期測量標準樣品(天,周,等等),計量型測量系統研究,确定穩定性的指南,71,4.應在不同時間記錄讀數5.將數據按時順序畫在Xbar并建立相對于可溯源標準的基準值2.用同一价人,以正常方法測量樣品10次以上3.相對于基準值將數據畫在直方圖,并确定是否存在特殊原因或出現異常,注:-Itisbettertohaveamastersamplewithlowandhighendandmidrange最好是備有標準樣品的最低,最高及中程數值-Useasingleappraiserforthemeasurement最好使用同一評价人,計量型測量系統研究,确定偏倚的指南,74,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingBias确定偏倚的指南,求出观测平均值,75,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingBias确定偏倚的指南,计算偏倚=观测平均值-基准值,76,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingBias确定偏倚的指南,求出过程变差或容差,77,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingBias确定偏倚的指南,78,测量系统分析技术（MSA）,是測量結果的觀測平均值与基準值的差值.,偏倚,=,0.3-(-0.3),=,0.6,偏性=觀測平均值-真值=51.22-51.217=0.03,%偏性=偏性/容差=0.03/0.6=5%,基準值,也稱為可接受的基準值或標準值,是充當測量值的一個一致認可的基準,一個基準值可以通過採用更高級別的測量設備(如:計量實驗室或全尺寸檢驗設備)進行多次測量,取其平均值來確定.,容差,79,测量系统分析技术（MSA）,偏倚,分析:如果偏倚較大,查找以下可能的原因l標準或基準值誤差,檢驗校準程式;l儀器磨損.主要表現在穩定性分析上,應制定維護或重新修理的計劃;l製造的儀器尺寸不對;l儀器測量了錯誤的特性;l儀器校準不正確.復查校準方法;l評價人操作設備不當.復查檢驗說明書;l儀器修正計算不正確;,判定:一般要求%偏倚在5%以下视为接收,15%以上视为偏倚较大.,80,GuidelinefordeterminingLinearity确定线性的指南,1.選擇g5零件,它們的測量值能覆蓋量具的操作範圍2.測量每零件並記錄其基準值之差值3.用同一价人,以正常方法測量樣品10次以上4.計算每次測量的零件偏倚及零件偏倚平均值,計量型測量系統研究,确定线性的指南,81,計量型測量系統研究,5.在线性圖上畫出單值偏倚和相關基準值的偏倚平均值,GuidelinefordeterminingLinearity确定线性的指南,线性图1名评价人12次试验5个零件过程变差=6.00低名义高1.201.000.800.600.400.20-0.00-0.20-0.40-0.602.004.006.008.00110.00,82,計量型測量系統研究,零件12345基准值2.004.006.008.0010.00,12.705.105.807.609.1022.503.905.707.709.3032.404.205.907.809.5042.505.005.907.709.3052.703.806.007.809.4062.303.906.107.809.5072.503.906.007.809.5082.503.906.107.709.5092.403.906.407.809.60102.404.006.307.509.20112.604.106.007.609.30122.403.806.107.709.40零件平均值2.494.136.037.719.38基准值2.004.006.008.0010.00偏倚+0.49+0.13+0.03-0.29-0.62极差0.41.30.70.30.5,试验次数,GuidelinefordeterminingLinearity确定线性的指南,83,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingLinearity确定线性的指南,偏倚与基准值之间的交点标绘见图12.最佳拟合这些点的线性回归直线及该直线的拟合优度(R2)计算如下：y=b+ax式中：x=基准值y=偏倚a=斜率,b=,a=,84,线性=斜率X过程变差=0.1317X6.00=0.79,%线性=线性/过程变差=0.79/6.00=13.1%,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingLinearity确定线性的指南,85,如果測量儀器的線性結果並非直線,有以下可能原因:标准或基准值误差仪器磨损儀器本身設計問題.仪器並未在整操作範圍(上,下限)作全面的校准,計量型測量系統研究,GuidelinefordeterminingLinearity确定线性的指南,86,测量系统分析技术（MSA）,l重復性-由同一評價人,採用一種測量儀器,多次測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差.,l再現性-由不同評價人,採用相同有的測量儀器,測量同一零件的同一特性時獲得的測量值變差.,确定GR,l10%至30%的誤差-根據應用的重要性,量具成本.維修的費用等可能是可以接受的;,l大於3