检验与量测对比分析.ppt

检验与量测 計量 是指實現單位統一 量值準確可靠的活動 計量的概念起源于商品交換 計量學的內容來自測量的需要 並隨著生產的發展 科技的發展和商貿的發展而越來越豐富 現在 其內容包括 研究計量單位及其基準 標準的建立 復制 保存和使用 研究計量方法和計量器具的計量特性 研究計量的不確定度 研究計量人員進行計量的能力 研究計量法制和管理 研究有關計量的一切理論和實際問題 基本物理常數 標準物質及材料特性等的準確測定等 就學科而論 計量學可分為通用計量學 技術計量學 理論計量學 品質計量學 法制計量學 經濟計量學 前言 可以說 一切可計量的量的計量測試 皆屬于計量學的範圍 當前 比較成熟和普遍開展的科學領域有十二大計量 幾何量 長度 角度 工程參量等 力學 質量 密度 力 功 能 流量 熱工 熱力學溫度 熱量 熱容 熱導率 電磁 電流 電勢 電壓 電容 磁通 磁導 電子 噪聲 功率 調制 脈沖 失真 衰減 阻擴 場強等 時間頻率 時間 頻率 波長 振幅 阻尼系數 聲學 聲壓 聲速 聲功率 聲強 光學 發光強度 光通量 照度 輻射強度 輻射通量 輻射照度等 化學 標準物質 物質的量 阿伏伽德羅常數 摩爾質量 滲透壓等 電離輻射 粒子通量密度 能通量密度 活度 吸收劑量等 振動轉速 振動幅度 振動頻率 轉速等 氣象 氣溫 氣壓 風速 相對溫度等 我國規定的強制檢定項目 貿易結算 安全防護 醫療衛生 環境監測四個領域 計量的特點 統一性 準確性 社會性 法制性計量對日常生活的意義是相當明顯的 可以說 人的一切活動都與計量有關 只不過自覺或不自覺罷了 對于儀器的校驗 企業的自主權越來越大 除強檢的項目外 儀器的是否送校由企業自身決定 但第三方的校驗具有更強的公正性與權威性 當需校驗儀器數量少時 可以選擇送外校驗 當需校驗數量大時 我們一般應選擇來廠校驗 是送校還是來廠校驗應以生產的是否方便 投入的大小來衡量 適當的時候可以加大內校的力度 可為企業節省可觀的費用 同時可減少因外校而對生產線所造成的影響 當然這不是一時能得來的 因為這需要人力與財力的投入 7 6監視和測量裝置的控制 CQ 63 00A 組織必須確定所需采行的監視和量度活動 且必須提供執行監視和量度活動所必需的監視和測量裝置 量測儀器必須 按一定時間間隔周期或在使用前以可追溯到國際或國家標准的量度標準器進行校驗或驗證 當無此標準件時 用以校驗或驗證的基準必須記錄下來 必要時需調整或再調整 予以識別 使能確定其校驗狀態 在搬運 保養和儲存時受到保護當發現設備不符合要求時 應對以往測量結果的有效性進行評价和記錄 並對該設備及任何受影響的產品采取适當的措施 校準和驗証結果的記錄應保持 ISO9001 2000版 應校驗設備包括 1 用於校驗 比對之標準器 2 用於檢驗 量測與測試用途 並對產品品質判定之儀器設備 免校驗設備 NCR NoCalibrationRequest 指無需校驗而只需日常維護保養之儀器設備 嚴禁使用設備 指校驗不合格的或有故障的 超過校驗期限而未校驗的儀器設備 限制使用設備 指除某一功能不合格以外 其它功能均符合使用要求 且不合格的該功能並不影響正常使用之儀器設備 閑置設備 指因生產暫時 一個月以上 無需使用的儀器設備 一般粘上嚴禁使用標簽 重新使用前需再作校驗 概念 職責 各部門儀器設備保管人 由工具室確實落實各部門儀器設備保管人 确保儀器從工具室借出到退回工具室整個使用過程之使用狀態 儀校人員 製作儀器校驗總覽表與相關記錄表 並根據它們全面管理稽核校驗與免校驗設備 且負責通知 送校驗 外校 及校驗儀器 工具室管理員 負責全廠設備的請購 發放 維護 保管與帳目管理 設備使用者 正確使用儀器設備 保管與維護好儀器與所附帶的標簽 確保所使用之儀器校驗標簽不超過校驗周期 絕對禁止使用無校驗 無校驗標簽 過校驗期 嚴禁使用以及有異常的儀器設備 財務 負責确認設備驗收單上是否有儀校室之簽字 以确保待驗收設備經儀校控管 部門儀校窗口 負責根據儀校室所發之儀校計劃清單 對所負責部門之設備保管人進行送校通知及跟催 IPQC人員 負責稽核儀器設備均於合格狀態中使用 若發現嚴禁使用之儀器用于生產作業中 則得停止其生產作業 職責 廠內儀校及儲存環境控製 溫度24 3 相對濕度55 15 送校流程 以校驗到期日之前一週或根據校驗計劃安排 由儀校人員以E mail方式通知保管單位之儀校窗口 由儀校窗口對所負責單位之設備保管人進行送校通知及跟催 設備收集匯總后由儀校人員對其進行內部校驗或委外校驗 同時因視生產與工程之需要 由保管單位采取申購新儀器 調配相同功用之儀器或申請加急校驗等方法來彌補儀器送校期間所造成的不便 因閒置而過校驗期的 故障修復後的應校驗設備 儀校室將暫不列入校驗計劃裏 若需從新校驗 必須由申請單位填寫儀器送校申請單並得到確認與簽收 才予以從新校驗 校驗完成後 由儀校人員以E mail方式通知保管單位之儀校窗口 然后由儀校窗口對所負責部門之設備保管人進行取回通知 最后由保管人到儀校室領回儀器 並在儀器送校申請單作驗收簽字确認 如通知取回超過一個月儀器保管人還沒到儀校室取回 則該設備將退回工具室 再行取回使用時 依工具室管理作業規范作業 對于校驗不合格的儀器設備 保管人需將其退回工具室 嚴禁使用者對校驗合格之儀器設備自行進行精度調整 當儀器設備不符合允收標準時 除了設備送廠調修並立即更換合格設備外 同時儀校人員應先以E Mail形式知會各相關單位 PQA針對此設備異常時生產或量測之產品發出制程異常通知單 並集合各相關單位評估及檢討此批產品相關處置行動 如有必要時通知客戶 PD 提供該設備所測量的產品範圍 RE 分析該設備對所測量的產品有無影響 有影響時須對產品重工處理 PE TE 配合其分析 送校流程 當設備出現異常時 其使用人或保管人必須知會儀校人員到場確認或直接送至儀校室校驗 確認不合格後再退至工具室維修 禁止在儀校人員未知的情況下直接將其判定之不良儀器設備退回工具室 送校流程 標識 校驗合格標簽 綠色 免校驗標簽 藍色 限製使用標簽 褐色 嚴禁使用標簽 紅色 測量誤差是指測量結果與被測量的真值之差 這正是人們通常理解的絕對誤差 表示為 X X X0式中X 測量結果 X0 真值 相對誤差是測量結果的絕對誤差與真值之比 即 X X X0 100 由于通常真值不能確定 實際上用的是約定真值 引有誤差是指計量器具的示值的絕對誤差與器具特定值Xlim 如計量上限值 量程 之比 即 Xlim X Xlim 100 測量誤差的分類一般將誤差分為2類 即系統誤差和隨機誤差 系統誤差是指在重復條件下 對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真值之差 系統誤差決定測量結果的 正確 程度 隨機誤差是指測量結果與在重復條件下 對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值之差 隨機誤差決定計量結果的 精密 程度 測量不確定度 測量不確定度是對測量結果的質量的定量評定 也就是對測量質量的評定 相比之下 不確定度越小 測量質量越高 概率 某一隨機事件在試驗中出現可能性大小的一個度量 置信水平 測量值落在某區間內的概率 數學期望 隨機變量的統計平均值 它是一個理想值 方差 無窮多次測量的測得值的誤差平方的算術平均值 標準偏差 方差的正平方根 實驗標準偏差 實用 用有限次測量的數據估計得到的測量值的估計標準偏差 有限次的測量的算術平均值隨測量次數增加而分散性減小 測量不確定度 測量結果的正確度 精密度和準確度為了對測量結果作出評估 引入正確度 精密度 準確度概念 正確度反映了系統誤差的大小 表明測量結果與真值的接近程度精密度是指在測量條件下不變時對同一量進行多次測量 所得結果一致的程度 精密度通常用隨機誤差表示 準確度也叫精確度 精度 直接表示測量結果與真值一致的程度 可以說準確度是精密度與正確度的綜合表達 下圖表示了正確度 精密度 準確度三者的關系 正確但不精密精密但不正確準確 測量不確定度 量值傳遞與檢定校準 將國家計量基準所復現的計量單位量量值 通過檢定 或其它傳遞方式 傳給下一等級的計量標準 並依次逐級傳遞到工作計量器具 以保證被計量的對象的量值準確一致 稱為量值傳遞 量值準確一致的前提是 計量結果必須具有 溯源性 溯源性的定義 通過一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈 使測量結果或測量標準的值能夠與規定的參考標準 通常是與國家測量標準或國際測量標準聯系起來的特性 溯源性的概念是量值傳遞概念的逆過程 計量檢定 是指計量器具的檢定 是查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序 它包括檢查 加標記和 或 出具檢定證書 檢定是進行量值傳遞或量值溯源以及保證量值準確可靠的重要措施 因此 檢定在計量工作中具有重要地位 受檢的計量器具應當由哪一級的計量保證標準對它進行檢定 可以從該計量器具的檢定系統中查出 如果該計量器具還沒有制定出檢定系統 則按微小誤差準則 可選用不確定度為受檢計量器具不確定度1 3 1 10的計量標準進行檢定 所有的正式檢定 都必須嚴格按照有關的計量檢定規程進行 計量檢定規程 是為檢定計量器具而制定的技術法規 其中對規程的適用範圍 計量器具的名稱 計量性能 檢定項目 檢定方法 檢定條件 檢定數據的處理以及檢定周期等 皆有明確的規定 實際工作中必須遵循 在查明和確認計量特性前 檢定人員必須先對計量器具的外觀 工作正常性等非計量特性進行檢查 檢查合格後進行校準 校準是指在規定的條件下 為確認計量儀器或計量裝置所指示的量值 或實物量具 包括標準物質 所代表的量值 與相對應的由計量標準所復現的量值之間關系的一組操作 檢準結果既可給出被測量的示值 又可確定示值的修正值 測試通常是指具有一定探索性的計量 一般無嚴格的規程可遵循 所以凡不屬于正式檢定的計量 我們稱之為計量測試 一 量值傳遞的必要性任何計量器具 由于種種原因 都具有不同程度的誤差 計量器具的誤差只有在允許的範圍內才能應用 否則將帶來錯誤的計量果 對于新制的或修理後的計量器具 必須用適當等級的計量標準來確定其計量特性是否合格 對于使用中的計量器具 必須用適當等級的計量標準對其進行周期檢定 另外 有些計量器具必須借助適當等級的計量標準來確定其示值和其它計量性能 因此 量值傳遞的必要性是顯而易見的 二 國家計量檢定系統為使量值合理有效地傳遞 確保量值的統一 正式的量值傳遞工作必須按照國家計量檢定系統進行 對量值傳遞的基本要求是不確定度 準確度損失小 可靠性高且簡單易行 國家計量檢定系統 過去曾稱為量值傳遞系統 是由國務院計量行政部門組織制定的全國性技術法規 其中用圖表結合文字的形式 明確地規定由國家計量基準到各級計量標準直到普通計量器具的量值傳遞程序 包括 名稱 計量範圍 準確度 不確定度 允許誤差和傳遞方法等 量值傳遞體系 是國家根據經濟合理 分工協作的原則 以城市為中心 就地就近組織的量值傳遞網 該體系的形式見下圖 國家計量基準 計量標準 工作計量器具 國家計量檢定系統形式圖 三 量值傳遞的基本方法量值傳遞的方法 通常可分為直接傳遞和間接傳遞 凡可直接進行傳遞者 如電壓計量中的源和表 都用直接傳遞法 凡不能直接進行傳遞 如電壓計量中的源和源或表和表 則只好用間接傳遞法 所謂間接 是指傳者與被傳者不能直接進行量值傳遞 而必須通地一個過渡指示器 如電壓計量中 若兩者皆為源則用表 兩者皆為表則用源 通常將其稱為過渡標準 傳遞標準或比對標準 對過渡指示器的技術特性 在量值傳遞的具體技術文件中應有明確的規定 四 檢定的步驟檢定的步驟為 1 外觀與正常性檢查 檢查計量器具有否致命缺陷和能否正常工作 2 計量特性的檢定 按有關檢定規程的檢定方法進行 3 對檢定結果的數據進行處理和分析 例如算平均值 求出不確定度 給出修正值等 必要時畫出誤差曲線圖進行分析 4 檢定結果的處理 檢定結果合格出具檢定證書 不合格的出具不合格通知書 五 檢定方法1 直接檢定法直接檢定法包括直接評定法 微差法 零位法 直接評定法 將被測量量與已知的同類量直接比較 從而得出被測量量的值 微差法 測量被測量量與已知量之間的微小差值 從而得出被測量量的值 零位法 將被測量量與已知量相比較 並使兩者的差值為零的一種測量法 微差法與零位法不同在于 微差法要求有與被測量量值相近的精密標準器具 而零位法則可以采用比被測量量值小得多或大得多的標準器具 2 間接檢定法間接檢定法是通過對被測量量有已知函數關系的其它量的測量而導出被測量量值的檢定方法 應該指出 在直接和間接檢定中 還可以分為綜合檢定法和分項檢定法 綜合檢定法又稱為整體檢定法 是直接用計量基準 計量標準 來查明和確認計量器具是否符合法定要求 分項檢定法又稱為部件檢定法 它分別分析與測量影響受檢計量器具不確定度的各項因素或分量 然後通過計算求出合成不確定度或擴展不確定度 以查明和確認計量器具是否合格 六 檢定記錄檢定記錄的內容包括 1 受檢計量器具的名稱 制造廠 型號 出廠編號以及額定特性和參數 2 檢定條件 3 所用標準器具的名稱 型號和編號 4 檢定日期 5 檢定過程中所進行的每一次獨立計量的結果 6 檢定結論 7 檢定員和核驗員簽字 七 計量檢定中對器具合格的判斷1 判斷標準器具的不確定度忽略條件判斷應按以下的原則來進行 一般來說 測量結果的測量不確定度Ut至少包含標準器具的不確定度Us和被檢器具的不確定度Ux 即 若Us Ux 1 3 Us對測量結果的影響 0 06 若Us Ux 1 10 Us對測量結果的影響 0 005 所以一般情況下可按1 3 1 10範圍的比例選擇計量標準 也可認為計量標準的擴展不確定度或最大允許誤差為被檢計量器具最大允許誤差的1 3以下時 計量標準的不確定度對測量結果不確定度的影響可忽略不計 2 根據被檢器具的允許誤差極限進行器具合格的判斷這里 假設標準器具引起的不確定度可以忽略不計 如果被檢器具的允許誤差極限為 e 則當器具的偏差 Xmax e時 便合格 當 Xmax e時 便不合格 3 根據標準和被檢器具的允許誤差極限進行器具合格的判斷當標準器具的不確定度不能忽略時 判斷復雜 設標準和被檢器具的允許誤差極限分別為n和e 當 Xt e n 時 則肯定不合格 當 e n Xt e n 時 則需進一步判斷 八 比對在規定的條件下 對相同準確度等級的同類計量基準 計量標準或工作計量器具的值進行相互比較 稱為比對 比對往往是在缺少更高準確度計量標準的情況下 使計量結果趨向一致的一種手段 國家制定有計量檢定規程的儀器 則必須進行檢定而不能只進行比對 比對時 必須通過傳遞標準作為媒介 比對的方式通常有循環式 花瓣式和星式 如下圖所示 A 0 F E D C B A A B B C C D D E E F F 0 0 循環式花瓣式星式圖中0為主持單位 ABCDEF為參加單位 箭頭表示比對標準的傳遞 計量管理 儀器設備的分級管理儀器設備的分級管理是根據儀器設備在生產 經常中的作用和國家對其管理的要求以及儀器設備本身的可靠性 對企業不同用途和不同類別的器具實行 保證重點 兼顧普遍 區別管理 全面監督 的管理方法 使企業所有的儀器設備都納入科學管理的範圍 以保證生產 科研和經營管理中使用的各種儀器設備的單位統一和量值準確 儀器設備的分級管理指的是實施ABC三級管理 A類儀器設備是指計量保證器具 列入強度制檢定的工作計量器具等 對A類器具應制訂嚴格的管理辦法和周期計劃 檢定要嚴格執行檢定規程 B類儀器設備是指通用的 有準確度要求的儀器設備等 此類儀器設備的檢定周期原則上不應超過檢定規程的最長周期 如工作需要 對其可適當減少檢定項目或只作部分檢定 C類儀器設備是指國家規定進行一次性檢定和國家暫無要求的儀器設備等 對此類儀器設備可在入庫驗收檢定後投入使用 使用過程中可進行功能檢查 MSA MeasurementSystemAnalysis QS9000強制要求 注 企業除應對相關量具 或測量儀器 執行至少每年一次的定期校正外 還必須對其實施必要的MSA 量測系統分析 CQ 64 00A 1 概念量測系統 指由人員 量具 操作程序及其他設備或軟体所組成的測試系統 量測系統分析 使用全距及平均數方法 基于統計配合實際之製程選擇适當之作業人數 樣本數及重复測試次數 以研究主要變异形態之做法 再現性 Repeatability 指由一位作業者 使用同一種量具 經多次量測相同零件之同一特性時所得之變異 再生性 Reproducibility 指由不同作業者 使用相同的量具 測量相同零件之同一特性時量測平均值之變異 偏性 Bias 指由相同的作業者 量具及操作程序多次量測零件所得平均值與實驗室或精密儀器量測同一零件所得的參考值之偏差 穩定性 Stability 同一量具于不同時間量測同一零件之相同特性所得之變異 線性 linearity 指量具在預期的作業量程內偏差值之差值 2 分析方法 2 1GR R 再現性及再生性 分析步驟 1 選擇三位測量者 2 選取測量樣本10個 由責任人員對測量的樣本進行編號並注意不要讓測量者知道其編號 3 由三位測量者分別對此10個樣本依次進行測量 並由責任人員將測量數据記錄在 量具R R綜合報告 中 4 重復這個循環2次 但應以不同隨機順序進行量測 注意不要讓測量者知道上次測量結果 適