测量系统分析2ppt课件

1、丈量系统分析MSA.1、丈量Measurement包括过程、产品、效力的输入、输出及性能/绩效的定量化信息。以确定实体或系统的量值大小为目的的一整套作业。一、术语及其定义.2、Cage任何用以获得丈量结果的安装， 特别指基层运用的量具，包括用来丈量合格/不合格的安装。引自QS 9000参考手册.3、丈量系统Measurement System 用以对被测特性赋值的作业、方法、步骤、量具、设备、软件、人员的集合。 为获得丈量结果的完好过程。引自QS 9000参考手册.丈量系统的要素：丈量方法丈量环境仪器设备被丈量对象的特征丈量人员计量基准丈量系统.丈量系统的组成：传感器：感受被测物理量/特征量的

2、变化长度、 温度、分量、磁场、均匀性、温馨度等转换器：物理量/特征量的转换/放大磁-电、 光-电、热-电等读 出：模拟显示、数字显示、磁记录、观测记 录等显示器、记录器、观测人员等阻尼器：减少丈量系统的高频振荡，有助于测 量结果的平稳输出滤波、磨擦、阻 抗等校 准：系统验收、周期校验/运用前校验、溯源.丈量系统的根本要求： 数据的真实性 系统的稳定性 结果的准确性.数据的真实性真值丈量误差观测值真值丈量误差观测值观测值 = 真值？.系统的稳定性不同的时间、环境、人员、仪器设备对丈量结果影响如何？系统能否处于统计控制形状？.丈量结果的准确性反映被测实体/系统微小变化的才干。丈量误差与被丈量的变化

3、范围总变差相比，能否可以接受？.4、丈量系统的精度与误差类型 分辨力 Discrimination指示安装可以有效区分所指示的严密相邻量值才干的定量表示。ISO 10012/1:1992.分辨力的要求： 1最小丈量单位/容差10% 用于计量型合格断定 2最小丈量单位/过程变差10% 用于计量型过程控制影响分辨力的要素： 1传感器的灵敏度 2读出安装的最小显示单位.准确度Accuracy： 表示丈量结果单值或平均值 与真值的接近程度。 数量上，准确度可以用相对误差数表示。 准确度 = 基准值 - 多次丈量平均值.精细度Precision：在一样条件下进展反复丈量或实验，其结果相互间的一致程度。表

4、示测定结果中随机误差大小的程度。 精细度常用丈量的规范差来表示，规范差越大，精细度越低。.丈量误差：丈量误差总变差观测值过程变差真值丈量误差. 丈量误差能够导致：不合格产品被接纳合格产品被拒收难以识别过程中发生的变化控制图失真，不能提供正确信息. 随机误差和系统误差：随机误差忽然发生、不可预测、可通 过反复丈量防止能够源于：环境要素的动摇 丈量位置的不同 人员作业的偶尔性 仪器、设备的反复特性.系统误差不能够经过反复丈量防止能够源于：不同的时间 不同的环境要素 不同的丈量方法程序 人员素质的差别 校准错误 仪器设备内在偏向.丈量系统误差的类型.1偏倚Bias： 丈量值或估计量的分布中心平均值与

5、真值基准值之差。 偏倚属于系统性误差，直接影响丈量系统的准确度。 .基准值偏倚 观测的平均值偏 倚.2反复性Repeatability 一样的丈量人员、运用同一设备、在同一次校准期间、同一实验室、采用一样的方法，在较短时间内，对同一另件的同一特性丈量的结果，其相互接近的程度。 ISO 5725-1.反复性同一丈量人员同一量具同一另件的同一特性.3再现性Reproducibility 不同的丈量人员、运用不同设备、在不同实验室、在不同时间，采用一样的方法对同一另件的同一特性丈量的结果，其相互接近的程度。 ISO 5725-1.再现性不同的丈量人员不同/一样一量具一样另件的同一特性.反复性与再现性

6、Gage Repeatability & Reproducibility：对丈量系统随机误差的综合评定。 目前已成为丈量系统分析的主要目的。.4稳定性 Stability时间2稳定性时间1 丈量系统在某继续时间内丈量单一零件单一特性时，丈量值的总变差。.5线性 Linearity 量具在预期任务范围内，偏倚值的差值。6线性度 % Linearity 在预期任务范围内线性误差的变化率。.偏倚较小基准值偏倚较小基准值观测的平均值观测的平均值范围的较低部分范围的较商部分观测的平均值无偏倚有偏倚基准值线 性.系统性误差：偏倚、线性、稳定性随机性误差：反复性、再现性、GR&R.二、计量型丈量系统误差的估

7、计：.1、确定偏倚 Bias 选定基准值 x0 反复丈量并记录x1、x2x10 观测平均值 偏倚量 偏倚百分比：偏倚量/过程变差100%. 产生偏倚的缘由：校准环境不符合规定的要求不合理地延伸了校准的周期丈量人员变动、丈量程序未构成文件丈量时间规定不严、条件变动忽略与失误. 常见的忽略与失误： 丈量前仪器/量具未校零 忽略了多次丈量取平均值的要求 丈量位置不正确 缺乏维护保养的支持系统： 未识别不合要求的丈量/实验程序，对被失准的量具丈量的产品未进展识别、隔离和重新评价。. 偏倚能够来源于丈量人员、 设备、程序及实验室环境等要素 的变动。注 意.2、GR & R的研讨方法(1)小样法 Shor

8、t Method(2)大样法 Long Method(3) 图 法 Graphical Analysis.GR&R研讨中的主要要素： 应根据丈量系统不同的实践运用情况，确定GR&R研讨相应的丈量条件。.GR&R研讨的预备：1. 确定方法、人员、被测另件数、反复 丈量次数。2. 被测另件应为消费线上的产品，变差范 围能代表允差范围，最好由不同日期的 产品中每天选一件，并予以编号标识。3. 由日常从事该丈量活动的人员进展并事 先进展培训。.丈量本卷须知：盲测随机抽取估读最小刻度的1/2记录防止混淆.1小样法实例. 计算平均极差 =总极差/另件数=1.4 量具综合误差GRR= 4.33=6.1 注：

9、4.33=5.15/d2* d2*查表1 容差百分率设容差为20 %GR&R=GR&R/容差=6.1/20100=30.5% RR.2大样法实例 至少2名丈量人员，至少10个另件，每人对每个另件至少反复测2遍。.步骤：10个零件逐一编号量具校准人员A对零件进展丈量随机顺序记录员记录读数。人员B、C对零件进展丈量随机顺序记录员记录读数。上述循环反复3遍，丈量顺序打乱。.a确定反复性 Repeatability 选取样件n和评价人r 确定丈量次数m 反复丈量并记录xijki=1,r j=1,n k=1,m. 反复性计算： 子组极差： 平均极差： 标 准 差：e= /d2* d2*查表1 反复性变差

10、：5.15e概率99%.b确定再现性 Reproducibility 选取样件n和评价人r 确定丈量次数m 反复丈量并记录xijki=1,r j=1,n k=1,m. 计算： i=1,r 再现性变差：5.15 0 / d2* 概率99% .校正后的再现性： .评价人规范差:丈量系统规范偏向：m= e2+02(c)丈量系统(反复性与再现性)变差： GR&R=5.15m (概率99%).判别丈量系统可否接受的量度：容差百分率过程变差百分率%GR&R.容差百分率： GR&R/容差 100% 计算公式: 5.15 100%.过程变差百分率： GR&R/TV100% 或 100%其中：t：总过程规范偏向

11、 TV：总过程变差 TV=5.15t 在MINITAB统计工具软件处置结果中以%SV表示。 .丈量系统可接受条件： 容差百分率10% 过程变差百分率10%.回绝条件： 容差百分率 30% 或: 过程变差百分率30%.有条件接受： 10% 30% 需思索：被测特性的重要程度 丈量系统的复杂程度 本钱要素 .两种方法比较小样法：简单、快捷、综合反映丈量系统反复性与再现性GR&R误差大样法：数据量大、更具可信性、可区分 反复性与再现性误差GR&R的比重，有助于寻觅缘由，制定改良措施。.阅历分析：当反复性误差比重较大时，能够阐明：丈量设备需求保养丈量设备刚性缺乏丈量过程中零件的定位方式有待改良零件内变

12、差影响过大.当再现性误差比重较大时，能够阐明：需对丈量人员进展操作培训应更明确规定校准丈量的方法和要求.(3) 图 法: 均值/链图 (Average/Run Chart) 极差图 (Range Chart) 振荡图 (Whiskers Chart) 均值-基准值图 (Plot of Averages by Size) 归一化单值图 (Normalized Individuals Chart) .3、确定线性 Linearity 其中： y 丈量系统偏倚量 x 丈量范围内的基准值变量 以后记.基准值偏倚值观测值-基准值线性度% linearity线性误差linearity平均偏倚值.选择基准零

13、件 xj (j=1,2,n), 评价人 r=1确定丈量次数m 反复丈量并记录xij i=1,2,m, j=1,2,n分析步骤：.一元线性回归 按照回归方程计算见例题 运用MINITAB统计工具软件： 主 模 块： 功能模块： 工具模块： statQuality ToolsCage linearity study.断定偏倚与基准值之间能否存在线性关系：相关系数 r2 (拟合优度 当 r2=1，y与x完全线性相关 r=0，y与x线性无关判别丈量系统能否接受： 线性、线性度、平均偏倚值规定要求.线性误差较大的缘由：量具未在全量程，尤其是大、小两端正确校准最小或最大的基准有误量具磨损量具本身设计不合理

14、.4、确定稳定性 Stability 选择基准样本基准件/中程数零件 确定丈量间隔/频率天、周 排除其它影响要素的变化 反复丈量、记录并作控制图( &R或 &S) 断定丈量系统的稳定形状(受控/失控).三、计数型丈量系统分析:(1)小样法 Short Method(2)大样法 Long Method(3)反复性与再现性 GR&R.1小样法研讨 确定基准零件n=20 确定评价人r 确定反复丈量次数m=2 断定准那么： 一切丈量结果一致接受 否那么 不接受.2大样法研讨 量具特性曲线的概念GPC 确定基准零件n=8，逐渐挑选 确定丈量次数 m=20. 当 0.5 a20 0.5 当 =0.5. 描

15、画特性曲线GPC 正态概率纸 最正确拟合直线. 计算偏倚 B=xTPa=0.5处 名义限值 计算反复性 其中：1.08 调整因子. 显著性断定： tt0.3计数型丈量系统R&R研讨 设计实验：30个零件事先经权威判别作出结论选择3个检验员，每人对每个零件检查2次顺序打乱并给出接纳/据收判别结果 计算： 3人判别结果的一致率R&R 3人判别结果一致且正确率总体有效性 .四 、丈量工具、量具和仪器的选择Measurement system performance丈量系统的性能能否实现产品与过程 控制的要求、有关标 准的规定Measurement tool maintenance丈量工具的维护必要的

16、培训和技术 支持.Measurement discrimination 丈量分辨率能否区分出合格/不合格Measurement environment 丈量环境高精度的仪器应规定严厉的 运用环境.五、计量与校准.1、计量Metrology 是一门精细丈量的学科。 是检验质量和全面质量管理的关键内容之一。 计量管理是质量工程师任务的根底。.2、规范溯源性 (Traceability to Standards) 经过延续的比较链，使丈量结果可以与有关计量规范通常是国际或国家计量规范相联络的特性。 引自 ISO 10012.丈量基准的逐级校准 国家基准地域基准计量室基准消费现场基准块.量值传送的五个程度可溯源到国家规范的基准进展检查的比较基准现场校验运用的规范块/器用于丈量的量具/仪器被测产品的量值规范所/实验室企业计量室 车间检验员 与 操作人员.溯源误差分析：实验室基准与国家规范间的误差实验室内校准时的传送误差对于工件或效力的丈量误差.3、校准 目的确保丈量系统适用于所要丈量的变差范围和质量规格 对在用的丈量设备定期复校以保证其精度 及时淘汰丧失精度/功能的丈量设备.何时需求校准？投入运用之前初次运用、偶尔运用规定周期根据设备的特性、运用的 特点及频