量规仪器校正管理及测量系统技术

量规仪器校正管理及测量系统分析技术撰稿/主讲：宋志军课程内容介绍第一章

計量學基礎知識1.1計量學相關名詞介紹1.2計量技術的專業分類1.3計量單位和單位制第四章

企業常見量規儀器校正案例4.1案例分析〈5類〉4.2校正要求與校正成績書第三章

量規儀器校正3.1量規儀器校正與管理流程3.2校正方法的選擇與使用3.3儀器校正周期的確定3.4不確定度的計算第二章

量規儀器管理2.1IS09000之儀器管理要求說明2.2量規儀器管理全過程2.3

測量系統分析技術(MSA)介紹1.1計量學相關名詞介紹

特定的量-----一段電線的長度﹑一根電線的電阻﹔廣義的量-----長度﹑時間﹑質量﹑溫度﹑電阻等﹔

量:現象﹑物体或物質的可以定性區別和定量确定的一种屬性。量值﹕由數值和計量單位的乘積所表示的量的大小。例如﹕5.3m﹑12kg﹑-40℃實現單位統一和量值准确可靠的測量。

計量:測量﹕以确定量值為目的的一組操作例如﹕用卡尺度零件尺寸﹐用秤稱重量为什么说“半斤=八两”？第一章

計量學基礎知識測試：具有試驗性質的測量或試驗和測量的綜合

計量基准﹕能夠复現﹑保存和傳遞量值﹐并經國家鑒定﹐作為統一全國量值依据的計量器具。國家基准副基准工作基准是国家校准基准的简称，因为全国只有一个，所以对它必须特别爱护。只在非常情况下才可使用。

副基准是通过与国家基准比对或校准来确定其量值、并经国家鉴定、批准的仪器。一旦国家基准有损坏，副基准可用来替代国家基准。

是经与国家基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定，实际用于校准工作的标准器。设工作基准的目的是使国家基准和副基准不因频繁使用而降低其校准特性或遭受损坏。国家基准、副基准工作基准仪器校准仪器过程测量器具第一章

計量學基礎知識計量標准﹕按國家計量檢定系統表規定的准确度等級﹐用于檢定較低等級計量標准或工作計量器具的計量器具。（包含校准﹑調整﹑修理﹑封印﹑標記等）計量确認﹕為确保測量設備處于滿足預期使用要求的狀態所需要的一組操作。JJG1-89钢直尺检定规定……JJG2001-87线纹计量器具检定系统……第一章

計量學基礎知識通過具有規定不确定度的不間斷的比較鏈﹐使測量結果或標准的量值能夠与規定的計量標准(通常是國際或國家計量基准)聯系起來的特性。溯源性(量值溯值)﹕可單獨地或与輔助設備一起﹐用以直接或間接确定被測對象量值的器具或裝置。為确定被測量值所必需的計量器具和輔助設備的總稱。----將測量值換成可直接觀察的示值或等效信息的計量器具。例如電流表﹑溫度計﹑數字頻率計﹑記錄式光譜儀等﹔----可复現或提供給定量的一個或多個已知量值的器具。例如砝碼﹑量塊﹑標准電阻等﹔A)實物量具B)

計量儀器(儀表)C)

計量裝置﹕儀器(測量設備)第一章

計量學基礎知識检测设备的分类控制

按实际生产中的用途。各类检测设备、仪表、量具、装置等，可分为以下三类：(1)检验校准用(A类)凡属用于评定产品质量的检验设备、仪表、量具必须按规定的校准周期进行校准，以确保检验的有效性。凡参与量值传递的校准用仪表、量具必须进行周期校准。(2)工艺参数监控用(B类)许多过程，尤其是特殊过程，常用一些仪表(如焊接和电镀用电流表、电压表、压铸和注塑用压力表、温度表冲，术监控或调整工艺参数以符合工艺文件规定。这类仪表的准确度影响到工艺参数的正确性，因为一般工艺参数都允许在一定范围内变动，工艺参数微小的变化一般不会对产品质量造成严重影响。因此．对这类仪表按规定的周期(一般为一年)校准即可。对这种仪表，往往可以来用比对的办法，在线进行校准，以免影响生产。(3)指示用(C类)有些仪表仅有指示性功能，如有的电流表和电压表仅指示有电与否。对这类仪表只需进行一次性校准，购进时应检查有无计量管理部门授权发放的检定合格证或相应标记。对属于法定强制检定的计量器具(企业的最高标准仪器、影响安全和健康的仪器、环境监测用仪表、贸易结算用衡器)，应按期送交计量部门检定。第一章

計量學基礎知識

檢定﹕為評定計量器具的計量特性﹐确定其是否符合法定要求(即合格)所進行的全部工作。校准﹕在規定條件下﹐為确定計量器具或測量系統所指示的量值﹐或實物量具或標准物質所代表的量值﹐与對應的由標准所复現的量值之間關系的一組操作。注1) 校准結果既可賦予被測量以示值﹐又可确定示值的修正值﹔2) 校准也可确定其他計量特性﹔3) 校准結果可以記錄在校准証書或校准報告上﹔4) 有時可用"校准曲線"表述校准結果。我国的“计量法”对于量具只要求进行检定(定性或定量评定)

第一章

計量學基礎知識比對﹕在規定條件下﹐對相同准确度等級的同种計量基准﹑標准或工作計量器具之間的量值進行比較。第一章

計量學基礎知識不确确定定度度﹕﹕与与測測量量結結果果關關聯聯的的參參數數﹐﹐它它表表征征可可合合理理地地認認作作(賦予予)被測測量量之之值值的的分分散散性性。。或或指指對對測測量量結結果果的的正正确确性性和和准准确确度度的的可可疑疑程程度度。。误差差：：测测量量结结果果与与被被测测量量量量(真真)值值间间的的差差异异，，称称为为(测测量量)误误差差。。測量誤差測量不确定度是一個有正或負符號的量值﹐其值為測量結果減去被測量的真值﹔是一個無符號的參數值﹐用標准偏差或標准偏差的倍數表示該參數的值﹔誤差表明測量結果偏离真值測量不确定度与表明測量值的分散性﹔誤差是客觀存在的﹐不以人的認識程度而改變﹔誤差和系統誤差測量不确定度与人們對被測量﹑影響量及測量過程的認識有關﹔由于真值未知﹐往往不能准确得到測量誤差的值。當用約定真值代替真值時﹐可以得到測量誤差的估計值﹔測量不确定度可以由人們根据實驗﹑資料﹑經驗等信息進行評定﹐從而可以定量确定測量不确定度的值﹔測量誤差按性質可分為隨机誤差和系統誤差和系統誤差都是無窮多次測量時的理想概念﹔測量不确定度評定時一般不區分其性質﹐若需說明時表述為"由隨机影響引入的不确定度分量"﹐"由系統影響引入的不确定度分量"。不能叫"隨机不确定度"或"系統不确定度"。已知系統誤差的估計值時﹐可以對測量結果進行修正﹐得到已修正的測量結果﹔不能用測量不确定度對測量結果進行修正﹐已修正的測量結果的測量不确定主或應考慮修正不完善引入的測量不确定度分量。第一一章章計量量學學基基礎礎知知識識准确确度度﹕﹕表示示測測量量結結果果与与被被測測量量的的(約定定)真值值之之間間的的一一致致程程度度。。精密密度度﹕﹕重复复量量測測時時﹐﹐其其量量測測數數据据間間差差异异的的程程度度。。低精精密密度度低准准确确度度高精精密密度度低准准确确度度高精精密密度度高准准确确度度第一一章章計量量學學基基礎礎知知識識确定提供供辅助设备监视视与与测测量量装装量量装装置置过程监视与测量活动组织验证产品符合性的检测活动选定测量仪器软件产品符合要求的证据测量标准监视与测量装量要求满足标准物质ISO9001:2000之之““7.6监监视视和和测测量量装装置置的的控控制制””组织织应应确确定定需需实实施施的的监监视视和和测测量量以以及及所所需需的的监监视视和和测测量量装装置置，，为为产产品品符符合合确确定定的的要要求求（（见见7.2.1））提提供供证证据据.第二二章章量規規儀儀器器管管理理ISO9001:2000之之““7.6监监视视和和测测量量装装置置的的控控制制””组织织应应建建立立过过程程,以以确确保保监监视视和和测测量量活活动动可可行行并并以以及及监监视视和和测测量量的的要要求求相相一一致致的的方方式式实实施施.采购购登记记校准准标识识使用用维护护报废废控制制过过程程监测测活活动动测量量活活动动测量量精精度度？？监测测方方式式？？考虑虑测量量范范围围？？监测测对对象象？？考虑虑频率率/数数量量方法法/条条件件实施施定期期保保养养仪器器确确认认进行行QC工工程程表表校正正要要求求产品品要要求求过程程要要求求第二二章章量規規儀儀器器管管理理ISO9001:2000之之““7.6监监视视和和测测量量装装置置的的控控制制””为确保结果有有效,必要时时,测量设备备应:a)对照能溯源到到国际或国家家标准的测量量标准,按照照规定的时间间间隔或在使使用前进行校校准或检定.当不存在上上述标准时,应记录校准准或检定的依依据;b)进行调整或必必要时再调整整;c)得到识别,以以确定其校准准状态;d)防止可能使测测量结果失效效的调整.e)在搬运、维护护和贮存期间间防止损失或或失效。JJG检定标标准……校准依据检定校正使用前确认周期规定标识调整/再调整整封缄防护搬运维护贮存防止失效识别状态第二章量規儀器管理理ISO9001:2000之““7.6监视视和测量装置置的控制”此外，当发现现设备不符合合要求时，组组织应对以往往测量结果的的有效性进行行评价和记录录。组织对该该设备和任何何受影响的产产品采取适当当措施。校准和验证结结果的记录应应予保持（见见4.2.4）。测量仪器制造测量………….制造测量制造测量OK?NG记录记录评价记录已生产之产品品在库重测通知客户追回重测调整/修理/校准检定报告校准成绩书R&R维修履历当计算机软件件用于规定要要求的监视和和测量时，应应确认其满足足预期用途的的能力。确认认应在初次使使用前进行，，必要时再确确认。软件第二章量規儀器管理理测量系统=操作员+量规仪器+测量方法+测量对象+测量环境操作程度精密程度使用程度可操作性测量精度温度湿度振动影响基准界定产品公差观察能力象每個過程一一樣，對用來來描述測量系系統變差的分分佈可以賦予予下列特性：：1）位置：●穩定性;●偏倚;●線性;2）寬度或範圍:●重復性;●再現性;测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理测量系统分析析MeasurementSystemAnalysis影响测量结果果的因素适用于所有列列入控制计划划的测量系统统计量型(Variable)计数型(Attribute)測量系統在某某一持續時間間內測量同一一基準或零件件的單一特性性時獲得的測測量值總變差差测量系统持續時間9周人员张小三仪器X-Y坐標儀

方法WI/IN-03-A产品51.41+0.3mm

环境固定穩定性(或飄飄移)(Stability)周次123456789测量值51.20

51.2251.19

51.23

51.21

51.20

51.26

51.24

51.23X=(∑X)÷n=51.22∑(X-Xi)2n(n-1)=0.022σ仪==[0.3-(-0.3)]÷6=0.1σ制结论:量測程序標準準差小於制程程標準差則代代表該量具穩穩定性適合量量測該制程.测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理是測量結果的的觀測平均值值与基準值的的差值.测量系统单次重复测量人员张小三仪器卡尺方法WI/IN-01-A产品51.41+0.3mm用X-Y坐標儀测得真值为51.217

环境固定偏倚(Bias)周次123456789测量值51.20

51.2251.19

51.23

51.21

51.20

51.26

51.24

51.23X=(∑X)÷n=51.22=[0.3-(-0.3)]=0.66σ制偏性=真值-觀測平均值值=51.217-51.22=-0.03%偏性=偏性性/6σ制=0.03/0.6=5%基準值,也稱為可接受受的基準值或或標準值,是充當測量值值的一個一致致認可的基準準,一個基準值可可以通過採用用更高級別的的測量設備(如:計量實驗室或或全尺寸檢驗驗設備)進行多次測量量,取其平均值來來確定.测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理偏倚分析:如果偏倚較大大,查找以下可能能的原因l標準或基準值值誤差,檢驗校準程式式;l儀器磨損.主要表現在穩穩定性分析上上,應制定維護或重新新修理的計劃劃;l製造的儀器尺尺寸不對;l儀器測量了錯錯誤的特性;l儀器校準不正正確.復查校準方法法;l評價人操作設設備不當.復查檢驗說明明書;l儀器修正計算算不正確;判定:一般要求%偏偏倚在5%以以下视为接收收,15%以上视视为偏倚较大大.测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理線性(Linearity)在量具預期的的工作量程內內,偏倚值的差值值无偏倚有偏倚测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理線性在測量儀器的的工作範圍內內選擇一些零零件线性的指数计计算线性的稳定性性线性不良的可可能原因分析技術建議議採用帶最佳佳擬合直線的的散布圖.计算这些零件的偏倚倚線性的指數=直線的斜率率×零件的過過程變差(或公差)求最佳擬合偏倚倚平均值與基基準值的直線線的斜率1)在工作範圍上上限和下限內內儀器沒有正正確校準;2)最小或最大值值校準量具的的誤差;3)磨損的儀器;4)儀器固有的設設計特性.测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理l重復性------由同同一評價人,採用一種測量儀器器,多次測量同一零件的同一特性時時獲得的測量量值變差.l再現性------由不不同評價人,採用相同有有的測量儀器,測量同一零件的同一特性時時獲得的測量量值變差.测量系统分析析技术（MSA）第二章量規儀器管理理(Repeatability)(Reproducibility)量具重復性和和再現性(R&R)的可接受性準準則是:l低於10%的的誤差---------測量系統統可接受;l10%至30%的誤誤差----------根據應用用的重要性,量具成本.維修的費用用等可能是可可以接受的;l大於30%的的誤差----------測量系系統需要改進進.進行各種種努力發現問問題並改正.第二章量規儀器管理理测量系统分析析技术（MSA）量具重复性和和再现性GageR&R(repeatabilityandreproducibility)如果再現性比比重復性大,那麽可能的的原因有;1)評價人需要更更好的培訓如如何使用量具具儀器和讀數數;2)量具刻度盤上上的刻度不清清楚;3)需要某種夾具具幫助評價人人提高使用量量具的一致性性.例如,如果重重復性比再現現性大,原因因可能是;1)儀器需要維護護;2)量具應重新設設計來提高剛剛度;3)夾緊和檢驗點點需要改進;4)存在過大的零零件內變差.测量系统分析析技术（