關(guān)于如何正確的選擇量具

dnwyl1990 發(fā)表于 2015-5-26 11:21
版主，你好！
  您說的兩個(gè)方法我讓我受益匪淺，但在實(shí)際操作時(shí)略煩瑣，我在朋友的建議下閱讀了MSA（相關(guān) ...

　　老外的語言直譯為我國的專業(yè)語言的確是不好理解。你提供的“量具的選擇”4條，以及你的兩個(gè)問題，我的看法如下：
　　1）在我國JJF1001-2011中并無術(shù)語“可視解析度”，可視解析度就是我國的“分辨力”，也就是JJF1001的7.14條給的定義，對(duì)于數(shù)字式儀器也就是7.15條，是儀器數(shù)字讀數(shù)裝置最后一位數(shù)跳一個(gè)字代表的量值，對(duì)于模擬式儀器一般是最小一個(gè)格代表的量值的1/5到1/10，最高不超過1/10，因此模擬式儀器的分辨力又往往稱為“估讀誤差”。因此，此條所說的意思就是測(cè)量設(shè)備的分辨力應(yīng)該不大于被測(cè)參數(shù)相應(yīng)測(cè)量過程控制限（公差）的1/10，從而儀器分辨力可以將“公差劃分成10等分或者更多”。
　　2）GB/T19022明確要求要確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可信性，必需對(duì)測(cè)量過程進(jìn)行控制，而采用統(tǒng)計(jì)分析方法的“控制圖”是測(cè)量過程得到持續(xù)有效控制的“最佳”控制方法，因此本條強(qiáng)調(diào)了控制圖和統(tǒng)計(jì)方法。用統(tǒng)計(jì)分析方法和控制圖可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量過程的失控以及失控的趨勢(shì)，有利于查明失控原因，及時(shí)采取措施加以糾正或預(yù)防。
　　3）“為了產(chǎn)品控制”，即為了控制產(chǎn)品合格與否的判定不出現(xiàn)誤判，用測(cè)量系統(tǒng)分析（簡(jiǎn)稱MSA）分析得到的“測(cè)量系統(tǒng)的變差”（實(shí)際是指%GRR）“必需小于規(guī)范限值”（＞30%不可接受，＞10%～30%基本可接受，＜10%可接受）。
　　4）為了控制測(cè)量過程的可信性（可靠性），測(cè)量系統(tǒng)的有效“解析度”（即分辨力）必需滿足測(cè)量要求，分辨力能否滿足要求可以用測(cè)量系統(tǒng)變差（%GRR）和/或過程變差6σ加以證明。為了證明分辨力滿足要求“可視解析度”（分辨力）足夠，“建議（分辨力）最多可以到總過程的6σ標(biāo)準(zhǔn)偏差的十分之一”，“以取代傳統(tǒng)上設(shè)定”儀器分辨力“最多為公差范圍的1/10的規(guī)則”。儀器分辨力最多為公差范圍的1/10是我們以前的測(cè)量設(shè)備選擇原則之一，這個(gè)原則可以用6σ的1/10來表述。其中6σ相當(dāng)于隨機(jī)誤差的全寬，半寬為3σ。原國家計(jì)量局推薦的測(cè)量設(shè)備選擇要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推導(dǎo)出U≤T/3，這就是“1/3原則的來源”。

1.關(guān)于術(shù)語
　　術(shù)語的定義應(yīng)該以JJF1001-2011為準(zhǔn)。
　　“精度”在JJF1001中并不存在，只有一個(gè)“精密度”。過去曾經(jīng)有精密度、正確度、精確度，往往簡(jiǎn)稱為“精度”時(shí)搞不清到底是精密度還是精確度，因此2011版JJF1001沒有術(shù)語“精度”的合法地位，只給出了“精密度”、“正確度”和“準(zhǔn)確度”。
　　“分辨率”在JJF1001-2011中同樣不存在，只有“分辨力”和“顯示裝置的分辨力”。“分辨力”是測(cè)量設(shè)備“可覺察到”的被測(cè)量最小變化量，無論模擬式儀器還是數(shù)字式儀器都存在著分辨力這個(gè)“計(jì)量特性”。“顯示裝置的分辨力”只用于數(shù)字式儀器，“分度值”只用于模擬式儀器，“顯示裝置的分辨力”和“分度值”表示測(cè)量設(shè)備的一個(gè)“零部件”，數(shù)字式儀器只有“顯示裝置的分辨力”這個(gè)“零件”，模擬式儀器只有“分度值”這個(gè)“零件”，零件是在設(shè)計(jì)制造中已經(jīng)形成的，一旦形成產(chǎn)品即固定不變。計(jì)量特性“分辨力”是測(cè)量設(shè)備使用中視具體情況變化的，因此往往需要通過檢定獲得。因此要特別注意區(qū)分測(cè)量?jī)x器的分辨力與顯示裝置的分辨力完全不同，對(duì)數(shù)字式儀器而言往往前者是后者的一半。對(duì)模擬式儀器而言往往是儀器的分辨力是其分度值的1/2、1/5或1/10，與每個(gè)測(cè)量者的肉眼估讀能力以及儀器自身的讀數(shù)機(jī)構(gòu)關(guān)系密切，再有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)量者最多只能估讀千分尺分度值的1/10，對(duì)游標(biāo)量具只能估讀分度值的1/2。
　　“示值誤差”的定義是非常清楚的，可能就用不著解釋了吧。
2.關(guān)于測(cè)量設(shè)備的選擇
　　可以參照J(rèn)JF1094的公式：U≤MPEV/3，其中U為校準(zhǔn)方法的不確定度，MPEV為被檢儀器的最大允差絕對(duì)值。這個(gè)公式針對(duì)校準(zhǔn)和檢定，就是你的1/3原則取了比值1/6，如果換成一般測(cè)量活動(dòng)，設(shè)被測(cè)參數(shù)控制限（或公差帶寬度）為T，則T＝最大值－最小值＝上偏差－下偏差＝2MPEV，上式變?yōu)閁≤T/3。也就是說你選擇的測(cè)量方法不確定度U不能大于被測(cè)參數(shù)控制限T的1/3。
　　當(dāng)然，你還可以用測(cè)量能力指數(shù)Mcp來選擇測(cè)量方法和測(cè)量設(shè)備，對(duì)于準(zhǔn)確度中等的一般檢驗(yàn)和監(jiān)控測(cè)量活動(dòng)而言，原國家計(jì)量局推薦的是Mcp≥1.5。其中Mcp＝T/(2U)或T/(3U1)，U1是所選測(cè)量設(shè)備計(jì)量特性給測(cè)量結(jié)果引入的不確定度分量，其大小近似等于規(guī)程規(guī)定的測(cè)量設(shè)備的最大允許示值誤差。
3.關(guān)于你的案例
　　被測(cè)參數(shù)控制限T＝0－(-0.014)＝0.014mm。查JJG26-2011杠桿千分尺、杠桿卡規(guī)檢定規(guī)程表4，分度值0.002mm的杠桿千分尺允差0.002mm，即U1≈0.002mm。則：
　　Mcp＝T/(3U1)＝0.014÷(3×0.002)＝2.3＞1.5。
　　結(jié)論：用分度值0.002mm的杠桿千分尺檢測(cè)公稱直徑25mm，上偏差0mm，下偏差-0.014mm的工件，測(cè)量能力指數(shù)Mcp＝2.3＞1.5，測(cè)量能力足夠，因此滿足測(cè)量要求。

dnwyl1990 發(fā)表于 2015-5-19 15:43
非常感謝版主的回帖，受寵若驚，還有有一些疑問，等我整理好再回復(fù)您一下，看到好多新名詞和標(biāo)準(zhǔn)，頭有點(diǎn) ...

　　呵呵，不必客氣，我也是一個(gè)普通計(jì)量工作者，大家共同探討共同學(xué)習(xí)，我的意見僅供你參考。

學(xué)習(xí)了，非常感謝

一般的幾何量測(cè)量，樓主說的二個(gè)原則結(jié)合起來用應(yīng)該就成了。
關(guān)于MSA的，只提了一下分辨率與公差占比的1比10 原則，關(guān)于量具的準(zhǔn)確度問題沒有直接提及，比較間接，是要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證的，反映到MSA就是雙性分析中的設(shè)備變差（EV）與總變差（TV）的占比，如果EV占比過大，會(huì)間接導(dǎo)致零件變差（PV）點(diǎn)比很低，GRR%指標(biāo)不會(huì)達(dá)標(biāo)，間接說明所量具準(zhǔn)確度不夠。反復(fù)改進(jìn)后，才能得到測(cè)量系統(tǒng)所要求的量具的計(jì)量特性要求。
如果是復(fù)雜的測(cè)量系統(tǒng)，會(huì)有更多的選型要求，比如說線性指標(biāo)、重復(fù)性指標(biāo)、測(cè)量能力指數(shù)指標(biāo)等等，不一而足也。

dnwyl1990 發(fā)表于 2015-5-27 13:43
“原國家計(jì)量局推薦的測(cè)量設(shè)備選擇要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推導(dǎo)出 ...

　　我說“原國家計(jì)量局推薦的測(cè)量設(shè)備選擇要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推導(dǎo)出U≤T/3，這就是“1/3原則的來源”，是因?yàn)橛蒚/(2U)≥1.5可得T≥1.5×(2U)，T≥3U，即可推導(dǎo)出U≤T/3。
　　“U—測(cè)量過程或校準(zhǔn)過程的不確定度”，但不可以得出“量具的分辯力與量具的不確定度是等同的”這個(gè)結(jié)論。U是測(cè)量過程或校準(zhǔn)過程的不確定度，主要來源是測(cè)量設(shè)備（包括量具）的計(jì)量特性引入的不確定度分量U1。
　　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，設(shè)其它所有剩余因素引入的不確定度分量合成為U2，一般U1≥U2。以U1的最小情況U1=U2計(jì)，因U是U1、U2平方和再開方，則U1和U2均為U的71%。測(cè)量能力指數(shù)Mcp計(jì)算公式使用了2U＝3U1，U1＝(2/3)U，則U1≈0.7U。而U1的主要來源又是測(cè)量設(shè)備的計(jì)量特性（主要是示值最大允差絕對(duì)值Δ）造成，在數(shù)值的大小上Δ≈U1，所以人們才會(huì)認(rèn)為Δ≈U。但這并不等于說Δ就是U，它們定義不同，大小也只是近似相等，并非完全相等。Δ與U1不是一回事，何況測(cè)量設(shè)備的分辨力與Δ也不是一回事，就更不能得到“量具的分辯力與量具的不確定度U1是等同的”結(jié)論了。

學(xué)習(xí)了，非常感謝

學(xué)習(xí)了，有助于工作。

學(xué)習(xí)了，受教啦，非常感謝！！！

對(duì)于你提供的方法一，一般來講，精度可理解為計(jì)量器具的準(zhǔn)確度等級(jí)或示值誤差要求，在選取計(jì)量器具時(shí)，計(jì)量器具的示值誤差應(yīng)小于等于被測(cè)要是公差帶的三分之一到十分之一。即：若某一尺寸為10±0.1，公差帶為0.2，取十分之一為0.02，你選取的計(jì)量器具的示值誤差不得超過0.02.
對(duì)于方法二：應(yīng)包含了選擇的計(jì)量器具的準(zhǔn)確度及測(cè)量方法所帶來的誤差影響。舉例為：若某一尺寸為10±0.02，公差帶為0.04，取十分之一為0.004，在沒有合適的計(jì)量器具的情況下，選用0-25mm外徑千分尺，該尺示值誤差0.003，采用直接測(cè)量時(shí)，該量具不可用，但如果配合量塊采用間接測(cè)量法時(shí)，則可以使用。
示值誤差反映的是計(jì)量器具的準(zhǔn)確程度通常都習(xí)慣用精度來口頭描述，如：0-125mm游標(biāo)卡尺的精度是0.04mm，其實(shí)應(yīng)為該尺的示值誤差為0.04mm（沒有查規(guī)程僅參考），
分辨率一般是計(jì)量器具的最小刻度，如0-125mm游標(biāo)卡尺，其最小刻度是0.02，
分辨力是對(duì)采用帶刻度，如百分表分辨率是0.01mm/格，實(shí)際可以估讀到0.005,甚至0.002，一般認(rèn)為分辨力是分辨率的一半。外徑千分尺讀數(shù)也是如此。

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2015-5-27 23:20
　　我說“原國家計(jì)量局推薦的測(cè)量設(shè)備選擇要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即 ...

請(qǐng)教一下國家計(jì)量局推薦的測(cè)量設(shè)備選擇要求MCP>1.5的出處以及MCP的具體定義是來自哪個(gè)國際/國家標(biāo)準(zhǔn)或者哪個(gè)規(guī)程？

想具體看一看，謝謝！

Punkey 發(fā)表于 2016-6-13 14:59
請(qǐng)教一下國家計(jì)量局推薦的測(cè)量設(shè)備選擇要求MCP>1.5的出處以及MCP的具體定義是來自哪個(gè)國際/國家標(biāo)準(zhǔn)或者 ...

上世紀(jì)八十年代國家計(jì)量局關(guān)于企業(yè)計(jì)量定升級(jí)的相關(guān)文件，以及后續(xù)出版的計(jì)量檢測(cè)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)圖設(shè)計(jì)和測(cè)量能力指數(shù)計(jì)算均可看一看，書籍是有陳渭和梁春裕主編。由趙若江等主編的中國計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)測(cè)量管理體系的運(yùn)行方面的書籍《現(xiàn)代企業(yè)計(jì)量管理》也有Mcp的介紹。

方法二
在閱讀《常用機(jī)械式量具量?jī)x使用問答》時(shí)，其表示：按零件公差來選擇測(cè)量器具，使測(cè)量器具允許的測(cè)量方法 極限誤差 不大于零件公差的1/3到1/10。
測(cè)量方法的極限誤差可等效為擴(kuò)展不確定度嗎？

最近剛好要給別人做培訓(xùn)，受教了

規(guī)矩灣錦苑 發(fā)表于 2015-5-27 00:05
　　老外的語言直譯為我國的專業(yè)語言的確是不好理解。你提供的“量具的選擇”4條，以及你的兩個(gè)問題，我 ...

請(qǐng)問一下，什么樣的量具需要估讀，什么樣的不需要估讀，原因是什么。一直困擾了我很久。

　　8樓詢問，Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推導(dǎo)出U≤T/3，這就是1/3原則的來源，其中U為測(cè)量過程或校準(zhǔn)過程的不確定度，這是不是可得出一個(gè)結(jié)論“量具的分辯力與量具的不確定度”是等同的？回答是否定的，量具特性有“分辨力”無“不確定度”。所謂量具的不確定度是指量具的計(jì)量特性給測(cè)得值或測(cè)量方法引入的不確定度，“不確定度”屬于測(cè)得值或測(cè)量方法，是因量具的特性而產(chǎn)生，但不屬于量具。
　　18樓說的“按零件公差來選擇測(cè)量器具，使測(cè)量器具允許的測(cè)量方法 極限誤差 不大于零件公差的1/3到1/10”，就是我所說的U/T≤1/3，一般比值取1/3～1/10。1/3是最低要求或顧客要求的底線，1/10是測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量成本承受的最高限（風(fēng)險(xiǎn)特別高的測(cè)量例外）。T稱為“控制限”，是允許的最大值與允許的最小值之差，幾何量計(jì)量中稱為“公差”，其它計(jì)量領(lǐng)域沒有公差的概念，但有允許的上限和下限，最大值和最小值，其實(shí)上限減下限，最大值減最小值得到的差與幾何量計(jì)量的公差含義相同。
　　20樓問，什么樣的量具需要估讀，什么樣的不需要估讀，原因是什么？首先我們要區(qū)分量具和量?jī)x，理論上實(shí)物量具叫量具，實(shí)物量具的定義見JJF1001的6.5條，關(guān)鍵詞是“以固定形態(tài)提供”量值的測(cè)量設(shè)備，量?jī)x一定會(huì)帶有量值轉(zhuǎn)換或放大系統(tǒng)，因此我們習(xí)慣稱呼的“萬能量具”卡尺、千分尺、百分表等，嚴(yán)格意義上說是一種錯(cuò)誤，它們屬于“量?jī)x”而不屬于“量具”。這個(gè)問題清楚了，就可以回答20樓的問題了。凡模擬式量?jī)x必有讀數(shù)裝置，一定可以估讀，一般可估讀到分度值的1/10、1/5、1/2等，游標(biāo)放大原理的量?jī)x估讀能力最差。實(shí)物量具中單一量值的量具無法估讀，如量塊、塞尺、光滑塞規(guī)、螺紋量規(guī)等，只有多量值的實(shí)物量具（如鋼直尺、鋼卷尺等）必要時(shí)才可以估讀，但成套多值量具由多個(gè)單值量具組成，也不能估讀，例如砝碼組、標(biāo)準(zhǔn)電阻組、量塊組等。

頂一下。  支持。

非常不錯(cuò)， 學(xué)習(xí)了。

滿足十分之一原則，考慮經(jīng)濟(jì)性就好了！