测量系统相关知识3——测量系统术语

  hblgs2004 ·  2010-12-14 09:44  ·  40860 次点击
如果不建立一套术语来引述共同的统计特征和相关的测量系统要项,那么讨论测量系统的分析可能会造成混淆和误解。本节将用于本手册的术语汇总如下。
在本手册中使用了以下术语:
**测量**(Measurement)被定义为“对某具体事物赋予数字(或数值),以表示它们对于特定特性之间的关系”。这定义由C.Eisenhart(1963)首次提出。赋予数字的过程被定义为测量过程,而数值的指定被定义为测量值。
**量具**(Gage)是指任何用来获得测量的装置。经常是特别用在工厂现场的装置,包括通/止规(go/nogodevice)。(另见参考文献的第三项)
**测量系统**(Measurementsystem)是对测量单元进行量化或对被测的特性进行评估,其所使用的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境及假设的集合;也就是说,用来获得测量结果的整个过程。
由以上这些定义可以将测量过程看成一个制造过程,其产生的输出就是数值(数据)。这样看待一个测量系统是很有用的,因为这样让我们明白已经说明的所有的概念、原理和工具,这在统计过程控制中早已被证实他们的作用。
术语汇总
**标准**(Standard)
用于比较的可接受偏倚
接受的准则
一已知的值,在不确定度(uncertainty)的指定范围内,被接受而为一真值(truevalue)
参考值(referencevalue)
标准应该有一个可以操作的定义:该定义在由供方或顾客应用时,将会产生同样的结果,并且在过去、今天、将来都有同样的含义。
**基本的设备**(Basicequipment)
分辨力(Discrimination)、可读性(Readability)、解析度(Resolution)
别名:最小可读单位、测量解析度、最小刻度极限或探测的最小极限
由设计所确定的固有特征
一个仪器测量或输出的最小刻度单位
通常被显示为测量单位
10比1的比例法则
有效解析度(Effectiveresolution)
特定应用条件下,一个测量系统对过程变差的敏感度。
可以导致测量有用的输出信号的最小输入
通常被描述为测量单元
参考值(Refrencevalue)
某一个物品的可接受数的值。
需要一个可操作的定义
常被用来替代真值使用。
真值(Truevalue)
某一物品的真实数值
不可知且无法知道的
**位置变差**(Locationvariation)
准确度(Accuracy)
与真值或可接受的参考值“接近”的程度
在ASTM包括了位置及宽度误差的影响
偏倚(Bias)
观测到测量值的平均值与参考值之间的差值
是测量系统的系统误差所构成
稳定性(Stability)
随时间变化的偏倚值
一个稳定的测量过程在位置方面是牌统计上受控状态
别名:漂移(drift)
线性(Linearity)
在量具正常工作量程内的偏倚变化量
多个独立的偏倚误差在量具工作量程内的关系
是测量系统的系统误差所构成
**宽度变差**(Widthvariation)
精确度(Precision)
每个重复读数之间的接近程度
是测量系统的随机误差所构成
重复性(Repeatability)
一个评价人使用一个测量仪器,对同一零件的某一特性进行多次测量下的变差。
是在固定的和已定义的条件下,连续(短期内)多次测量中的变差
通常被称为E.V.—设备变差(EquipmentVariation)
设备(量具)能力或潜能
系统内部变差
再现性(Reproducibility)
不同评价人使用相同的量具,测量一个零件的一个特性的测量平均值的变差
在对产品和过程进行鉴定时,误差可能是评价人、环境(时间)或方法
通常被称为A.V.—评价人变差(AppraiserVariation)
系统之间(条件)的误差
在ASTME456-96包括:重复性、实验室、环境及评价人影响
GRR或量具的重复性和再现性(GageR&R)
量具的重复性和再现性:测量系统重复性和再现性联合估计值
测量系统能力:取决于所用的方法,可能包括或不包括时间的影响
测量系统能力(MeasurementSystemCapability)
测量系统变差的短期估计值(例:“GRR”,包括图表法)
测量系统性能(MeasurementSystemPerformance)
测量系统变差的长期估计值(例:长期控制图法)
敏感度(Sensitivity)
能导致可探测到的输出信号的最小输入
测量系统对实测特性变化的感应度
取决于量具设计(分辨力)、固有质量(OEM)、使用期间的维修,以及测量仪器与标准的操作情况
通常被描述为测量单元
一致性(Consistency)
随时间重复性变化的程度
一致的测量过程是在宽度(变差)方面处于统计上受控状态
均一性(Uniformity)
在正常工作范围内重复性的变化
重复性的同义词
**系统变差**(SystemVariation)
测量系统的变差可分类为:
能力(Capability)
短期内读数的变化量
性能(Performance)
长期读数的变化量
以总变差(totalvariation)为基础
不确定度(Uncertainty)
有关被测值的数值估计范围,相信真值都被包括在该范围内
测量系统必须稳定并且一致
测量系统的总变差的所有特征是假设该系统稳定并且一致。例如:变差的组成部分可能包括第21页图2所示项目中的任何组合。
标准及可追溯性
国家标准与技术协会(NationalInstituteofStandardsandTechnology,NIST)美国主要的国家测量协会(NationalMeasurementsInstitute,NMI),它属于美国商业部(U.S.DepartmentofCommerce)。NIST的前身是国家标准局(NationalBureauofStandards,NBS),是美国度量衡(Metorlogy)的最高权力机构。从而帮助美国工业界建立可追溯的测量,最终能为产品和服务的贸易提供帮助。NIST为许多行业直接提供这种服务,但主要是给那些需要高准确度产品以及在过程中结合目前测量科技进步水准的行业提供服务。
国家测量协会(NMI)
世界上许多工业化国家维持了他们与NIST相似的NMI,也为他们的相关行业提供高水准的度量衡标准或测量服务。NIST与其它国家的NMI合作研究,从而确保在一个国家进行的测量不会与另一个国家不同。该项工作通过各个NMI之间的互相认可协定(MutualRecognitionARRANGEMENTS,MRAs),并进行互相实验比较(interlaboratorycomparisons)来完成。有一点要注意,这些各国的NMI的能力有差别,并且不是所有类型的测量无在一个共同标准的基础上进行比较,所以会存在差别;这就是为什么要了解追溯到是谁的测量,以及是如何进行追溯的重要性。
可追溯性(Traceability)
对商品和服务的贸易追溯是一个非常重要的概念。测量可以追溯到相同或类似的标准,比不能追溯的测量更将容易达成互相承认。可追溯的测量还可帮助减少重新试验的要求,以及好产品的拒收与坏产品的接收。
可追溯性在ISO国际基本和通用的度量衡术语词汇(ISOInternationalVocabularyofBasicandGENERALTermsinMetrology,VIM)中的定义为:
“通过一个完整的比较链追溯到规定的参考标准(通常为国家或国际标准)的测量特性或标准值,都江堰市具有一定的不确定度。”
建立一个测量的可追溯性一般可以比较链追溯到NMI。但是在工业界的许多情况下,测量的可追溯性可能追溯到顾客和供方双方同意的参考值或“一致的标准”。这些达成一致的标准和NMI之间的可追溯性也许不是总能清晰地被理解的,所以,最关键的是测量能追溯到满足顾客需求的程度。随着测量系统在工业界中的测量技术提升和目前科技进步水准,测量追溯到哪里和如何追溯的定义将成为一个不断进化的概念。
NMI与不同国家实验室、量具供方、科技开发制造商等密切合作,从而确保他们的参考标准经过适当的校准,并且能够直接追溯到NMI所保存的标准。这些政府和私人工业机构然后可以使用他们的标准,来为他们的客户的度量衡或量具实验室、校准工作或其它的初级标准提供校准和测量服务。这些情况的连结或链将应用在工厂的现场,并提供基本的测量可追溯性。这个可以通过这种完整的测量链回溯到NIST的测量被称为可追溯到NIST。
不是所有的组织都有自己的内部计量或量具实验室,因此,他们必须依靠外部的商业/独立实验室来提供可追溯的校准和测量服务,如果商业/独立实验室的能力已通过实验室认可来保证,以上方法是获得可追溯到NIST的可接受和适应的方法。
真值
测量过程目标是零件的“真”值。希望任何个别的读值能尽可能的(经济的)与真值接近。不幸的是,真值永远不能确切地得到解决。然而,基于作业上完善地定义一个特征的参考值,以及使用具有产生更高解析度并可追溯到NIST的测量系统,能够使这种不确定度减到最低。因为参考值常被用于对真值的替代,这些术语通常被互换使用;但不建议这种互换使用。

1 条回复

sybcttc  2010-12-20 21:12
谢谢!这里是比较齐全的名词解释啊

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