测量系统分析.standard

测量系统分析（MSA）

第一章通用测量系统指南

第一节引言、目的和术语

一．引言

1．测量数据的作用：

①测量数据和统计量与过程统计控制限值进行比较，确定过程是否调

整。

②确定每个变量间是否存在函数关系。

2．测量数据的质量：

①测量值与特性标准值“接近”——质量“高”。

测量值远离特性标准值——质量“低”。

②数据质量好坏的表现

a．偏倚——指数据相对标准值的位置。

b．方差——指数据的分布。

二．目的：为评定测量系统提供可选择的方法

三．术语

1．量具——任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置：包括用来测量合格不合格的装置。

2．测量系统——用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、操作、标准、夹具、方法、软件、人员、环境和假设的集合。

3．测量——赋值给具体事物以表示它们之间关于特定特性的关系。第二节测量过程

为了有效地控制过程变差,应了解：

——过程应该做什

——什么能导致错误

——过程在做什么

规范和工程要求规定过程应该做什么。

通过评价过程结果或参数，可获得过程正在做什么的知识，这种活动通常称为检验。其基本特性包括:

1)足够的分辨力和灵敏度。

2)测量系统是应该统计受控制的。即测量系统的变差只能是由于普通原因而不是特殊原因造成。

3)对于产品控制，测量系统的变异性应小于公差带。

4) 对于过程控制，测量系统变异小于制造过程变异。

测量精度应高于过程变异和公差带。

测量系统统计特性可能随被测项目改变而变化。

第三节标准

一．分类

最高标准——国家标准。

第一级标准——国家标准传递到下一级的标准。

第二级标准——第一级标准传递到下一级的标准,也称公司标准。

工作标准——用来校准生产设备中建立的测量系统。（也称生产标准）。

标准追溯性——通过一个不间断的比较链，可将单个测量结果与国家标准相联系。

二．使用：可追溯标准的使用有助于减少生产者和顾客间测量结果不一致时产生的矛盾。

第四节通用指南

一．测量系统的评定步骤

1．第一步：验证该测量系统在测量正确的变量。

2．第二步：确定该测量系统应具备什么样可接受的统计特性。

二．测量系统的评定

1．第一阶段：了解测量过程，确定系统能否满足需要，有两个目的：

①确定该系统是否具有所需要的统计特性。应在实际使用该系统之前

进行。

②确定对系统有显著影响的环境因素。

2．第二阶段：验证测量系统应持续具有恰当的统计特性。常用“量具R 和R平均值”形式。

3．试验程序应文件化，包括：

①选定待测项目；

②收集、记录、分析数据的详细说明；

③关键术语、概念的定义

④引用标准的贮存、维护、使用说明；

⑤评定的时间、机构职责、评定结果反映的方式及职责。

第五节选择/制定实验程序

当选择、制定一个评定方法时，应考虑：

1．尽量使用可追溯至国家标准的标准;

2．采用盲测;

3．试验成本;

4．试验所需的时间;

5．术语和定义;

6．两套测量系统测量结果进行比较;

7．间隔多久进行第二阶段试验。

第二章评定测量系统的程序

第一节引言

一．评价一个测量系统需确定三个基本问题：

1．测量系统有足够的分辨力吗？

2．测量系统在一定时间内是否在统计上保持一致？

3．统计性能在预期范围内是否一致？过程分析或控制是否可接受？

二．测量系统的变差类型

测量系统误差可分为五种类型：偏倚、重复性、再现性、稳定性和线性。第二节测量系统的分析

一．分析目的：为了更好地了解变差的来源，及这些来源影响系统产生的结果。

二．测量系统变差分布的若干特性：

1．位置：稳定性、偏倚、线性

2．宽度或范围：重复性、再现性。

三．测量系统的分辨力：

1．定义：分辨力——测量系统检出并如实指示被测特性中极小变化的能力。

2．分辨力应足够：分辨力不足，无法显示过程变差，或所作分析失真，不可接受，也不能用于控制。

3．不可接受的分辨力现象会在极差图中出现。

图1 过程控制图

四. 测量系统的稳定性：

1．定义：稳定性——测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值总变差。

2．确认：使用均值和极差控制图，该控制图可提供方法以分离影响所有测量结果的原因产生的变差（普通原因变差）和特殊条件产生的

变差（特殊原因变差）。凡信号出现在控制值外点均表现“失控”或

“不稳定”。

3．研究：绘出标准（或样件）重复读数X和R，图中失控信号即为需核准测量系统的标志。

4．操作要领：必须仔细策划控制图技术（如取样时间、环境等），以防样本容量、频率等导致失误信号。

5．稳定性改进

①从过程中排除特殊原因——由超出的点反映。

②减少控制限宽度——排除普通原因造成的变差。

图2 测量系统特性图

五.偏倚

1.定义：偏倚——测量结果的观察平均值与基准的差值。

2.操作方式：

(1)对一件样件进行精密测量。

(2)由同一评价人用被评价单个量具测量同一零件，至少十次。

(3)计算读数平均值。

(4)偏倚=基准值-平均值

3.产生较大偏倚的原因

(1)基准误差；

(2)磨损的零件；

(3)制造的仪器尺寸不对；

(4)测量错误的特性；

(5)仪表未正确校准；