测量系统分析9062630608(1)

3、误差、测量误差、随机误差、系统误差 ● 测量误差——测量值与真值 (基准值）间的差异。
测量误差=测量值-基准值
= = 随机误差+系统误差 ● 随机测量误差——测量值与重复测量均值的差异。 ● 系统测量误差——重复测量均值与基准值的差异。
p(x)
系统误差
基
准
值
0
x
随机误差
随机误差
图2 随机测量误差、系统测量误差
10、重复性（Repeatability）——由同一操作者、同 一测仪分多批重复测量同一零件某特性获得的测量变差。 一般指仪器变差（EV——Equipment Variation）
p(x) 第一批试验
第二批试验
0Biblioteka Baidu
x
图5 重复性
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11、再现性（Reproducibility）——由不同评价者， 采用同一测仪重复测量同一零件某特性获得测量均值的 变差。（AV——Appraiser Variation）
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2020/11/25
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第一节 通用MSA指南
一、几个重要概念 1、测量、测量过程、测量值、盲测
● 测量——给具体事物赋值以表示它们在指定特性上的 （大小、多少等）关系。“以确定量值为目的的一组操
作”。 ● 测量过程——实现测量的一组相关的资源和活动的集合， 用来获得测量结果的整个过程。 ● 测量值——具体事物经测量所获得的赋值（数据）。 ● 盲侧——评价人不知数据统计目的情况下的正常测量。
13、线性（Linearity）——因测量范围不同造成的偏 倚大小的变化。
偏倚较小
基 准 值
偏倚较大
基 准 值
x
图8 不同测量范围偏倚的变化
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过程变差剖析 总观测值变差
实际过程变差
测量误差
长期 过程变差
短期 过程变差
抽样产生 的变差
量具变差
操作员造 成的变差
重复性
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2、测量系统——用来对被测特性定量测量或定性评价的仪 器（量具、测仪、设备）、软件（程序、标准）、方法（操作）、 操作者、环境的集合，用于获得测量结果的整个过程。
事物(产品) 操作者 操作程序 软件 量具 设备
赋 数据
（测量结果） 值
图1 MS示意图
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§测量仪器分辨率可定义为测量仪器能够读取的最小测量单 位。
§看看下面的部件A和部件B，它们的长度非常相似。测量分
辨率描述了测量仪器分辨两个部件的测量值之间的差异的
能力。 部件A
A=2.0
部件A
A=2.25
部件B
B=2.0
部件B
B=2.00
因为上面刻度的分辨率比两个部件之间 的差异要大，两个部件将出现相同的测 量结果。
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第二节 评定测量系统的程序
测量系统分析（MSA） 目的：解决前面提到的三个问题，提高测量系统工作质量。 若不满足要求，找出影响原因，为测量系统的确认、控制、 改进提供依据。 前提：非破坏性测量
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● 测量系统变差——重复测量数据的变异程度。 位置变差：偏倚、稳定性、线性； 宽度变差：重复性、再现性。
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9、偏倚（Bias）——对同样零件的同样特性重复测量 均值与真值（基准值）的偏差（即准确度）。
p(x)
基
Bias
准
值
0
x
图4 偏倚
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6、精密度——表示测量随机误差大小，常用标准差 表示。
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不准确
不精密
精密
准确 测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果
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7、分辨率（力）——测量系统能发现并真实地表示 被测特性很小变化的能力。
8、测量系统变差（偏倚、重复性、再现性、稳定性、 线性）。
准确度
稳定性
线性
再现性
“重复性” 和 “再现性” 是测量误差的主要来源
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R&R 对过程变差计算的影响
观测到的过程变差 实际的过程变差
测量系统的变差
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三、判断一个测量系统工作质量的要求：
1、统计稳定性 2、足够的分辨率 3、MS变差足够小
(一)分辨率（Resolution）
①含义——测量系统能发现并真实地表示被测特性微小 变化的能力称为分辨率（分辨力、精度）。
②MS可接受分辨率：能够测出过程变差（包括异因变 差）的分辨率。
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测量仪器分辨率
（测量仪器的分辨率必须小于或等于规范或过程误差的10%）
第二个刻度的分辨率比两个部件之间的 差异要小，部件将产生不同的测量结果。
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③建议可视分辨率
a)分辨率应高于过程变差和公差带两者中精度较高 者；
b)可视分辨率≤
其中：6σ—过程变差
④不足的分辨率在测量系统极差控制图上的表现 a)图中只有1-3种数值极差值在控制限内；
p(x) 评价者 A
B C
0 再现性
x
图5 再复性
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12、稳定性（Stability）（漂移）——测量系统在某一 时间阶段内，测量同一零件（基准）某特性获得的测量总 变差。“测量器具保持其计量特性恒定的能力”。
时间1
稳定性
时间2
时间1
时间2
图7 稳定性
稳定性
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4、测量系统静态特性——标准（校准）条件下，测 量系统应具备的质量特性，有：准确度、精密度、分辨 率（力）、测量系统变差（偏倚、重复性、再现性、稳 定性、线性）。
5、准确度——重复测量均值与真值间的一致性。表 示测量系统误差大小。常用绝对值表示，即偏倚的绝对 值。“测量结果与被测量的（约定）真值之间的一致程 度”。
b)图中有4种数值的极差值在控制限内，但多于1/4的 极差=0
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【例13-2】下面是用相同数据，而用不同刻度值的仪
器测出数据画出的两组
图（图13-2）。图13-2a上
使用的最小测量单位为0.001mm，其 和R图上的波动能清
楚地表示出来，显示了测量系统有足够的分辨力。图13-