量具誤差及測量誤差

1、測量系統(tǒng)誤差分析1、 量具誤差及測量誤差1、 測量系統(tǒng)分析由哪些部分組成：a、量具重復(fù)性、b、量具再現(xiàn)性、c、偏倚、d、線性、e、穩(wěn)定性2、 量具雙性（RR)：重復(fù)性與再現(xiàn)性a、重復(fù)性：當(dāng)由同一操作人員多次測量同一特性時，測量裝置重復(fù)其讀數(shù)的能力。這通常被稱為設(shè)備變差。b、再現(xiàn)性：由不同操作人員使用同一測量裝置并測量同一特性時，測量平均值之間的變差。這通常被稱為操作員變差。2、 量具的雙性研究方法1、計量型 - 小樣法 (極差法)a、第1步：找2名操作員和5件零件進行此研究；b、第2步：每個操作員對產(chǎn)品進行一次測量并記錄其結(jié)果，如：零件#操作員 A操作員 B11.751.7021.751.65

2、31.651.6541.701.7051.701.65c、第3步計算極差，如： 零件 #操作員 A操作員 B極差11.751.700.0521.751.650.1031.651.650.0041.701.700.0051.701.650.05d、第4步確定平均極差并計算量具雙性的，如平均極差(R)=Ri/5=0.2/5=0.4，計算量具雙性(R&R)百分比的公式：%(R&R)=%(R&R)/容差；其中R&R=4.33(R)=4.33(0.04)=0.1732;假設(shè)容差=0.5單位；%(R&R)=1000.1732/0.5=34.6%。e、第5步對其結(jié)果進行解釋：計量型量具雙性研究的可接收標準是

3、R&R小于30；根據(jù)得出的結(jié)果，測量誤差太大，因此我們必須對測量裝置和所用的技術(shù)進行檢查；測量裝置不能令人滿意。2、計量型 - 大樣法 (極差法)a、第1步在下表中記錄所有的初始信息零件名稱: 發(fā)動機支座特性: 硬度容差: 10個單位零件編號: 92045612量具名稱/編號: QA1234日期: 1995年9月27日計算者: John Adamek操作員姓名: 操作員 A,操作員 B, 操作員 C 操作員 A操作員 B操作員C樣本第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差12345678910總計b、第2步 選擇2個或3個操作員并讓每個操作員隨機測量10個零件2或3次

4、并將結(jié)果填入表中： 零件名稱: 發(fā)動機支座特性: 硬度容差: 10 個單位零件編號: 92045612量具編號: QA 1234日期: 1995年9月27日計算者: John Adamek操作員姓名: 操作員A, 操作員 B, 操作員 C操作員 A操作員 B操作員 C樣品第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差17575747676757675752737476767575757676374757676757674767647475747575747474745757474747476767574676757574747676767677477757675747575

5、748757475757474757476976777774767674747610777776767475757674總計c、第3步 計算極差和均值，如： 零件名稱: 發(fā)動機支座特性: 硬度容差: 10 個單位零件編號: 92045612量具編號: QA 1234日期: 1995年9月27日計算者: John Adamek操作員姓名: 操作員 A, 操作員 B, 操作員 C操作員 A操作員 B操作員 C樣品第一次第二次第三次 極差第一次第二次第三次 極差第一次第二次第三次極差17575741767675176757512737476376757517576761374757627675761

6、747676247475741757574174747405757474174747627675742676757517474762767676077477753767574275757418757475175747417574762976777717476762747476210777776176747527576742均值74.975.375.275.274.875.175.075.175.1d、第4步計算均值的平均值，然后確定最大差值并確定平均極差的平均值，如： 操作員 A操作員 B操作員 C樣品第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差第一次第二次第三次極差1757574176767

7、5176757512737476376757517576761374757627675761747676247475741757574174747405757474174747627675742676757517474762767676077477753767574275757418757475175747417574762976777717476762747476210777776176747527576742均值74.975.375.21.575.274.875.11.575.075.175.11.3XA=(74.9+75.3+75.2)/3=75.1 R=均值的平均值XB=(75.2+7

8、4.8+75.1)/3=75.0 R=(1.5+1.5+1.3)3=1.43XC=(75.0+75.1+75.1)/3=75.1Xdiff=XMAX-XMIN=75.1-75=0.1e、第5步 計算 UCLR并放棄或重復(fù)其值大于UCLR 的讀數(shù)。既然已沒有大于3.70 的值，那么繼續(xù)進行。 UCLR=R*D4=1.43*2.58=3.7f、第6步用以下公式計算設(shè)備變差 ： 重復(fù)性 設(shè)備變差（E.V.) E.V.=R*K1 %E.V.=100(E.V.)/(TOL) E.V.=1.43*3.05 %E.V.=100(4.36)/(10) E.V.=4.36 %E.V.=43.6%試驗次數(shù)23K1

9、4.563.05 g、第7步 用以下公式計算操作員變差： 重復(fù)性操作員變差（O.V.) %0.V.=100(O.V.)/(TOL) %0.V.=100(0.0)/(10O.V=0 %0.V.=0試驗次數(shù)23K14.562.70h、第8步用以下公式計算重復(fù)性和再現(xiàn)性： 重復(fù)性和再現(xiàn)性（R&R）y 、第9步對結(jié)果進行解釋：量具 %R&R 結(jié)果大于30，因此驗收不合格；操作員變差為零，因此我們可以得出結(jié)論認為由操作員造成的誤差可忽略；要達到可接受的量具R&R，必須把重點放在設(shè)備上?？偨Y(jié)：任何量具的目的都是為了發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品。如果它能夠發(fā)現(xiàn)不合格的產(chǎn)品，那么它就是合格的，否則量具就是不合格的；計數(shù)型量

10、具研究無法對量具有多“好”作出量化判斷，它只能用于確定量具合格與否。方法第1步：選擇20個零件。選擇這些零件時應(yīng)確保有些零件（假定為26個）稍許低于或高于規(guī)范限值。第2步：給這些零件編上號碼。如果可能的話，最好是在操作員不會注意到的部位。第3步：由兩位操作員對零件進行兩次測量。確保零件為隨機抽取以避免偏倚。第4步：記錄結(jié)果。第5步：評定量具的能力驗收標準如果所有的測量結(jié)果都一致，則該量具是合格的，即所有四次測量必須是相同的。計數(shù)型量具研究 - 示例零件名稱: 橡皮 軟管I.D.量具名稱/ID: Go/No-Go Gauge零件編號: 92015623日期: 1995年10月3日操作員A操作員

11、B測量結(jié)果說明1. 假設(shè)零件 2,3,6,12和 20 為不合格零件。2. 量具發(fā)現(xiàn)2號零件不合格。3.盡管3號零件也不合格，但操作員B沒有發(fā)現(xiàn)，因此量具是不合格的。4.6號零件是不合格的，這一點兩位操作員都發(fā)現(xiàn)了。5.7號零件是合格的，但兩位操作員使用該量具進行一次測量時都判其為不合格。6.第一次第二次第一次第二次1GGGG2NGNGNGNG3NGNGGG4GGGG5GGGG6NGNGNGNG7NGGGNG8GGGG9GGGG10GGGG11GGGG12NGNGNGG13GGNGG14GGGG15GGGG16GGGG17GGGG18GGGG19GGG20NGNGNG結(jié)果：合格/不合格3、 偏

12、倚1、偏倚：測量值的平均值與實際值之間的差值。偏倚與準確度有關(guān)，因為如果測量值的平均值相同或近似于相同，就可以說是零偏倚。這樣的話，所用的量具便是“準確的”。2、偏倚量的計算a、第1步. 進行50次或更多的測量。 示例: 用一個千分尺測量一根由自動加工過程生產(chǎn)的銷釘?shù)闹睆健ｄN釘?shù)膶嶋H值為1英寸。千分尺的分辯率為0.0050英寸。表1中的所有讀數(shù)是以0.0010為單位兌換而得的值，它顯示測出的與標準值比較的偏差。如下表-50-50050-50-1000-50-150050-100-50000100-100-100-50-50-1000-5050000-10000-100-100-50-100-5

13、000-50-1001005050-500-50-500-500b、第2步、如果所有的讀數(shù)都與實際值相等，則沒有偏倚，量具為準確的。如果所有的讀數(shù)都似近于但不等于實際值，則存在偏倚。為了確定偏倚的程度及量具是否合格，我們需進行下一步。c、第3步. 根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)確定移動極差。無150500010050015050100505050501001005050501000505050010010005050010001505000501001001501500100050050100d、第4步為移動極差準備一份頻率記錄。在本示例中，每個量具增量都等于一個單元，即：極差頻率累積頻率累積頻率 %014

14、1428.6%50183265.3 100124489.8150549100.0e、第5步. 用以下公式確定“截止點”：截止 = 使計數(shù)超過 50 的單元的值 下一個單元的值2.0截止 =(50 + 100)/2 = 75.0f、第6步. 用以下公式計算截止部分：g、第7步. 確定相對于截止部分的等效高斯偏離（EGD）。由統(tǒng)計表得出, EQD = 0.95h、第8步. 確定估計的標準偏差。y、第9步. 計算控制線。y、第10步. 繪圖 - 單值和移動極差。j、第11步. 對圖進行解釋。如果所有的點都在控制線的范圍之內(nèi)，我們可以得出結(jié)論認為量具是準確的，存在的偏倚沒有影響。k、第11步. 對圖進

15、行解釋（續(xù)）如果有的點落在控制范圍之外，則結(jié)論是存在“特殊的”原因，此原因可能是造成變差的原因。單值和移動極 差控制圖 (X-MR) 偏倚示例200UCL50.0-100LCL-200移動極差讀數(shù)15010050DATETIME1-5050-500100-50-100-100-100500-500-10050500-50-50-50-50050-1000-10000Moving range1001005010015050001505050501001500505000050501501001001000* For sample sizes of less than seven, there i

16、s no lower control limit for ranges.4、 線性1、線性：在量具預(yù)期的工作范圍內(nèi)，量具偏倚值間的差值。2、示例： 一位工程師很想確定某測量系統(tǒng)的線性。量具的工作范圍是2.0 毫米至 10.0 毫米。a、第1步 選擇至少5個零件用于進行測量，每個零件至少測量10次。在本例中，我們將選擇5個零件，每個零件測量12次。參閱下一頁中的數(shù)據(jù)。零件 1零件 2零件 3零件4零件 5基準值2.004.006.008.0010.00第一次測量2.705.105.807.609.10第二次測量2.503.905.707.709.30第三次測量2.404.205.907.809.

17、50第四次測量2.505.005.907.709.30第五次測量2.703.806.007.809.40第六次測量2.303.906.107.809.50第七次測量2.503.906.007.809.50第八次測量 2.503.906.107.709.50第九次測量 2.403.906.407.809.60第十次測量2.404.006.307.509.20第十一次測量2.604.106.007.609.30第十二次測量2.403.806.107.709.40b、第2步計算零件平均值偏倚極差零件1零件2零件3零件4零件5基準值2.004.006.008.0010.00第一次測量2.705.105

18、.807.609.10第二次測量2.503.905.707.709.30第三次測量2.404.205.907.809.50第四次測量2.505.005.907.709.30第五次測量2.703.806.007.809.40第六次測量2.303.906.107.809.50第七次測量2.503.906.007.809.50第八次測量2.503.906.107.709.50經(jīng)九次測量2.403.906.407.809.60第十次測量2.404.006.307.509.20第十一次測量2.604.106.007.609.30第十二次測量2.403.806.107.709.40均值2.494.136.037.719.38偏倚+0.49+0.13+0.03-0.29-0.