測量控制體系和測量誤差、不確定度的基本知識

一、內(nèi)容提要：主要講解測量控制體系、測量誤差和測量不確定度的基本知識。

二、重點難點：測量設(shè)備計量確認(rèn)、測量誤差、測量不確定度、系統(tǒng)誤差和隨機誤差、標(biāo)準(zhǔn)不確定度和合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的概念。

三、大綱要求：

1、掌握測量設(shè)備計量確認(rèn)的概念

2、掌握測量誤差的概念

3、掌握測量不確定度的概念

一、測量控制體系

(一)概述

測量控制體系，是指為實現(xiàn)測量過程的連續(xù)控制和計量確認(rèn)所需的一組相關(guān)的或相互作用的要素。

有效的測量控制體系，可以保證測量設(shè)備和測量過程始終滿足其預(yù)期的要求，從而保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測量控制體系的目標(biāo)，在于控制由測量設(shè)備和測量過程產(chǎn)生的不正確的測量結(jié)果及其影響。測量控制體系采用的方法不僅是測量設(shè)備的校準(zhǔn)/檢定，還包括應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對測量過程的變異做出評價。

為保證測量控制體系滿足規(guī)定的計量要求，所有測量設(shè)備都須經(jīng)過計量確認(rèn)，而且測量過程應(yīng)受控。因此，測量控制體系由兩部分組成：(1)測量設(shè)備的計量確認(rèn);(2)測量過程實施的控制。圖5.6-1所示的是典型的測量控制體系。

例題：

測量控制體系采用的方法包括( )

A.校準(zhǔn)

B.檢定

C.檢查

D.應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對測量過程的變異做出評價。

答案：ABD

(二)測量設(shè)備的計量確認(rèn)

計量確認(rèn)是指為確保測量設(shè)備滿足預(yù)期使用要求而進行的一組操作。所有的測量設(shè)備必須滿足規(guī)定的計量要求，即必須經(jīng)過確認(rèn)，并在受控條件下使用，才能保證測量結(jié)果的有效性。由于不同測量過程的計量要求各不相同，因此，按某一特定測量過程的要求確認(rèn)的測量設(shè)備也許不能用于其他的測量過程。

圖5.6—2所示的是測量設(shè)備計量確認(rèn)過程的流程圖。

計量確認(rèn)過程有兩個輸入，即顧客計量要求和測量設(shè)備特性;而確認(rèn)過程的惟一輸出，則是測量設(shè)備的確認(rèn)狀態(tài)，即測量設(shè)備是否滿足顧客的計量要求。

顧客計量要求是指顧客根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)過程所規(guī)定的測量要求，它取決于被測量的情況。確定顧客計量要求時還需考慮不正確測量發(fā)生的風(fēng)險，及其對相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。顧客計量要求通常用最大允許誤差、測量不確定度等技術(shù)指標(biāo)來表述。

顧客計量要求一旦確定之后，就可據(jù)此選擇合適的測量設(shè)備，或?qū)⒁延袦y量設(shè)備的特性與之相比較，以確認(rèn)測量設(shè)備是否滿足這些要求。

測量設(shè)備的特性通常是通過一次或多次校準(zhǔn)或檢定確定的。將所確定的測量設(shè)備的特性與顧客計量要求進行比較后，即可確認(rèn)測量設(shè)備是否符合預(yù)期使用要求。

校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報告中非常重要的信息之一，是關(guān)于校準(zhǔn)結(jié)果測量不確定度的說明，它將用于使用該設(shè)備的測量過程不確定度的評價。

測量過程的一些重要特性，如測量不確定度等，不僅取決于測量設(shè)備本身，也取決于環(huán)境條件、測量程序等，有時還與觀測者的技能和經(jīng)驗有關(guān)。為此，在選擇測量設(shè)備時，關(guān)鍵的一點是將整個測量過程作為總體來考慮，以更好地滿足使用要求。

舉例說明測量設(shè)備計量確認(rèn)的一般程序:

使用要求→確定測量設(shè)備特性要求→選定測量設(shè)備→校準(zhǔn)→調(diào)整→再校準(zhǔn)→確認(rèn)滿足要求→交付使用

例題:

計量確認(rèn)過程的輸入有( )

A. 顧客計量要求

B.測量過程

C.測量設(shè)備

D.測量設(shè)備特性;

答案：AD

(三)測量過程實施的控制

為控制測量過程的實施，不僅需確定該測量過程預(yù)期用途下所要求的特性，還需對這些特性進行分析/控制。測量過程的特性主要包括：最大允許誤差、測量不確定度、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性等等。

應(yīng)按規(guī)定的程序和時間間隔監(jiān)控測量過程的實施，以確保能夠及時發(fā)現(xiàn)測量過程中出現(xiàn)的問題，并迅速采取改進措施，避免偏離預(yù)期的要求。

測量過程的失控，例如由于核查標(biāo)準(zhǔn)退化或觀測者技能不同等引起的問題，可通過一系列后過程活動來揭示，其中包括：控制圖分析、趨勢圖分析、后續(xù)檢驗、實驗室間比對、內(nèi)部審核、顧客反饋等，特別是統(tǒng)計分析技術(shù)在測量控制體系中的應(yīng)用起著非常重要的作用。