量具误差及测量误差.docx
《量具误差及测量误差.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《量具误差及测量误差.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
量具误差及测量误差
测量系统误差分析
一、量具误差及测量误差
1、测量系统分析由哪些部分组成：
a、量具重复性、b、量具再现性、c、偏倚、d、线性、e、稳定性
2、量具双性（R&R）:
重复性与再现性
a、重复性：
当由同一操作人员多次测量同一特性时，测量装置重复其读数的能力。
这通常被称为设备变差。
b、再现性：
由不同操作人员使用同一测量装置并测量同一特性时，测量平均值之间的变差。
这通常被称为操作员变差。
二、量具的双性研究方法
1、计量型-小样法（极差法）
a、第1步：
找2名操作员和5件零件进行此研究；
b、第2步：
每个操作员对产品进行一次测量并记录其结果，如：
零件#
操作员A
操作员B
1
1.75
1.70
2
1.75
1.65
3
1.65
1.65
4
1.70
1.70
5
1.70
1.65
第3步计算极差，如
操作员A
操作员
B
极差
1
1.75
1.70
0.05
2
1.75
1.65
0.10
3
1.65
1.65
0.00
4
1.70
1.70
0.00
51.701.650.05
d、第4步确定平均极差并计算量具双性的％，如平均极差（R）二刀
Ri/5=0.2/5=0.4，计算量具双性（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;假设容差=0.5单
位；%（R&R）=100[0.1732/0.5]=34.6%。
e、第5步对其结果进行解释：
计量型量具双性研究的可接收标准是％R&R小于30%;根据得出的结果，测量误差太大，因此我们必须对测量装置和所用的技术进行检查；测量装置不能令人满意。
2、计量型-大样法（极差法）
a、第1步在下表中记录所有的初始信息
零件名称：
发动机支座
特性：
硬度
容差：
10
个单位
零件编号：
量具名称/
日期:
1995
编号：
年9月27
QA1234
日
计算者：
操作员姓名：
操作员A,操
John
作员B,操作员C
Adamek
操作员A
操作员B
操作员C
样
第第第极
第第第极
第第第极
本
一二三差
一二三差
一二三差
次次次
次次次
次次次
1
CMCO寸99卜《006厂0
总
计
b、第2步选择2个或3个操作员并让每个操作员随机测量10个零件2或3
次—并将结果填入表中：
零件名称：
发
动机支座
特性：
硬度
容差：
10个单
位
零件编号：
量具编号：
QA
1234
日期:
1995年9
月27日
计算者:
John
Adamek
操作员姓名：
操作员A,操作员
B,操作员C
操作员A操作员B
操作员C
样第第第极第第第极第第第极
品
——一
二
三差
——一
二
三差
——一
二
三
差
次
次
次
次
次
次
次
次
次
1
7
7
7
7
7
7
7
7
7
5
5
4
6
6
5
6
5
5
2
7
7
7
7
7
7
7
7
7
3
4
6
6
5
5
5
6
6
3
7
7
7
7
7
7
7
7
7
4
5
6
6
5
6
4
6
6
4
7
7
7
7
7
7
7
7
7
4
5
4
5
5
4
4
4
4
5
7
7
7
7
7
7
7
7
7
5
4
4
4
4
6
6
5
4
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
6
5
5
4
4
6
6
6
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
4
7
5
6
5
4
5
5
4
8
7
7
7
7
7
7
7
7
7
5
4
5
5
4
4
5
4
6
9
7
7
7
7
7
7
7
7
7
6
7
7
4
6
6
4
4
6
1
7
7
7
7
7
7
7
7
7
0
7
7
6
6
4
5
5
6
4
总
计
零件名称：
发
c、第3步计算极差和均值，如:
动机支座
月27日
操作员
A
操作员
B
操作员
C
样
第
第
第
第
第
第
第
第
第
极
品
——一
二
三
极
——一
二
三
极
——一
二
三
差
次
次
次
差
次
次
次
差
次
次
次
1
7
7
7
1
7
7
7
1
7
7
7
1
5
5
4
6
6
5
6
5
5
2
7
7
7
3
7
7
7
1
7
7
7
1
3
4
6
6
5
5
5
6
6
3
7
7
7
2
7
7
7
1
7
7
7
2
4
5
6
6
5
6
4
6
6
4
7
7
7
1
7
7
7
1
7
7
7
0
4
5
4
5
5
4
4
4
4
5
7
7
7
1
7
7
7
2
7
7
7
2
操作员姓名：
操作员A,操作员B,
操作员C
Adamek
5
4
4
4
4
6
6
5
4
6
7
7
7
1
7
7
7
2
7
7
7
0
6
5
5
4
4
6
6
6
6
7
7
7
7
3
7
7
7
2
7
7
7
1
4
7
5
6
5
4
5
5
4
8
7
7
7
1
7
7
7
1
7
7
7
2
5
4
5
5
4
4
5
4
6
9
7
7
7
1
7
7
7
2
7
7
7
2
6
7
7
4
6
6
4
4
6
1
7
7
7
1
7
7
7
2
7
7
7
2
0
7
7
6
6
4
5
5
6
4
均
7
7
7
7
7
7
7
7
7
值
4.
5.
5.
5.
4.
5.
5.
5.
5.
9
3
2
2
8
1
0
1
1
d、第4步计算均值的平均值，然后确定最大差值并确定平均极差的平均
值，如:
样
品
操作员A
操作员B
极差
操作员C
第
次
第
次
第
次
极差
第
次
第
次
第
次
第
次
第
次
第
次
7
1
75
74
1
76
76
75
1
76
75
75
5
极差
2
73
74
76
3
76
75
75
1
75
76
76
1
3
74
75
76
2
76
75
76
1
74
76
76
2
4
74
75
74
1
75
75
74
1
74
74
74
0
5
75
74
74
1
74
74
76
2
76
75
74
2
6
76
75
75
1
74
74
76
2
76
76
76
0
7
74
77
75
3
76
75
74
2
75
75
74
1
8
75
74
75
1
75
74
74
1
75
74
76
2
9
76
77
77
1
74
76
76
2
74
74
76
2
10
77
77
76
1
76
74
75
2
75
76
74
2
均
74.
75.
75
1.5
75.
74.
75.
1.
75.
75.
75.
1.3
值
9
3
.2
2
8
1
5
0
1
1
Xa=（74.9+75.3+75.2）/3=75.1R=均值的平均值
Xb=（75.2+74.8+75.1）/3=75.0R=（1.5+1.5+1.3）3=1.43
Xc=（75.0+75.1+75.1）/3=75.1
Xdiff=Xmax-Xmin=75.1-75=0.1
e、第5步计算UCLr并放弃或重复其值大于UCLr的读数。
既然已没有大于3.70的值，那么继续进行。
UCLr=R*D4=1.43*2.58=3.7
f、第6步用以下公式计算设备变差：
重复性
E.V.=R*K1
E.V.=1.43*3.05
设备变差（E.V.）
%E.V.=100[（E.V.）/（TOL）]
%E.V.=100[（4.36”（10）]
试验次数
2
3
K1
4.56
3.05
g、第7步
操作员变差：
用以下公式计算
重复性——操作员变差（O.V.）
h、第8步用
试验次数
2
3
以下公式计算重
复性和再现性：
K1
4.56
2.70
重复性和再现性（R&R）
y、第9步对结果进行解释：
量具%R&R
结果大于30
%,因此验收不合
O.V=0
%0.V.=0
格；操作员变差为零，因此我们可以得出结论认为由操作员造成的误差可忽略；要达到可接受的％量具R&R,必须把重点放在设备上。
总结：
任何量具的目的都是为了发现不合格产品。
如果它能够发现不合格的产品，那么它就是合格的，否则量具就是不合格的；计数型量具研究无法对量具有多“好”作出量化判断，它只能用于确定量具合格与否。
方法一第1步：
选择20个零件。
选择这些零件时应确保有些零件（假定为
2—6个）稍许低于或高于规范限值。
第2步：
给这些零件编上号码。
如果可能的话，最好是在操作员不会注意到的部位。
第3步：
由两位操作员对零件进行两次测量。
确保零件为随机抽取以避免偏倚。
第4步：
记录结果。
第5步：
评定量具的能力
验收标准
如果所有的测量结果都一致，则该量具是合格的，即所有四次测量必须是
相同的。
计数型量具研究-示例
零件名称：
橡皮软管I.D.
量具名称/ID:
Go/No-GoGauge
零件编
号:
日期:
1995年10月3日
操作员A
操作员
B
测量结果说明
第一次
第二次
第一次
第二次
1•假设零件
1
G
G
G
G
2
NG
NG
NG
NG
2,3,6,12和20为
3
NG
NG
G
G
不合格零件。
2.量具发现2号零
4
G
G
G
G
5
G
G
G
G
6
NG
NG
NG
NG
件不合格。
7
NG
G
G
NG
3.尽管3号零件也不
8
G
G
G
G
9
G
G
G
G
合格，但操作员B没
10
G
G
G
G
有发现，因此量具是不合格的。
11
G
G
G
G
12
NG
NG
NG
G
13
G
G
NG
G
4.6号零件是不合格
14
G
G
G
G
的，这一点两位操作
15
G
G
G
G
16
G
G
G
G
员都发现了。
17
G
G
G
G
5.7号零件是合格
18
G
G
G
G
的，但两位操作员使
19
G
G
G
20
NG
NG
NG
用该量具进行次
结果；
合格/不合格
测量时都判其为不
三、偏倚
1、偏倚：
测量值的平均值与实际值之间的差值。
偏倚与准确度有关，因为如果测量值的平均值相同或近似于相同，就可以说是零偏倚。
这样的话，所用的量具便是“准确的”。
2、偏倚量的计算
a、第1步.进行50次或更多的测量。
示例：
用一个千分尺测量一根由自动加工过程生产的销钉的直径。
销钉的实际值为1英寸。
千分尺的分辩率为0.0050英寸。
表1中的所有读数是以0.0010为单位兑换而得的值，它显示测出的与标准值比较的偏差。
如下表
-50
-50
0
50
-50
-100
0
-50
-150
0
50
-100
-50
0
0
0
100
-100
-100
-50
-50
-100
0
-50
50
0
0
0
-100
0
0
-100
-100
-50
-100
-50
0
0
-50
-100
100
50
50
-50
0
-50
-50
0
-50
0
b、第2步、如果所有的读数都与实际值相等，则没有偏倚，量具为准确
的。
如果所有的读数都似近于但不等于实际值，则存在偏倚。
为了确定偏倚的程度及量具是否合格，我们需进行下一步。
c、第3步.根据表1中的数据确定移动极差。
无
150
50
0
0
100
50
0
150
50
100
50
50
50
50
100
100
50
50
50
100
0
50
50
50
0
100
100
0
50
50
0
100
0
150
50
0
0
50
100
100
150
150
0
100
0
50
0
50
100
d、第4步.为移动极差准备一份频率记录。
在本示例中，每个量具增量
都等于一个单元，即:
极差
频率
累积频率
累积频率%
0
14
14
28.6%
50
18
32
65.3
100
12
44
89.8
150
5
49
100.0
e、第5步
.用以下公式确定“截止点”：
截止二
使计数超过50%
的单元的值+
下一个单元的值
2.0
截止=（50+100）/2=75.0
f、第6步.用以下公式计算截止部分：
g、第7步.确定相对于截止部分的等效高斯偏离（EGD）。
由统计表得出，EQD=0.95
h、第8步.确定估计的标准偏差。
y、第9步.计算控制线。
y、第10步.绘图-单值和移动极差。
j、第11步.对图进行解释。
如果所有的点都在控制线的范围之内，我们可以得出结论认为量具是准确的，存在的偏倚没有影响。
k、第11步.对图进行解释（续）
如果有的点落在控制范围之外，则结论是存在“特殊的”原因，此原因可能是造成变差的原因。
单值和移动极差控制图（X-MR）-偏倚示例
移动
极
差
读
数
D
A
T
E
T
I
M
E
1
-
5
-
0
1
-
-
-
-
5
0
-
0
-
5
5
0
-
-
-
-
0
5
-
0
-
0
0
5
0
5
0
5
1
1
1
0
5
1
0
0
5
5
5
5
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Forsamplesizesoflessthanseven,thereisnolower
controllimitforranges.
四、线性
1、线性：
在量具预期的工作范围内，量具偏倚值间的差值。
2、示例：
一位工程师很想确定某测量系统的线性。
量具的工作范围是2.0毫米
至10.0毫米。
a、第1步
选择至少5个零件用于进行测量，每个零件至少测量10次。
在本例中,
我们将选择5个零件，每个零件测量12次。
参阅下一页中的数据。
零件1
零件2
零件3
零件4
零件5
基准值
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
第一次测量
2.70
5.10
5.80
7.60
9.10
第二次测量
2.50
3.90
5.70
7.70
9.30
第三次测量
2.40
4.20
5.90
7.80
9.50
第四次测量
2.50
5.00
5.90
7.70
9.30
第五次测量
2.70
3.80
6.00
7.80
9.40
第六次测量
2.30
3.90
6.10
7.80
9.50
升级会员 