《量規(guī)儀器校驗》

ISO9001系列培訓(xùn)量規(guī)儀器校驗1整理課件主要內(nèi)容概論量規(guī)儀器校正管理體系與量規(guī)儀器校正要求量規(guī)儀器管理測量系統(tǒng)分析(MSA)2整理課件一、概論測量與測量目的測量的方式測量單位測量精度觀念誤差量測不確定度3整理課件1、測量與測量目的測量所謂“測量”是人類對自然界中的物質(zhì)或現(xiàn)象，予以量的掌握，經(jīng)由這個量化的過程，我們才能對此物質(zhì)或現(xiàn)象得到較準確的認識，并能有較客觀且準確的描述。“測量”就是“一系列的操作，為的是要決定對象某特性的數(shù)值”。4整理課件測量與測量目的測量的目的保證質(zhì)量：以測量所得結(jié)果，作為管理/決策的依據(jù)，掌握現(xiàn)況，保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。降低成本：由測量結(jié)果得到最佳的制造條件，避免不必要的浪費，降低生產(chǎn)成本。確保安全：由制造過程中變量的測量，確認生產(chǎn)中的安全問題（如壓力過高將發(fā)生爆炸等），適時做好處理，以保障人員及設(shè)備安全。5整理課件2、測量的方式直接測量“直接量測”是指量具測量工件后，立即可得知量測結(jié)果的一種量測方式。又可分為：直讀式－－由量具上指示刻劃，可直接讀出量測值。例如以光標尺量測長度，用電壓表量測電壓等。區(qū)分式－－藉由量具的應(yīng)用來區(qū)分產(chǎn)品的特性是否在某特定范圍內(nèi)，藉此判定工件為合格或不合格。例如利用樣規(guī)或傳感器為量規(guī)，作為工件判定的依據(jù)。比對式－－利用樣板比對，可立刻判定工件的等級。例如利用表面粗度比較板作加工面表面粗度的比較等。6整理課件間接量測是指量具無法直接量測工件，須先以量具配合附件取得量測資料，再經(jīng)過轉(zhuǎn)移、計算等方式，得知量測的結(jié)果。一般可分為：轉(zhuǎn)移式－－利用轉(zhuǎn)移式量具，先將被測物的待量測值量出，再轉(zhuǎn)移至直讀式量具得到實際測量值。例如利用內(nèi)外卡鉗作加工件的量測，再移至刻度尺或卡尺得到實際的測量值。計算式－－利用量具及附件將被測物相關(guān)數(shù)值量測出后，再以公式間接推算出欲量測的功能值。如利用電表量出電流—I、電阻—R后，再利用公式V=IR算出電壓值—V來。測量的方式7整理課件3、測量單位量基本單位名稱符號長度質(zhì)量時間電流溫度物質(zhì)量光強度米、公尺（meter）公斤（kilogram）秒（second）安培（Ampere）克耳文（Kelvin）莫耳（mole）燭光（candela）mkgsAKmolcd測量單位：用來度量同類量大小的標準量稱作測量單位。國際標準單位制中的基本單位8整理課件精密度（Precision）精密度是指量測儀器所能夠區(qū)分出的微量程度或最小距離，亦即代表量測儀器對同一待測工件，以相同量測過程作重復(fù)量測時，其各量測結(jié)果的差異程度。以差異程度愈微小稱為精密度佳，反之稱為精密度差準確度（Accuracy）準確度是指量測儀器的實際量測值（或量測平均值）與待測值之真值（TrueValue）的接近程度，亦即實際測量值偏離真實值的程度。以偏差愈微小之程度稱為準確度佳，反之稱為準確度差4、測量精度9整理課件精密度與準確度的關(guān)系就量測儀器的選用而言，并非精度愈高愈好，必須視工件尺寸要求的程度而選用不同精度的量具。量測儀器可能有很高的精密度，卻未必具有很好的準確度，因為一般量測儀器均須經(jīng)過校正后才能確定其準確度。測量精度10整理課件精密度與準確度的關(guān)系測量值應(yīng)該向真值集中，并且平均值恰好等于真實值。平均值=真值圖1.1理想狀況量測值分布測量精度11整理課件精密度與準確度的關(guān)系實際上可能有下列四種情況：測量精度12整理課件很精密但不準確既不準確也不精密13整理課件既精密又準確準確但不精密

14整理課件5、誤差測量時，實際測量值（或測量平均值）與真值之間的差異，稱為「誤差」。按發(fā)生源可分為：儀器誤差、人為誤差、環(huán)境誤差和方法誤差，這些因素都會造成量測值的偏離，而降低量測的準確性。若就誤差的性質(zhì)區(qū)分，一般又可分為：系統(tǒng)性誤差隨機性誤差和重大誤差。15整理課件“系統(tǒng)性誤差”是指在相同條件下，重復(fù)多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號保持不變；或在條件改變時，將會按某一明確定律變化的誤差。依“系統(tǒng)性誤差”可能發(fā)生的原因大致可分為下列三種誤差：儀器誤差人為誤差環(huán)境誤差。A/系統(tǒng)性誤差16整理課件儀器誤差：指因儀器本身的缺失而引起的誤差?？蓺w納為：制造公差調(diào)整誤差。功能誤差（磨損或不當(dāng)使用）人為誤差：指人為的缺失所造成的誤差，如視覺的誤判、個人生理、心理因素、測量經(jīng)驗或測量訓(xùn)練不足等。環(huán)境誤差：指量測量環(huán)境未經(jīng)妥善控制所造成的誤差，例如溫度、濕度、氣壓、振動、照明、干擾等測量環(huán)境變化所造成的誤差。系統(tǒng)性誤差17整理課件B/隨機性誤差隨機性誤差指在相同條件下，多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號會以不可預(yù)期的方式變化的誤差。隨機性誤差又稱為偶然性誤差，凡無法歸類到系統(tǒng)性誤差者皆可稱為隨機性誤差。隨機性誤差不像系統(tǒng)性誤差可以解釋其誤差發(fā)生的原因，而經(jīng)由改進加以控制，如氣流、輻射、噪聲等。18整理課件C/重大誤差重大誤差：超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差，即明顯歪曲測量結(jié)果的誤差。此部份通常是由人為操作失誤引起。在處理數(shù)據(jù)時應(yīng)予以去除。19整理課件6、測量不確定度由前面對誤差的分類，我們得知：隨機誤差有其不可修正的特性。系統(tǒng)誤差雖可加以修正，但修正因子或修正量的本身，亦可能隱含有不確定性。所以由以上兩點我們引申出：測量誤差必存在于每一測量作業(yè)中，而此誤差在評估及修正的過程中所衍生出來的不確定性，若加以量化，即為「量測不確定度」。20整理課件測量不確定度21整理課件何謂量規(guī)儀器校正量規(guī)儀器校正的目的量測標準的種類校正的方式校正周期的制定那些儀器需要校正量測的傳遞與追溯二、量規(guī)儀器校正22整理課件量規(guī)儀器校正是指由合格的校正人員，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，依據(jù)正確的校正作業(yè)程序，用更準確的標準件和(或)更精密的測試裝備，來測量并判定待校儀器的精密度或準確度。在可行的情況下，對不合格的儀器進行調(diào)整，使其達到合格與準確的狀態(tài)。1、何謂量規(guī)儀器校正23整理課件2、量規(guī)儀器校正的目的內(nèi)部的需求正確判斷產(chǎn)品符合性；研究過程變異。協(xié)力生產(chǎn)的需求保證不同工廠或生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)的一致性。國際交易的需求保障買賣雙方，共同認定的品質(zhì)制度與規(guī)范標準之要求應(yīng)運而生，例如ISO9000、CEMARK、UL等，均重視量規(guī)儀器的管理與使用。法規(guī)的要求<計量法>規(guī)定：企、事業(yè)單位使用的最高計量標準器具以及用于安全防護、衛(wèi)生醫(yī)療、貿(mào)易結(jié)算、環(huán)境監(jiān)測方面列入強制檢定目錄的的工作計量器具必須送縣以上計量行政部門檢定，例如血壓計、電表（瓦時表）、水表、瓦斯表、出租車計費表、電子秤與加油機計費表等。24整理課件3、測量標準的種類國際標準（InternationalStandards）代表測試與制造技術(shù)所能達到最精確的單位標準。作為一般測試時比較或校正用。原級標準（PrimaryStandards）亦即國家標準，其校正由各國家實驗室自行調(diào)校，然后各國之測試結(jié)果互相比對，再取平均值作為世界標準。二級標準（SecondaryStandards）此標準是用于工業(yè)實驗室的基本參考標準。工作標準（WorkingStandards）工作標準是一般校驗實驗室的基本校正裝備，主要用來調(diào)校一般實驗儀器或測試儀器，使其達到執(zhí)行工作所應(yīng)有的精準度。25整理課件測量值的溯源一般在實際運作上，測量標準可分為傳遞和追溯。將國際或國家標準經(jīng)由校正（或其它傳遞方式）傳給下一等級的測量標準，并依次逐級傳遞到最終使用的測量儀器，以保證被測量對像的值準確一致，這就是量值傳遞。儀器使用者將使用的儀器及（或）標準件，送往上一級較精確與國家標準有關(guān)聯(lián)性之實驗室進行校正或檢定，使較低層次的量測結(jié)果，能與國際標準或國家標準測量系統(tǒng)相連結(jié)，使其具有公信力，且相互間能達到一致性，這就是量值溯源。26整理課件比較校正將準確度高的儀器或標準件與待校件之儀器作比較，并調(diào)整其誤差使符合準確度要求之范圍，謂之比較校正，一般之儀器校正多為此類。絕對校正以物理上的定律與特性所發(fā)展出來的原級標準，直接進行儀器校正工作，以獲得待校件之誤差值，謂之絕對校正，國家標準實驗室之儀器追溯國外之儀器校正，部份屬于此類。4、校正的方式27整理課件校正是為了避免儀器帶來的測量偏差，而制定校正周期則是為使儀器或標準件能保持穩(wěn)定。校正周期是根據(jù)使用的目的、程度及準確度需求，以統(tǒng)計方法及經(jīng)驗判斷所推導(dǎo)出來最具信賴度的校正間隔時間。影響校正周期制定的因素很多，其中以制造廠商的建議、儀器和標準件使用/保養(yǎng)情況、環(huán)境狀況、測量準確度和校正成本等的影響最大。5、校正周期的制定28整理課件校正周期的制定ISO校正周期法：校正周期先作初期選擇，然后再對校正周期進行調(diào)整。初期選擇的校正周期根據(jù)工程經(jīng)驗，以固定期間作為校正周期。29整理課件校正周期再調(diào)整的方法，可分下列五種：自動的或階梯式的調(diào)整校正周期以一定基本的程序，每次對設(shè)備項目進行校正，當(dāng)發(fā)現(xiàn)在允差范圍內(nèi)時，在其后的校正周期加長，但若在允差范圍外時，則縮短校正周期（注：規(guī)范中未提示，校正周期加長多久，或減短多少,可憑經(jīng)驗處理）校正周期的制定30整理課件管制圖法：每次選擇相同的校正點，將所量得的數(shù)據(jù)繪成圖形（縱軸為量測值，橫軸為時間）由圖形上加以標出量測值散布及偏差情形，以決定如何調(diào)整校正周期（注：規(guī)范中未提示散布幅度或偏差幅度）校正周期的制定31整理課件歷時法初期以工程經(jīng)驗按類別（相似結(jié)構(gòu)，期望信賴度與穩(wěn)定度）給出一校正周期。每一類別在選定之周期內(nèi)被送回來校正的儀器，發(fā)現(xiàn)超過誤差或不符合的件數(shù)占此期間同一類別總數(shù)的比率，如果很高時，必須縮短校正周期（注：未明確提示比率多高，才算高，企業(yè)可自行決定）。校正周期的制定32整理課件實際使用時數(shù)法為歷時法的變形方式，基本方法保持不變，但周期確認系以使用的小時計算?！笆褂弥小被颉昂谙洹睖y試法為階梯式及管制圖法的變形，使用輕便的校正設(shè)備，時常查核被選定的參數(shù)，對臨界參數(shù)進行查驗，如發(fā)現(xiàn)超過界限，則進行作完整的校正（除非實務(wù)經(jīng)驗豐富者，否則不易選定適當(dāng)?shù)牟楹藚?shù)）。校正周期的制定33整理課件校正周期的制定與儀器分類管理根據(jù)測量數(shù)據(jù)的要求、儀器本身情況可將測量儀器進行分類管理，從而制定不同的校正周期。一般可分為三類：A類：數(shù)據(jù)要求高，儀器容易出問題或?qū)購娭菩Ｕ骶連類：數(shù)據(jù)要求較高，儀器不易出問題C類：數(shù)據(jù)要求不高，儀器不易出問題34整理課件6、哪些儀器需要校正ISO規(guī)定下列情況必須校正：判定產(chǎn)品符合性之儀器。如：數(shù)字復(fù)用電表、電源供應(yīng)器、定時器、比重計、容量瓶、天平、卡尺、壓力表、溫度記錄器…等。內(nèi)校用之標準件。如：法碼、塊規(guī)，精密電表……等。新購買的儀器。 新購買的儀器在出廠前大都已校正過，但由于運輸安裝過程中，諸多未可預(yù)期因素的干擾，新儀器在精密度和準確度上也會受到影響。35整理課件ISO9001對量規(guī)儀器校正的要求QS9000對量規(guī)儀器校正的要求ISO14001對量規(guī)儀器校正的要求量規(guī)儀器管理作業(yè)常見缺失三、管理體系對量規(guī)儀器校正的要求36整理課件管理體系對量規(guī)儀器校正的要求ISO9001：2000條款7.6監(jiān)視和測量裝置的控制QS9000

除了ISO要求外還增加測量系統(tǒng)分析（4.11.4）ISO14001于4.5.1監(jiān)測和測量章節(jié)對檢（監(jiān)）測設(shè)備管理之要求37整理課件四、量規(guī)儀器管理常見缺失量規(guī)儀器超過校驗日期，尚未校正仍在現(xiàn)場使用，而管理者未做任何處置。執(zhí)行內(nèi)校的人員沒有經(jīng)過相關(guān)的訓(xùn)練。檢測設(shè)備內(nèi)校，但未建立校正指導(dǎo)書。校正沒有允收標準。標準件當(dāng)成免校件。自制的檢測設(shè)備，未建立校正標準（或因無法外校無適當(dāng)標準件，列為免校），與條文要求不符。38整理課件量規(guī)儀校管理管理系統(tǒng)的建立初期規(guī)劃文件建立39整理課件全面清查廠內(nèi)所有量測儀器依據(jù)儀器清查資料，統(tǒng)計下列有關(guān)資料儀器的種類、數(shù)量每種儀器的規(guī)格（量程、精密度、允收標準）確定儀器校正周期確定儀器的校正方式：內(nèi)校、外校、免校若有內(nèi)校，需建立相關(guān)內(nèi)校作業(yè)指導(dǎo)書及標準。初期規(guī)劃40整理課件購買儀器采購儀器時機工廠工作負荷增加。有新的測量需要。老舊儀器汰舊換新。確認采購需求必要性所需儀器之規(guī)格（量程/精密度）選擇適當(dāng)供貨商可靠性校驗及售后服務(wù)41整理課件人員選派條件：學(xué)歷專業(yè)部門訓(xùn)練方式：儀器制造廠商培訓(xùn)。參加外部訓(xùn)練。(邀請專家至本單位訓(xùn)練。培訓(xùn)人員42整理課件廠內(nèi)若有校正作業(yè)，其校正環(huán)境的監(jiān)控與維持，需注意下列幾點：校正實驗室環(huán)境之建立：對標準件性能之影響：溫度、濕度、氣壓、塵埃、電場、振動、地心引力等。對校正測試裝備之影響：電源電壓、電源頻率、溫度、電場等。對作業(yè)人員之影響：照明、噪音、溫度、塵埃等。環(huán)境的需求43整理課件環(huán)境的需求標準環(huán)境實驗室之等級區(qū)分：E級（EXCELLENT）：國家標準研究機構(gòu)同程度之精度。G級（GOOD）：嚴格要求精準度之標準實驗室。S級（STANDARD）：實用量測儀器校正實驗室。環(huán)境條件種類：A類：特別嚴格之環(huán)境條件限制。B類：次級嚴格之環(huán)境條件限制。C類：一般要求之環(huán)境條件限制。44整理課件儀器應(yīng)標示以利管制標示包含校正合格、免校及暫停使用等卷標。建立儀器資料應(yīng)包含儀器一覽表、儀器履歷表，必要時加以編號管理。明訂校正需求外校：須送國家認可機構(gòu)才有追溯性。內(nèi)校：須有合格之人員、校正指導(dǎo)書及標準件并有校正報告。免校：對產(chǎn)品質(zhì)量不會造成影響的儀器可列為免校。文件的建立－程序45整理課件制定校正周期可依據(jù)歷次校正報告之結(jié)果，加以統(tǒng)計分析而制定，例如連續(xù)三次合格則延長一半周期，但至多以二年為限，一旦不合格則回復(fù)調(diào)整前之周期。一般電量儀器為：半年，物理量儀器為一年。訂定年度校正計劃應(yīng)考量將儀器分開送校，避免無儀器可用的困擾。執(zhí)行校正：依儀器校正需求及校正周期執(zhí)行校正，儀器校正后應(yīng)判定是否合格文件的建立－程序46整理課件校正標識：依據(jù)校正結(jié)果判定，對每一儀器施予正確標識，一般有校正合格、暫停使用、禁止使用（不合格）或免校正標識。搬運、儲存管理：搬運應(yīng)注意防震，保存與儲藏應(yīng)注意環(huán)境條件，防止精度變差，并于使用時再做必要的功能測試。強調(diào)禁止儀器任意調(diào)整：一般在儀器校正后應(yīng)貼上封簽以防止不當(dāng)調(diào)整。文件的建立－程序47整理課件校正失效的處置：應(yīng)追溯過去測量的產(chǎn)品，加以評估，作成書面報告并有糾正措施（例如與該量規(guī)有關(guān)之檢驗測試紀錄、特采紀錄及客戶抱怨記錄等）。國內(nèi)無法校正的處置：自行校正或相互比對。但須有書面規(guī)定校正準則。文件的建立－程序48整理課件待校件使用標準件校正環(huán)境校正范圍校正步驟：又可分校正前、中、后文件的建立－指導(dǎo)書49整理課件判定標準，其內(nèi)容需求重點為：使用簡單易懂的句子表達。力求完整、正確并概括每一細節(jié)。盡可能使用或合并已建立的校正指導(dǎo)書。撰寫格式、標準、內(nèi)容、紙張大小等盡可能做到標準化。依需要適時對校正指導(dǎo)書加以修正及更新。文件的建立－指導(dǎo)書50整理課件主要表格與記錄有：監(jiān)測儀器一覽表。監(jiān)測儀器校正周期表。監(jiān)測儀器校正記錄監(jiān)測儀器維修保養(yǎng)記錄。文件的建立－表格與記錄51整理課件MSA簡介GR&R分析(計量值型)GO/NOGO分析(計數(shù)值型)P/T比率(Ratio)五、測量系統(tǒng)分析(MSA)52整理課件對一個測量系統(tǒng)進行評定的第一個步驟，是驗證系統(tǒng)是否在測量“正確的變量”。評定的第二個步驟，是要確定系統(tǒng)應(yīng)具備什么樣的統(tǒng)計特性才可以接受。（例如該測量系統(tǒng)是歸屬于計數(shù)型或者計量型）。MSA簡介53整理課件是所有測量系統(tǒng)必須具備的共同特性：測量系統(tǒng)必須處于統(tǒng)計控制中，這意味著測量系統(tǒng)中的變差只能是由于普通原因而不是由于特殊原因造成的。這可稱為統(tǒng)計穩(wěn)定性測量精度應(yīng)高于過程變差和公差帶兩者中精度較高者，一般來說，測量精度是過程變差和公差帶兩者中精度較高者的1/10測量系統(tǒng)的變差必須比制造過程的變差小變差應(yīng)小于公差帶。MSA簡介54整理課件測量系統(tǒng)分析的目的：確定測量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計特性。追查哪些是對測量系統(tǒng)有顯著影響的環(huán)境因素。驗證該系統(tǒng)若被認為是可接受時，是否持續(xù)具備恰當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計特性。MSA簡介55整理課件名詞定義重復(fù)性Repeatability：是指用同一量具，同一位作業(yè)者，當(dāng)多次測量相同零件的指定特性時所得的變異。再現(xiàn)性Reproducibility：是指不同作業(yè)者以相同的量具，測量相同產(chǎn)品的特性時，測量平均值的變異。量具：任何用來獲得測量結(jié)果的裝置；經(jīng)常用來特指有在車間的裝置，包括用來測量合格不合格的裝置。測量系統(tǒng)：用來對被測特性賦值的操作、程序、量具、設(shè)備、軟件以及操作人員的集合；用來獲得整個測量結(jié)果的過程。GR&R分析(計量值型)56整理課件作業(yè)步驟確定M名操作者A、B、C……，選定N個被測零件，按1、2、……，編號。被選定零件盡可能反映整個過程的變差。測取數(shù)據(jù)：A以隨機順序測取所有數(shù)據(jù)并記錄之，B、C在不知他人測量結(jié)果的前提下，以同樣方法測量各零件的數(shù)據(jù)并記錄之。再以隨機順序重復(fù)上述測量r次(如2~3次)57整理課件數(shù)據(jù)處理-極差計算58整理課件數(shù)據(jù)處理-均值計算59整理課件結(jié)果分析以下計算的變差均以99%的正態(tài)概率為基礎(chǔ)，即變差=5.15σ重復(fù)性60整理課件結(jié)果分析再現(xiàn)性61整理課件結(jié)果分析測量系統(tǒng)雙性（R&R）％（R&R）=100*（R&R/TV）TV：ToleranceValue公差62整理課件結(jié)果分析應(yīng)同時將EV、AV、R&R各值與公差帶寬度比較，得出各變差占公差帶的百分比%R&R可接受的條件是：數(shù)值<10%的誤差測量系統(tǒng)可接受10%<數(shù)值<30%的誤差測量系統(tǒng)可接受或不接受，決定于該測量系統(tǒng)之重要性、量具成本、修理所需費用等因素，可能是可接受的數(shù)值>30%的誤差測量系統(tǒng)不能接受，須予以改進。進行各種努力發(fā)現(xiàn)問題并改正，必要時更換量具或?qū)α烤咧匦?/p>