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給特定事物賦值，以表達(dá)它們?cè)谔囟ㄌ卣?大小、數(shù)量等)上的數(shù)量關(guān)系。)稱為測(cè)量。

什么是量測(cè)系統(tǒng)？

這個(gè)分配過程稱為測(cè)量過程。

分配的值稱為測(cè)量值或測(cè)量數(shù)據(jù)。

測(cè)量過程不僅與被測(cè)量的具體事物有關(guān)，還與所使用的測(cè)量設(shè)備和儀器、規(guī)定的操作規(guī)程、必要的輔助設(shè)備和軟件、合格的測(cè)量人員等因素有關(guān)。所有這些相關(guān)因素構(gòu)成了量測(cè)系統(tǒng)。

以上四個(gè)概念之間的關(guān)系可以用一句話來體現(xiàn):測(cè)量手段量測(cè)系統(tǒng)通過測(cè)量過程制造測(cè)量數(shù)據(jù)。

短語“制造測(cè)量數(shù)據(jù)”表示測(cè)量可以被視為“生產(chǎn)過程”。測(cè)量數(shù)據(jù)是制造的產(chǎn)品，過程和產(chǎn)品的質(zhì)量有規(guī)律地變化。

2.量測(cè)系統(tǒng)分析

量測(cè)系統(tǒng)由三家美國(guó)汽車公司聯(lián)合推出。評(píng)價(jià)量測(cè)系統(tǒng)的性能有六個(gè)基本指標(biāo)，即系統(tǒng)的分辨率、偏差、穩(wěn)定性、重復(fù)性、重現(xiàn)性和線性。

3.量測(cè)系統(tǒng)

分辨率是測(cè)量?jī)x器能有效分辨的最小指示差，是量測(cè)系統(tǒng)真實(shí)反映被測(cè)事物微小差異的能力。

對(duì)于刻度測(cè)量?jī)x器，分辨率被認(rèn)為是最小分辨率的一半。例如，水銀溫度計(jì)的最小分辨率為0.1℃，其分辨率被認(rèn)為是0.05℃。測(cè)量體溫時(shí)，實(shí)際體溫為36.51℃和36.52℃，兩者讀數(shù)為36.5℃，而36.56℃讀數(shù)為36.6℃，即四舍五入。有時(shí)可以使用放大鏡等工具來提高分辨率。

對(duì)于帶有數(shù)字顯示的測(cè)量?jī)x器，分辨率是最后一個(gè)數(shù)字的刻度。比如電子臺(tái)秤末端數(shù)字的刻度是“G”，所以分辨率是1g。

量測(cè)系統(tǒng)必須有足夠的分辨率，分辨率值不大于被測(cè)事件標(biāo)準(zhǔn)差的1/10。

量測(cè)系統(tǒng)的分辨率不足會(huì)影響過程控制的效果，導(dǎo)致錯(cuò)誤的過程失控。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說明這一方面。

什么是量測(cè)系統(tǒng)？

圖1

高分辨率情況。假設(shè)某君堅(jiān)持連續(xù)25天每天自測(cè)一次體溫(數(shù)據(jù)見表1)，并繪制控制圖對(duì)體溫變化進(jìn)行預(yù)警和控制。所用溫度計(jì)的最小刻度為0.1℃，分辨率為0.05℃。從上面的控制圖可以看出，控制圖沒有異常，體溫得到控制。

什么是量測(cè)系統(tǒng)？

低分辨率情況。現(xiàn)在假設(shè)這位先生使用的溫度計(jì)最小刻度為1℃，分辨率為0.5℃，此時(shí)得到的測(cè)量值是原始值的四舍五入。數(shù)據(jù)見表2，重繪控制圖(圖2)。兩張圖都有很多異常，當(dāng)然是分辨率不夠造成的假異常。仔細(xì)觀察控制圖，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)控制圖的控制上限和控制下限均小于1℃。分辨率為0.5℃，與要求分辨率值不超過被測(cè)物體標(biāo)準(zhǔn)偏差1/10的原則相差甚遠(yuǎn)。如此低分辨率測(cè)量的數(shù)據(jù)主要反映的是測(cè)量誤差，沒有實(shí)際意義。

什么是量測(cè)系統(tǒng)？

圖2

什么是量測(cè)系統(tǒng)？

4.量測(cè)系統(tǒng)

穩(wěn)定性是指測(cè)量?jī)x器保持其測(cè)量特性隨時(shí)間恒定的能力，可以用以下兩種方式定量表示:

測(cè)量特性變化特定量的時(shí)間；

測(cè)量特定時(shí)間段內(nèi)特性的變化。

穩(wěn)定性與量測(cè)系統(tǒng)的內(nèi)部特性有關(guān)。在考察系統(tǒng)的穩(wěn)定性時(shí)，一定要注意量測(cè)系統(tǒng)需要滿足的外部條件。比如有些量測(cè)系統(tǒng)對(duì)溫度敏感，需要預(yù)熱；有些量測(cè)系統(tǒng)對(duì)電磁波比較敏感，注意不要在儀器附近攜帶手機(jī)或其他電磁產(chǎn)品。

量測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性只能維持一段時(shí)間，然后應(yīng)該用更高水平的量測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行校正或修復(fù)。

如前所述，量測(cè)系統(tǒng)可以看作是制造數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程，其產(chǎn)品就是數(shù)據(jù)。量測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性可通過控制圖進(jìn)行監(jiān)控。具體操作如下:

1.制作常規(guī)控制圖。選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件或標(biāo)準(zhǔn)樣品，定期(1天、1周、1個(gè)月)重復(fù)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)樣品3-5次，收集25次測(cè)量數(shù)據(jù)后，繪制控制圖進(jìn)行分析(如均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖)。如果用于分析的控制圖被控制并轉(zhuǎn)換成控制圖。缺點(diǎn)是繪制控制圖分析時(shí)間長(zhǎng)，每次修正量測(cè)系統(tǒng)，都需要重新繪制控制圖。

2.有時(shí)由于測(cè)量成本、時(shí)間等因素，不適合制作常規(guī)控制圖。此時(shí)，可以以標(biāo)準(zhǔn)樣品的標(biāo)稱值為中心線，以儀器的最大允許誤差為公差極限，繪制預(yù)控圖。這種方法簡(jiǎn)單易行。