测量过程的实现和控制-课件.ppt

1、1测量过程控制测量过程控制中中启计量体系认证中心启计量体系认证中心江西江西分中心分中心主讲主讲 王玉林王玉林2目录目录第一章第一章 测量过程的策划测量过程的策划第二章第二章 测量过程的设计与确认测量过程的设计与确认第三章第三章 测量过程的实现测量过程的实现第四章第四章 测量过程的记录测量过程的记录第五章第五章 测量过程设计案例测量过程设计案例 第六章第六章 测量过程监视控制的目的和主要方法测量过程监视控制的目的和主要方法第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）3 测量过程是测量管理体系的组成部分，是体测量过程是测量管理体系的组成部分，是体系的主要管

2、理对象。测量过程的系的主要管理对象。测量过程的控制控制包括测量过包括测量过程的策划、设计、确认、实施和程的策划、设计、确认、实施和监控监控等等5 5项主要项主要的活动。测量过程的活动。测量过程控制控制流程图如下：流程图如下：过程策划过程策划（形成测量过程管理程序）（形成测量过程管理程序）过程设计过程设计（形成测量过程规范）（形成测量过程规范）过程有效性确认过程有效性确认过程实施过程实施过程监控过程监控过程记录过程记录4第一章 测量过程的策划一、一、策划的目的策划的目的 策划是实现测量过程策划是实现测量过程5项活动的首要步骤，其项活动的首要步骤，其目的是为了对测量过程实施有效管理，以确保测目的是

3、为了对测量过程实施有效管理，以确保测量结果满足规定的计量要求。量结果满足规定的计量要求。通过策划，以达到以下目标：通过策划，以达到以下目标：1、明确实现过程的各个阶段以及过程的组织管理明确实现过程的各个阶段以及过程的组织管理；2、明确测量过程规范的基本内容及、明确测量过程规范的基本内容及识别识别影响量；影响量；3、明确纳入体系的测量过程及其控制方法和程度。、明确纳入体系的测量过程及其控制方法和程度。5第一章 测量过程的策划二、过程策划流程二、过程策划流程 1、策划输入（测量目标、要求）、策划输入（测量目标、要求）2、确定测量过程的组成阶段、确定测量过程的组成阶段 3、确定过程的管理职责、确定过

4、程的管理职责 4、确定过程规范的要求、确定过程规范的要求 5、确定应识别和考虑的影响量、确定应识别和考虑的影响量 6、确定过程控制方法和控制程度、确定过程控制方法和控制程度 7、策划输出（测量过程管理程序、活动计、策划输出（测量过程管理程序、活动计划）划）6第一章 测量过程的策划三、三、策划的时机策划的时机 在以下两种情况下，需要开展测量过程策划：在以下两种情况下，需要开展测量过程策划：1、在初建测量管理体系时，需要对测量过程、在初建测量管理体系时，需要对测量过程进行总体策划。进行总体策划。1）通常在测量管理手册中规定测量过）通常在测量管理手册中规定测量过程的活动方法和责任部门。程的活动方法和

5、责任部门。2）在编制测量过程管理程序中，应规）在编制测量过程管理程序中，应规定策划活动的具体方法和步骤。定策划活动的具体方法和步骤。7第一章 测量过程的策划 2、测量管理体系运行过程中的策划、测量管理体系运行过程中的策划 当出现新产品、新项目、顾客的新要求或当出现新产品、新项目、顾客的新要求或特殊合同时，应再次对测量过程进行策划。特殊合同时，应再次对测量过程进行策划。策划的总体流程不变，但应针对特定产品策划的总体流程不变，但应针对特定产品或项目进行。或项目进行。策划的输出一般是策划的输出一般是*测量过程计划。测量过程计划。8第一章 测量过程的策划四、四、考虑影响测量过程的影响考虑影响测量过程的

6、影响要素要素 1、影响、影响要素要素 任何测量过程都会存在影响任何测量过程都会存在影响要素要素，不过，有的，不过，有的影响大、有的影响小；有的可以修正、有的不可影响大、有的影响小；有的可以修正、有的不可以修正；有的可以控制、有的以修正；有的可以控制、有的难难以控制。以控制。9第一章 测量过程的策划 2、识别影响、识别影响要素要素 影响测量结果准确、可靠的主要因素有：影响测量结果准确、可靠的主要因素有：测量设备及测量软件、测量方法、环境条件、测量设备及测量软件、测量方法、环境条件、测量人员、测量溯源性、抽样、样品处置等。测量人员、测量溯源性、抽样、样品处置等。在制定测量方法和程序、培训和考核人员

7、、选在制定测量方法和程序、培训和考核人员、选择和校准所使用的测量设备等时，应充分考虑这择和校准所使用的测量设备等时，应充分考虑这些因素。些因素。10第一章 测量过程的策划 3、对影响、对影响要素要素实施有效控制实施有效控制 对测量过程实施有效控制，其实质就是对测对测量过程实施有效控制，其实质就是对测量过程的影响量过程的影响要素要素实施有效控制。也就是将测量实施有效控制。也就是将测量过程的影响过程的影响量量控制在有效的范围内。控制在有效的范围内。对过程控制的方法可以从简单的测量设备验对过程控制的方法可以从简单的测量设备验证到复杂的应用测量过程统计控制方法等。证到复杂的应用测量过程统计控制方法等。

8、对于不同的测量过程，根据其影响对于不同的测量过程，根据其影响要素要素的复的复杂程度和测量过程本身的重要程度，采取适宜的杂程度和测量过程本身的重要程度，采取适宜的控制方法。控制方法。11第一章 测量过程的策划 3、对影响、对影响要素要素实施有效控制实施有效控制 对于复杂的测量过程，由于影响测量结果准对于复杂的测量过程，由于影响测量结果准确可靠的因素比较多，通常情况下不能够对单个确可靠的因素比较多，通常情况下不能够对单个影响因素实施单一的控制，而是采用核查标准和影响因素实施单一的控制，而是采用核查标准和统计控制方法对测量过程的测量不确定度、算术统计控制方法对测量过程的测量不确定度、算术平均值、最大

9、最小值的差值等，通过控制限进行平均值、最大最小值的差值等，通过控制限进行监视和控制，以达到有效控制的目的。监视和控制，以达到有效控制的目的。对测量过程中的影响因素的控制应在相应的对测量过程中的影响因素的控制应在相应的过程控制规范中明确，以确保控制活动的规范性、过程控制规范中明确，以确保控制活动的规范性、连续性和一致性。连续性和一致性。12第二章 测量过程的设计与确认一、一、过程设计与确认的流程过程设计与确认的流程1）设计输入（识别对测量的要求）设计输入（识别对测量的要求）2）将测量要求转化为计量要求将测量要求转化为计量要求 3）根据计量要求识别测量过程要素根据计量要求识别测量过程要素 4）设计

10、测量方法设计测量方法 5）进行测量不确定度评定进行测量不确定度评定 6）确定控制方法和控制限确定控制方法和控制限 7）形成测量过程方案形成测量过程方案 8）设计确认设计确认 9）设计输出（测量过程规范）设计输出（测量过程规范）13第二章 测量过程的设计与确认二、二、识别顾客、组织和法律法规对测量的要求识别顾客、组织和法律法规对测量的要求（设计输入）（设计输入）1 1、识别顾客要求识别顾客要求 顾客要求可以从顾客对产品的要求导出。产品顾客要求可以从顾客对产品的要求导出。产品要求一般反映在产品的标准、合同、招标书等文要求一般反映在产品的标准、合同、招标书等文件中。件中。为了保证产品的适用性，需要规

11、定产品的略干为了保证产品的适用性，需要规定产品的略干技术要求，如：外形尺寸、机械性能、理化特性技术要求，如：外形尺寸、机械性能、理化特性等。在编制产品标准时应执行等。在编制产品标准时应执行GB/T1.2-2002GB/T1.2-2002标标准化工作导则中的相关要求。准化工作导则中的相关要求。14第二章 测量过程的设计与确认 2 2、识别组织要求、识别组织要求 1 1）组织要求可能涉及在产品实现过程中所需）组织要求可能涉及在产品实现过程中所需要要监视和测量要求。例如：对原材料、工艺过要要监视和测量要求。例如：对原材料、工艺过程参数、半成品和最终产品的监视和程参数、半成品和最终产品的监视和检验检验

12、要求。要求。2 2）组织要求也可能涉及到对质量、经营、环）组织要求也可能涉及到对质量、经营、环境、能源、安全等管理所需要的测量要求。境、能源、安全等管理所需要的测量要求。3 3）组织要求一般反映在相应的设计文件、工）组织要求一般反映在相应的设计文件、工艺过程文件等中。艺过程文件等中。15第二章 测量过程的设计与确认 3 3、识别法律法规要求、识别法律法规要求 1 1）与产品相关的法律法规和技术规范（如：）与产品相关的法律法规和技术规范（如：涉及健康、安全、环保、能源或资源合理利用等涉及健康、安全、环保、能源或资源合理利用等法律法规）。法律法规）。2 2）有关质量的综合法律法规（如：产品质量）有

13、关质量的综合法律法规（如：产品质量法）。法）。3 3）有关计量的法律法规（如：计量法及相关）有关计量的法律法规（如：计量法及相关法规和规章）。法规和规章）。16第二章 测量过程的设计与确认三、三、将测量要求转化为计量要求将测量要求转化为计量要求 1 1、计量要求是指为了准确获得、表述和评定、计量要求是指为了准确获得、表述和评定产品的特性值的测量要求。计量要求一般可表述产品的特性值的测量要求。计量要求一般可表述为：最大允许误差、允许的测量不确定度、量为：最大允许误差、允许的测量不确定度、量程、稳定性、分辨率等。程、稳定性、分辨率等。2 2、组织可通过对测量要求或产品标准中给出、组织可通过对测量要

14、求或产品标准中给出的指标或参数的极限值和有效位数的分析，将测的指标或参数的极限值和有效位数的分析，将测量要求转化为计量要求。量要求转化为计量要求。3 3、测量过程的设计就是确保满足确定的计量、测量过程的设计就是确保满足确定的计量要求。要求。17第二章 测量过程的设计与确认四、四、根据计量要求设计测量过程根据计量要求设计测量过程 1 1、根据计量要求识别测量过程要素、根据计量要求识别测量过程要素和和控制限控制限 1 1）规定进行测量所需要的测量设备（包括测）规定进行测量所需要的测量设备（包括测量软件）以及测量过程对测量设备的计量要求。量软件）以及测量过程对测量设备的计量要求。2 2）规定所需要的

15、环境条件以及由于环境条件）规定所需要的环境条件以及由于环境条件变化所需要进行的修正。变化所需要进行的修正。3 3）规定测量方法、测量步骤和测量结果的报）规定测量方法、测量步骤和测量结果的报告方式。告方式。4 4）规定执行测量人员的资格和所要求的技）规定执行测量人员的资格和所要求的技能。能。18第二章 测量过程的设计与确认 2 2、根据过程要素确定测量过程的性能特性、根据过程要素确定测量过程的性能特性 1 1）为了确保满足计量要求，测量过程的性能）为了确保满足计量要求，测量过程的性能特性指标应优于计量要求的指标。特性指标应优于计量要求的指标。2 2）满足预期用途所要求的性能特性主要包）满足预期用

16、途所要求的性能特性主要包括：测量不确定度、最大允许误差、稳定性、重括：测量不确定度、最大允许误差、稳定性、重复性、复现性、操作者的技能水平以及对测量过复性、复现性、操作者的技能水平以及对测量过程可能重要的其他特性。程可能重要的其他特性。19第二章 测量过程的设计与确认 3 3、形成测量过程规范（方案）、形成测量过程规范（方案）规范应包括的内容：规范应包括的内容：1 1）测量的参数及）测量的参数及允许的允许的测量不确定度测量不确定度或或最大允差最大允差；2 2）测量频次；）测量频次；3 3）测量设备及标识（含测量软件）；）测量设备及标识（含测量软件）；4 4）测量程序（方法和步骤）；）测量程序（

17、方法和步骤）；5 5）环境条件；）环境条件；6 6）操作者能力；）操作者能力；7 7）其他影响测量结果可靠性的因素。）其他影响测量结果可靠性的因素。20第二章 测量过程的设计与确认五、五、测量过程不确定度评定的基本要求测量过程不确定度评定的基本要求 1 1）体系覆盖的每个测量过程都应评定测量不确）体系覆盖的每个测量过程都应评定测量不确定度；定度；2 2）对不确定度的分析和评定应在测量过程有效）对不确定度的分析和评定应在测量过程有效性确认前完成；性确认前完成；3 3）评定方法可参照）评定方法可参照JJF1059.1-2012JJF1059.1-2012测量不确测量不确定度评定与表示；定度评定与表

18、示；21第二章 测量过程的设计与确认 4 4）制定不确定度评定文件）制定不确定度评定文件，应识别所有已知的，应识别所有已知的不确定度来源。一般可规定一个通用的陈述，并不确定度来源。一般可规定一个通用的陈述，并附有每个独立的测量过程所特有的变量说明；附有每个独立的测量过程所特有的变量说明；5 5）评定测量结果的不确定度应考虑测量设备校）评定测量结果的不确定度应考虑测量设备校准时引入的不确定度；准时引入的不确定度；6 6）当某些不确定度分量比较小时，可以忽略不）当某些不确定度分量比较小时，可以忽略不计，但应说明理由并记录。计，但应说明理由并记录。22第二章 测量过程的设计与确认六、六、测量过程设计

19、的确认测量过程设计的确认 1 1、设计确认是指通过提供测量过程的设计能、设计确认是指通过提供测量过程的设计能够满足预期使用要求的客观证据（如测量过程的不够满足预期使用要求的客观证据（如测量过程的不确定度分析），对测量过程已经满足规定的预期要确定度分析），对测量过程已经满足规定的预期要求的确认活动。求的确认活动。2 2、确认时机：在完成测量过程不确定度评价、确认时机：在完成测量过程不确定度评价之后、测量过程投入使用之前进行设计确认。之后、测量过程投入使用之前进行设计确认。3 3、确认方法：、确认方法：1 1）与其他已经确认测量过程的结果进行比）与其他已经确认测量过程的结果进行比较；较；23第二章

20、 测量过程的设计与确认 2 2）与其他测量方法的结果进行比较；）与其他测量方法的结果进行比较；3 3）通过对测量过程的性能特性进行连续分）通过对测量过程的性能特性进行连续分析。析。4 4、确认的参加人员、确认的参加人员 应有已明确预期使用要求的过程设计和使用人应有已明确预期使用要求的过程设计和使用人员参加。如果顾客有要求，则应有顾客代表参加。员参加。如果顾客有要求，则应有顾客代表参加。5 5、确认结果记录和后续跟踪措施、确认结果记录和后续跟踪措施 1 1）确认结果应形成确认报告；）确认结果应形成确认报告；2 2）确认中如果发现问题，应采取相应措施，）确认中如果发现问题，应采取相应措施，并有记录

21、。并有记录。24第三章第三章 测量过程的实现测量过程的实现 测量过程应按照经过有效性确认的测量过程规测量过程应按照经过有效性确认的测量过程规范进行，并在满足规定的计量要求而设计的受控条范进行，并在满足规定的计量要求而设计的受控条件下实现，受控条件包括：件下实现，受控条件包括：1 1、使用经确认合格的测量设备。、使用经确认合格的测量设备。包括：有合格的状态标识；在规定的确认间隔包括：有合格的状态标识；在规定的确认间隔之内；封印或保护装置完好；功能正常、无误操作之内；封印或保护装置完好；功能正常、无误操作或损坏等。或损坏等。2 2、使用经确认的测量过程规范。、使用经确认的测量过程规范。为经批准的正

22、式文件，有明显文件标识且为现为经批准的正式文件，有明显文件标识且为现行有效版本。行有效版本。25第三章 测量过程的实现 3 3、可获得所要求的信息资料。、可获得所要求的信息资料。1 1）与计量确认状态有关的信息，包括任何限）与计量确认状态有关的信息，包括任何限制使用和特定要求。制使用和特定要求。2 2）与环境要求有关的信息，包括任何因环境）与环境要求有关的信息，包括任何因环境条件变化而需要进行的修正。条件变化而需要进行的修正。3 3）与测量操作有关的技术资料、使用说明书）与测量操作有关的技术资料、使用说明书等。等。26第三章 测量过程的实现 4 4、保持所要求的环境条件、保持所要求的环境条件

23、1 1）环境条件应符合规范规定的要求。）环境条件应符合规范规定的要求。2 2）测量过程规范有要求时，应监视和记录环）测量过程规范有要求时，应监视和记录环境条件变化，或对测量结果进行修正。境条件变化，或对测量结果进行修正。5 5、使用具备能力的测量操作人员、使用具备能力的测量操作人员 1 1）操作人员应通过培训，具备相应的知识和）操作人员应通过培训，具备相应的知识和技能，并经考核被批准后上岗。技能，并经考核被批准后上岗。2 2）操作人员应严格按照测量过程规范的规定）操作人员应严格按照测量过程规范的规定实施测量。实施测量。27第三章 测量过程的实现 6 6、合适的结果报告方式、合适的结果报告方式（

24、测量过程记录）测量过程记录）具体要求包括：具体要求包括：1 1）报告的格式应符合相应测量规范规定的要）报告的格式应符合相应测量规范规定的要求。求。2 2）报告的内容应全面、准确、客观。）报告的内容应全面、准确、客观。3 3）报告应在测量工作中完成。）报告应在测量工作中完成。4 4）只有经授权的人员才能允许产生、修改和）只有经授权的人员才能允许产生、修改和出具报告。出具报告。28第三章 测量过程的实现 7 7、按规定实施监视、按规定实施监视 监视的目的是为了确保测量过程能够在上述规监视的目的是为了确保测量过程能够在上述规定的条件下进行。监视的要求主要有：定的条件下进行。监视的要求主要有：1 1）

25、应按相关程序文件和确定的间隔进行；）应按相关程序文件和确定的间隔进行；2 2）监视文件应包括确定监视所用的方法；）监视文件应包括确定监视所用的方法；3 3）监视技术应能提供防止偏离要求的机制，）监视技术应能提供防止偏离要求的机制，并与不符合规定要求所产生的风险相匹配；并与不符合规定要求所产生的风险相匹配；4 4）监视的结果和采取的纠正措施应形成记）监视的结果和采取的纠正措施应形成记录，以证实测量过程持续满足相关文件要求。录，以证实测量过程持续满足相关文件要求。29第四章 测量过程的记录 一、记录的重要性一、记录的重要性 测量过程记录是证明测量过程和测量结果符合测量过程记录是证明测量过程和测量结

26、果符合顾客、组织和法律法规要求的客观证据，是测量管顾客、组织和法律法规要求的客观证据，是测量管理体系符合标准和质量目标要求并有效运行的客观理体系符合标准和质量目标要求并有效运行的客观证据，也是第一、二、三方审核的重点内容。证据，也是第一、二、三方审核的重点内容。测量过程应形成完整、准确和真实的过程记测量过程应形成完整、准确和真实的过程记录，录，并并按规定要求予以保存。按规定要求予以保存。过程记录不过程记录不仅仅仅仅是指测量结果的记录。是指测量结果的记录。30第四章 测量过程的记录 二、过程记录的内容二、过程记录的内容 按按ISO10012ISO10012中中7.2.47.2.4要求，记录内容包

27、括：要求，记录内容包括：1 1）实施的测量过程的完整的表）实施的测量过程的完整的表述述。包括所用。包括所用的全部要素（如操作者、测量设备或核查标准）和的全部要素（如操作者、测量设备或核查标准）和相关的操作条件；相关的操作条件；2 2）从测量过程控制获得的有关数据，包括有）从测量过程控制获得的有关数据，包括有关测量不确定度信息；关测量不确定度信息；3 3）根据过程控制数据）根据过程控制数据的结果的结果而采取的措施；而采取的措施；4 4）进行测量过程控制活动的日期；）进行测量过程控制活动的日期；31第四章 测量过程的记录 5 5）有关测量过程验证文件的标识；）有关测量过程验证文件的标识；6 6）负

28、责提供记录信息的人员标识；）负责提供记录信息的人员标识；7 7）人员的能力（包括要求的和实际具备的能）人员的能力（包括要求的和实际具备的能力）；力）；因此，测量过程记录包括：因此，测量过程记录包括：n 实施测量过程管理的记录实施测量过程管理的记录7.2.4 17.2.4 1）、）、5 5）；）；n 测量过程控制记录测量过程控制记录7.2.4 27.2.4 2）、）、3 3）、）、4 4）；）；n 有关提供记录信息的人员和测量人员能力的记有关提供记录信息的人员和测量人员能力的记录录7.2.4 67.2.4 6）、）、7 7）。）。32第四章 测量过程的记录三、过程记录的管理三、过程记录的管理 记

29、录管理包括：记录管理包括：1 1）只有被授权的人员才允许产生、修改、出）只有被授权的人员才允许产生、修改、出具和删除这些记录；具和删除这些记录；2 2）应按记录管理程序规定，管理过程记录的）应按记录管理程序规定，管理过程记录的标识、储存、保护、检索和处理；标识、储存、保护、检索和处理；3 3）按规定的期限保存过程记录。应根据顾）按规定的期限保存过程记录。应根据顾客、法律法规的要求以及组织自身管理的需要合理客、法律法规的要求以及组织自身管理的需要合理确定记录的保存期限。确定记录的保存期限。33第五章 测量过程设计案例 测量过程设计就是对测量方法、测量设备、人员操作技能、测量环境条件等测量过程要素

30、的选择。过程设计的基础是误差理论和数据处理原则。一、测量方法准确度分析 确定某个测量方法能否满足对测量所提出的计量要求，常常需要分析该测量过程的测量不确定度或准确度。测量过程的不确定度或准确度的分析方法通常有综合实验分析法和分项误差分析综合法两种。34第五章 测量过程设计案例 1、综合实验分析法 该方法就是对所研究的测量过程使用的测量方法及其相应的测量装置,在规定的环境条件下，应用适当准确度的标准器的量值，在测量装置上对标准器的量值进行重复性测量，按A类不确定度分量进行数据处理，以确定该被测结果的不确定度。2、分项误差分析综合法 该方法对可能产生测量误差来源的各因素，逐项进行分析，然后选择其中

31、主要的项目，按照误差的不同类型和不同规律综合成测量的不确定度。35第五章 测量过程设计案例举例：使用卧式光学计和四等量块，测量直径为100mm的塞规。分析此测量过程的综合极限误差。1、测量方法 使用直接测量中的比较测量法。影响测量准确度的因素有：1）测量设备（光学计、量块）；2）环境温度（不同材料的膨胀系数不一样）3）接触测量产生的压力使被测物变形。36第五章 测量过程设计案例 1、分项误差分析 1）测量设备的极限误差 由光学计说明书上可查得：仪=0.3m 由量块检定规程上可查得：块=0.6m 2）因温度偏差而产生的极限误差 根据测量规范要求室温对20的偏差为3，由于量块的线膨胀系数1与塞规的

32、2不一样，当温度有偏差时，产生的极限误差温为：37第五章 测量过程设计案例 温=L（21）（t2-t0）+1(t2-t1)式中：L=100mm（被测物长度）、t0=20，1、2和t2、t1分别为量块和塞规的线膨胀系数及温度。且t2-t1=0、t2-t0=3 由材料手册上可查得：21=210-6 则可得：温=0.6m 3）受压变形造成的极限误差 在比较测量中，量块和塞规受力相同，假设变形也相同，则该误差分项为零。38第五章 测量过程设计案例 3、综合上述各项误差，可得用此测量方法的综合极限误差为：综=（仪2+块2+温2）=0.9m 二、确定误差分配方案 在进行一项测量工作前，需要按任务和准确度要

33、求选择测量方案，并确定该方案中的误差来源和分配到每项误差允许值的大小。误差分配就是在总误差一定的情况下各个分项误差的分配问题。误差分配的步骤为：39第五章 测量过程设计案例 1、首先按相等影响原则分配误差 若共有n个误差项，总误差为 则，每个误差项可分配到/n 2、按实际情况进行适当调整 由于测量的技术水平和经济条件等限制，平均分配误差，有的容易达到，有的难于实现。因此，在保证总误差不变的情况下，对容易达到误差要求的可适当提高要求，对难于实现误差要求的可适当降低要求。40第五章 测量过程设计案例 例：某电能测量过程中被测量f与电压V、电流I和时间t有关，如果要求被测量的误差极限（按相对量表示）

34、为=510-3，应如何分配电压、电流和时间的误差？1）平均分配：V=I=t=/3=1.610-3 对于电流测量，误差难以保证1.610-3 而对于时间测量，容易实现。2）调整：I=410-3 t=110-5 V=110-441第五章 测量过程设计案例三、测量设备的选择 测量设备应根据被测对象要求的准确度和测量设备本身的准确度进行选择。所选用的测量设备的最大允许误差应小于被测对象要求的误差极限。例：通过测量圆柱体的半径r和高度h来测量圆柱体的体积V。如果要求V的相对误差不大于1%，应选择什么样的计量器具来测量r和h？假设r=10mm，h=50mm42第五章 测量过程设计案例圆柱体体积公式为：V=

35、r2h，此为非线性方程，先两边取对数，化为线性方程：V=+2r+h两边求导，得：dV=(2V/r)dr+(V/h)dh设V、r、h的极限误差分别为V、r、h，按误差合成原则：V2=(2V/r)r2+(V/h)h2假设按相等原则分配误差，即 (2V/r)r2=(V/h)h243第五章 测量过程设计案例带入后得：V2=2(2V/r)r2 或V2=2(V/h)h2要求V/V1%即V/V=(2/r)r1%r1%r/2 =0.035mm同理可计算出h1%h/=0.35mm 根据检定规程规定的测量设备的最大允许误差，可选择量程为25mm的二级千分尺（0.012mm）测量圆柱体的半径r；选择量程100mm分

36、度值为0.1mm的卡尺（0.15mm）测量圆柱体的高度h。22244第五章 测量过程设计案例四、确定必需的测量次数 测量次数过多，浪费人力和物力；过少，可能造成较大偶然误差。如果已知测量列的标准偏差为s，根据要求的测量结果标准偏差sn可计算出最少重复测量次数n。n=s2/sn2 例如：已知电压测量的测量列标准偏差为s=1mV，要求测量结果的标准差为sn=0.5mV 则最少测量次数n=12/0.52=445第六章第六章 监视控制的目的和主要方法监视控制的目的和主要方法一、一、监控的目的监控的目的 虽然在设计测量过程时已对测量过程的各项要素虽然在设计测量过程时已对测量过程的各项要素进行了分析和控制

37、，但是在实际测量过程中对要素进行了分析和控制，但是在实际测量过程中对要素的控制总会出现一些偏离，从而使测量结果失准。的控制总会出现一些偏离，从而使测量结果失准。为了充分保证测量过程是在要求的不确定度限值为了充分保证测量过程是在要求的不确定度限值之内进行，以防止出现错误的测量结果，而且通过之内进行，以防止出现错误的测量结果，而且通过实施监视和控制能够确保迅速地检测出存在的问题实施监视和控制能够确保迅速地检测出存在的问题和及时地采取纠正措施和及时地采取纠正措施。46第六章第六章 监视控制的目的和主要方法监视控制的目的和主要方法二、二、监控的监控的主要方法主要方法 1 1、简单的监控方法、简单的监控

38、方法 1 1）利用相同的方法进行重复性测量）利用相同的方法进行重复性测量；2 2）使用不同的方法或不同的测量设备来重复测量）使用不同的方法或不同的测量设备来重复测量；3)3)分析同一样品的不同特性结果的相关性分析同一样品的不同特性结果的相关性；4 4）对测量过程进行期间核查）对测量过程进行期间核查；5 5）对测量人员的工作实施监督检查）对测量人员的工作实施监督检查；6 6）如果环境条件影响明显，可开展对环境条件监测。）如果环境条件影响明显，可开展对环境条件监测。47第六章第六章 监视控制的目的和主要方法监视控制的目的和主要方法二、二、监控的监控的主要方法主要方法 2 2、复杂的监控方法、复杂的

39、监控方法 对于重要的、关键的测量过程应采用复杂的对于重要的、关键的测量过程应采用复杂的监控方法。监控方法。此时应利用核查标准以及控制图，采用统计此时应利用核查标准以及控制图，采用统计技术，对测量过程的技术，对测量过程的关键关键要素按规定的程序和时要素按规定的程序和时间间隔，进行测量过程控制，测量数据应在控制间间隔，进行测量过程控制，测量数据应在控制限之内。限之内。48第六章第六章 监视控制的目的和主要方法监视控制的目的和主要方法三三、监控的原则、监控的原则 1 1、无论是简单或复杂的测量过程，都应制定有监无论是简单或复杂的测量过程，都应制定有监控程序文件，并按规定的程序和时间间隔进行。控程序文

40、件，并按规定的程序和时间间隔进行。2 2、控制方法和控制限的选择要与不符合规定要求、控制方法和控制限的选择要与不符合规定要求时引起的风险相称。时引起的风险相称。3 3、监控的结果和采取的纠正措施应形成记录，以、监控的结果和采取的纠正措施应形成记录，以证明测量过程持续地满足规定的要求。证明测量过程持续地满足规定的要求。49第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）一、核查标准的概念一、核查标准的概念 1 1、核查标准定义：、核查标准定义：为了对某个测量过程进行控制，通过对该过程的为了对某个测量过程进行控制，通过对该过程的测量来收集数据所使用的测量设备、

41、产品或其它物体测量来收集数据所使用的测量设备、产品或其它物体 因此核查标准的功能是用于对测量过程实施有效因此核查标准的功能是用于对测量过程实施有效控制，目的是为了确保测量工作的正确进行。控制，目的是为了确保测量工作的正确进行。50第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）2 2、核查标准对测量过程控制的基本原理、核查标准对测量过程控制的基本原理 核查标准是与通过受控测量过程进行测量的被测核查标准是与通过受控测量过程进行测量的被测物相似的某种装置。测量过程对核查标准的响应完全物相似的某种装置。测量过程对核查标准的响应完全类似于被测对象的类似于被测对象的

42、响应响应。用核查标准不断地监测受控。用核查标准不断地监测受控的测量过程，将核查的数据建成数据库，并采用控制的测量过程，将核查的数据建成数据库，并采用控制图来分析和检验测量过程是否受控。如果出现超过了图来分析和检验测量过程是否受控。如果出现超过了规定的控制范围，则应对过程采取相应的纠正措施，规定的控制范围，则应对过程采取相应的纠正措施，直至返回到控制范围内。直至返回到控制范围内。51 3 3、应用核查标准控制的优点、应用核查标准控制的优点 1 1）及时发现测量过程的变化并进行实时控制）及时发现测量过程的变化并进行实时控制；2 2）可以反映测量结果的总体不确定度。）可以反映测量结果的总体不确定度。

43、过程控制的优越性是以多次、连续的核查为代价过程控制的优越性是以多次、连续的核查为代价的。因此，过程控制的方法和控制限选择的原则取决的。因此，过程控制的方法和控制限选择的原则取决于适宜性、经济性、风险与成本的比较等因素。于适宜性、经济性、风险与成本的比较等因素。第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）52二、核查标准的应用方法二、核查标准的应用方法 1 1、应用核查标准实施过程控制的、应用核查标准实施过程控制的步骤步骤 1 1）输入：受控测量过程需要控制的量和控制限；）输入：受控测量过程需要控制的量和控制限；2 2）选择核查装置；）选择核查装置；3

44、3）选择核查方案；）选择核查方案；4 4）选择控制图；）选择控制图；5 5）确定过程参数；）确定过程参数；6 6）实施过程控制；）实施过程控制；7 7）必要时采取纠正措施；）必要时采取纠正措施；8 8）输出：受控测量过程满足规定的计量要求。）输出：受控测量过程满足规定的计量要求。第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）53第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）2 2、选择核查标准、选择核查标准 1 1）选择的原则）选择的原则 a.a.核查标准应根据受控过程中需要控制的量的计核查标准应根据受控过程中需要

45、控制的量的计量要求来选取。核查标准所体现的量及其量程应与过量要求来选取。核查标准所体现的量及其量程应与过程所测的量一致。程所测的量一致。b.b.核查标准必须具有良好的稳定性和分辨率。核查标准必须具有良好的稳定性和分辨率。2 2）溯源要求）溯源要求 核查标准应通过独立于受控测量过程的另一个过核查标准应通过独立于受控测量过程的另一个过程来测量或校准。程来测量或校准。54第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）3 3、选择核查方案、选择核查方案 1 1）选择的原则）选择的原则 a.a.核查方案应能对测量过程所得数据进行全面监核查方案应能对测量过程所得数据

46、进行全面监测和分析。测和分析。b.b.应考虑使影响测量过程变化的各种随机因素都应考虑使影响测量过程变化的各种随机因素都有机会表现出来。有机会表现出来。c.c.应考虑以比较少的核查工作量获得最多信息量应考虑以比较少的核查工作量获得最多信息量，以尽量降低核查的成本。，以尽量降低核查的成本。55第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）2 2）方案的要求）方案的要求 a.a.根据测量过程的特点建立测量数学模型，明确根据测量过程的特点建立测量数学模型，明确数据处理和统计分析方法，建立核查数据库。数据处理和统计分析方法，建立核查数据库。b.b.核查方案应形成程

47、序文件或作业指导书。内容核查方案应形成程序文件或作业指导书。内容应包括：测量原理方框图、测量数学模型、测量不确应包括：测量原理方框图、测量数学模型、测量不确定度评定、核查方法、核查间隔以及相关的技术规范定度评定、核查方法、核查间隔以及相关的技术规范或技术标准等。或技术标准等。56第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）4 4、确定控制图、确定控制图 1 1）控制图的作用）控制图的作用 控制图是对过程质量加以测定、记录并进行极值控制图是对过程质量加以测定、记录并进行极值管理的一种用统计方法设计的图。其主要作用是监视管理的一种用统计方法设计的图。其主要

48、作用是监视测量数据是否受控，发现失控原因和修正过程参数。测量数据是否受控，发现失控原因和修正过程参数。2 2）控制图的类型）控制图的类型 a.a.均值控制图均值控制图 用于观察测量结果的平均值的变化情况，可发现用于观察测量结果的平均值的变化情况，可发现系统误差。一般每组的测量次数为系统误差。一般每组的测量次数为3 3至至5 5次。次。57第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）b.b.极差控制图极差控制图 极差即为每组测量值的最大值与最小值的差。用极差即为每组测量值的最大值与最小值的差。用于观察测量结果的分散情况（波动情况），适用于观于观察测量结果

49、的分散情况（波动情况），适用于观察次数较少时察次数较少时。c.c.标准偏差控制图标准偏差控制图 用于观察测量过程随机误差的分散情况。适用于用于观察测量过程随机误差的分散情况。适用于观察次数较多时（大于观察次数较多时（大于1010次）次）。58第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）d.d.组合控制图组合控制图n均值均值-极差控制图：极差控制图：用于观察平均值的变化和测量结果的分散性；用于观察平均值的变化和测量结果的分散性；n均值均值-标准偏差控制图：标准偏差控制图：用于观察测量过程随机误差的分散情况。用于观察测量过程随机误差的分散情况。59第七章第

50、七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查标准和控制图）3 3）控制图的应用方法）控制图的应用方法 （1 1）确定控制限）确定控制限 控制限是判断测量过程是否存在异常原因的准则控制限是判断测量过程是否存在异常原因的准则一般情况下，上下控制限与中心线相距一般情况下，上下控制限与中心线相距3 3倍标准差。倍标准差。（2 2）绘制控制图）绘制控制图 以纵坐标为核查值，以横坐标为时间，用虚线表以纵坐标为核查值，以横坐标为时间，用虚线表示控制限，以实线表示测量观察的基线。示控制限，以实线表示测量观察的基线。60第七章第七章 测量过程监控案例（核查标准和控制图）测量过程监控案例（核查