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測量控制體系和測量誤差、不確定度的基本知識

一、內容提要：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：測量設備計量確認、測量誤差、測量不確定度、系統誤差和隨機誤差、標準不確定度和合成標準不確定度的概念。

三、大綱要求：

1、掌握測量設備計量確認的概念

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，是指為實現測量過程的連續控制和計量確認所需的一組相關的或相互作用的要素。

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

為保證測量控制體系滿足規定的計量要求，所有測量設備都須經過計量確認，而且測量過程應受控。因此，測量控制體系由兩部分組成：(1)測量設備的計量確認;(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

B.檢定

C.檢查

D.應用統計技術對測量過程的變異做出評價。

答案：ABD

(二)測量設備的計量確認

計量確認是指為確保測量設備滿足預期使用要求而進行的一組操作。所有的測量設備必須滿足規定的計量要求，即必須經過確認，并在受控條件下使用，才能保證測量結果的有效性。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的測量設備也許不能用于其他的測量過程。

圖5.6—2所示的是測量設備計量確認過程的流程圖。

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

顧客計量要求是指顧客根據相應的生產過程所規定的測量要求，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生的風險，及其對相關產品質量的影響。顧客計量要求通常用最大允許誤差、測量不確定度等技術指標來表述。

顧客計量要求一旦確定之后，就可據此選擇合適的測量設備，或將已有測量設備的特性與之相比較，以確認測量設備是否滿足這些要求。

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

校準證書或校準報告中非常重要的信息之一，是關于校準結果測量不確定度的說明，它將用于使用該設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，不僅取決于測量設備本身，也取決于環境條件、測量程序等，有時還與觀測者的技能和經驗有關。為此，在選擇測量設備時，關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。

舉例說明測量設備計量確認的一般程序:

使用要求→確定測量設備特性要求→選定測量設備→校準→調整→再校準→確認滿足要求→交付使用

例題:

計量確認過程的輸入有( )

A. 顧客計量要求

B.測量過程

C.測量設備

D.測量設備特性;

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、穩定性、重復性、再現性等等。

應按規定的程序和時間間隔監控測量過程的實施，以確保能夠及時發現測量過程中出現的問題，并迅速采取改進措施，避免偏離預期的要求。

測量過程的失控，例如由于核查標準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、后續檢驗、實驗室間比對、內部審核、顧客反饋等，特別是統計分析技術在測量控制體系中的應用起著非常重要的作用。

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（責任編輯：中大編輯）

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