测量系统分析基础知识经典

测量系统学知识介绍测量系统(也称为测量学)是工程学和科学研究中的一个重要领域。

它涉及测量、观测和评估物理量和现象的过程和方法。

测量系统的使用广泛，几乎在所有科学和工程领域都会涉及到测量。

本文将介绍测量系统的一些基本知识和相关概念。

测量系统的基本组成部分测量系统由以下几个基本组成部分组成：1.传感器或测量仪器：用于测量和捕捉物理量的设备或工具。

传感器可以是简单的温度计或压力传感器，也可以是复杂的摄像机、声音录制设备等。

2.校准设备：用于校准传感器或测量仪器，使其能够提供准确和可靠的测量结果。

校准设备可用于消除传感器误差、确定其灵敏度和线性度等。

3.数据采集系统：用于收集和记录传感器或测量仪器生成的数据。

数据采集系统可以是基础的数据记录器，也可以是复杂的计算机系统。

4.数据处理和分析工具：用于处理和分析收集到的数据，以提取有关所测量物理量的有用信息。

这些工具可以是简单的电子计算器，也可以是复杂的统计软件和数学模型。

测量误差和精度在测量系统中，测量误差是一个重要的概念。

测量误差指的是测量结果与真实值之间的差异。

由于各种因素，如传感器的不准确性、环境条件的变化等，测量结果很难完全准确。

因此，测量误差是无法避免的。

为了评估测量系统的准确性和可靠性，需要考虑以下几个指标：1.精度：精度指的是测量结果的接近真实值的程度。

精度可以通过校准设备进行检验和调整。

2.重复性：重复性指的是在相同条件下进行多次测量时产生的结果的一致性。

重复性好的测量系统会产生接近的结果。

3.稳定性：稳定性指的是测量系统在长时间内保持测量结果的一致性和准确性的能力。

稳定性好的测量系统能够在不同环境条件下产生相似的测量结果。

4.线性度：线性度指的是测量系统对输入信号的线性响应能力。

线性度好的测量系统对不同范围的输入信号能够保持一致的响应。

测量单位和尺度在测量中，选择合适的测量单位和尺度是非常重要的。

测量单位是用来表示物理量的大小的标准。

不同的物理量有不同的单位，例如长度的单位可以是米（m），时间的单位可以是秒（s）。

第一章通用测量系统指南MSA目的：选择各种方法来评定测量系统的质量．．．．．．．．．。

活动：测量、分析、校正适用范围：用于对每一零件能重复读数的测量系统。

测量和测量过程：1)赋值给具体事物以表示它们之间关于特殊特性的关系；2)赋值过程定义为测量过程；3)赋予的值定义为测量值；4)测量过程看成一个制造过程，它产生数字（数据）作为输出。

量具：任何用来获得测量结果的装置；经常用来特指在车间的装置；包括用来测量合格／不合格的装置。

测量系统：用来对被测特性赋值的操作、程序、量具、设备、软件、以及操作人员的集合；用来获得测量结果的整个过程。

测量变差：●多次测量结果变异程度；●常用σm表示；●也可用测量过程过程变差R&R表示。

注：a.测量过程（数据）服从正态分布；b.R&R=5.15σm表征测量数据的质量最通用的统计特性是偏倚和方差。

所谓偏倚特性，是指数据相对标准值的位置，而所谓方差的特性，是指数据的分布。

测量系统质量特性：●测量成本；●测量的容易程度；●最重要的是测量系统的统计特性。

常用统计特性：●重复性（针对同一人，反映量具本身情况）●再现性（针对不同人，反映测量方法情况）●稳定性●偏倚●线性（针对不同尺寸的研究）注：对不同的测量系统可能需要有不同的统计特性（相对于顾客的要求）。

测量系统对其统计特性的基本要求：●测量系统必须处于统计控制中；●测量系统的变异必须比制造过程的变异小；●变异应小于公差带；●测量精度应高于过程变异和公差带两者中精度较高者（十分之一）；●测量系统统计特性随被测项目的改变而变化时，其最大的变差应小于过程变差和公差带中的较小者。

评价测量系统的三个问题：●有足够的分辨力；（根据产品特性的需要）●一定时间内统计上保持一致（稳定性）；●在预期范围（被测项目）内一致可用于过程分析或过程控制。

●这些问题的确定同过程的变差联系起来是很有意义的。

长期存在的把测量误差只作为公差范围百分率来报告的传统，是不适应汽车行业的发展的。

量测系统分析(MSA)名目第1章量测系统介绍1.1 概述、目的、术语11.2 量测系统之统计特性21.3 量测系统的标准31.4 量测系统的通那么31.5 选择/制定检定方法3第2章量测系统之评价2.1概述5鉴不力5量测系统变异的类型7量测系统分析8再现性8再生性9零性间变异10偏性10稳定性11线性13范例讲明15量测系统研究之预备20计量值量测系统之研究21稳定性之准那么21偏性之准那么21独立取样法212图表法22分析23再现性与再生性之准那么23全距法23平均值与全距法23执行研究24图表分析26计算及研究34变异数分析法38量具绩效曲曲折折曲曲折折折折线43计数值量具研究47短期法47长期法48第3章附录标准常态分配表52常数表54如何适当的选用量测系统分析流程55表格56量测系统分析版(MeasurementSystemAnalysis)第1章量测系统介绍1.1概述、目的、术语概述我们明白，一个制程的状况必须经由量测来猎取相关信息，因此量测数据将会决定制程是否应被调整，要是统计结果，制程超出管制界限，即制程能力缺乏时，那么须对制程作某些调整，否那么，制程将会在无调节的状态下运作。

量测数据的另一用途是能够检视二个或更多变异彼此之间是否存在某种关系性，如塑料件的尺寸将与进料温度有关。

因此，量测数据的品质关于制程分析结果占有相当重要的因素，为了确保分析结果不致对制程误判，就必须重视数据的品质。

量测数据品质与制程是否在稳定状况下所获得的多种量测有关，假设在稳定状况下所获得某一特性的量测数据，其结果〞近似于〞该特性的标准值，那么数据品质可谓〞高〞；假设某些或全部数据偏离标准值甚远，那么数据品质可谓〞低〞。

常用于表示数据品质上下的统计特性有偏差与方差，所谓偏差是指量测数据平均值与标准值之差异；所谓方差那么是指量测数据本身之间差异。

要是数据品质是不可同意，那么必须加以革新，然而这经常应革新量测系统本身，而非革新数据。

测量系统分析基础测量系统在各个领域中扮演着至关重要的角色。

从制造业到科学研究，准确的测量数据是决策制定和质量保证的基础。

然而，测量系统也存在着一定的误差和不确定性，这就需要我们对测量系统进行基础分析，以便评估和优化其性能。

在本文中，我们将探讨测量系统分析的基础知识和方法。

一、测量系统误差分析测量系统的误差可以分为系统误差和随机误差两部分。

系统误差是由于测量系统本身的固有偏差引起的，而随机误差则是由于各种随机因素造成的。

我们可以通过以下方法对测量系统的误差进行分析：1. 校准和调试：定期对测量仪器进行校准和调试是确保测量系统准确性的关键步骤。

通过与已知准确值进行比较，我们可以评估测量系统的偏差并做出相应的调整。

2. 重复测量：进行多次重复测量可以帮助我们评估随机误差的大小。

通过计算测量结果的平均值和标准偏差，我们可以确定测量系统的稳定性和重复性。

3. 系统误差分析：系统误差通常由于仪器仪表的不准确或操作过程中的偏差引起。

我们可以通过改进或更换仪器、改进操作流程等方式来减小系统误差。

二、测量系统评估指标为了评估测量系统的性能，我们需要使用一些指标。

以下是几个常见的测量系统评估指标：1. 精度（Accuracy）：精度指标衡量了测量结果与真实值之间的偏离程度。

通常使用绝对误差或相对误差来表示精度，绝对误差是指测量值与真实值之间的差距，而相对误差是指绝对误差与真实值的比值。

2. 稳定性（Stability）：稳定性指标反映了测量系统在长时间使用过程中的性能是否保持稳定。

我们可以通过观察重复测量结果的变化情况来评估测量系统的稳定性。

3. 线性度（Linearity）：线性度指标用于评估测量系统在测量范围内是否呈线性关系。

通常使用相关系数来表示线性度，相关系数越接近于1，说明测量系统的线性度越好。

4. 分辨率（Resolution）：分辨率指标表示测量系统能够检测到的最小变化量。

较高的分辨率意味着测量系统可以检测到更小的变化。

测量系统分析（MSA）操作指导书一、目的规定测量系统分析和评价方法，以及明确测量系统的接收准则，并针对分析状况组织相关改善，从而确保测量数据的有效性。

二、适用范围1.0、公司内任何计量仪器测量系统；2.0、检测设备每次校准/维修纠正之后；3.0、新设备/仪器来厂校准后；4.0、质量改善数据收集阶段。

三、职责1.0、本手册由品质部负责编写及修订；2.0、实验室计量部门负责MSA相关评估及数据收集；3.0、量具使用部门须无条件配合计量部门对量具进行评估；四、相关术语1.0、量具：任何用来获得测量结果的装置，包括用来测量合格/不合格的装置；2.0、分辨力：是仪器可以探测到并如实显示的参考值的变化量，也可以称为可读性或分辨率；3.0、测量系统：用来获得表示产品或过程特性的数值的系统，称之为测量系统，测量系统是与测量结果有关的仪器、设备、软件、程序、操作人员、环境等的集合；4.0、偏倚:指同一操作人员使用相同量具，测量同一零件之相同特性多次数所得平均值与采用更精密仪器测量同一零件之相同特性所得之平均值之差，即测量结果的观测平均值与基准值的差值，也就是我们通常所称的“准确度”；5.0、线性：指测量系统在预期的工作范围内偏倚的变化；6.0、稳定性：指测量系统在某持续时间内测量同一样品或基准的单一特性时获得的测量值总变差；7.0、量具重复性：指同一个评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差；8.0、量具再现性：指由不同评价人，采用同一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量平均值变差；五、测量系统分析1.0、测量系统分析前，必须确保测量系统处于校准合格情况之下；2.0、偏倚分析偏倚分析采用独立取样法，具体操作如下：2.1、选取一个样品，建立可追溯标准的真值或基准值，若无样本，则可从生产线取一个落在中心值域的样品当成标准值，且应针对预期测试值的最低值、最高值及中程数的标准各取得样本或标准件，每个样本要求单独分析，并利用更高级别量具对每个样本或标准件测量10次，计算其平均值，并把其当成基准值。

测量系统入门知识什么是“测量系统分析”什么是测量系统分析？也许我们不能解释得很清楚，但其实每个人在我们初中化学课上都已经研实践了：读取试管中溶液量的时，为确保读取值的准确度我们需要让视线与页面平直，这是一个简单的测量系统分析的问题。

简单地说测量系统分析就是“对测量系统所作的分析“。

我想这么解释恐怕很难被接受，所以，为了理解MSA的含义，我们可以把它分解成两个部分，一个是“测量系统“，一个是“分析“。

1.什么是测量系统？我们知道测量就是一个对被测特性赋值的过程，测量系统其实就是这个赋值过程涉及到的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境等要素的集合。

系统中各个要素对测量结果的影响可能是独立的，也可能是相互影响的（交互作用）。

2.什么是“分析”？其实，如果要较个真，我们可以说测量系统分析的根本对象不是测量系统，更不是零件，而是测量系统输出的变差。

所以也有用测量变差分析Measurement Variation Staudy（MVS）替代测量系统分析MSA的。

不管叫什么名头，这里的“分析”都代表了一系列的分析方法，关于具体方法，下文将介绍。

MSA要回答的问题是：我们测量出来的数据在多大程度上代表了真实的数据？尽管我们永远不能确保测量出绝对准确的数据，但如果采集的数据偏差过大，那么这些数据就没有分析意义，可见MSA是非常关键的。

MSA的重要性在进行产品生产之前需要明确的搞清楚产品成品所定义的规格，接下来就必须对产品相对应的规格订定量测的方法，而如何准确地测量产品品质特性，这是整个制造活动最最重要确定事项，在任何改善案件中，当问题定义下来后，紧接著就是来讨论如何精准地且有效地对关键特性进行量测，所以在进行DMAIC改善活动中M阶段是整个改善活动中最重要的一个阶段（如图一），无法准确地量测就无法准确地检视现阶段的状况与衡量改善成效。

图一：DMAIC流程图在生产制程上所产生的变异来源也分为两类：1.产品的实际品质变异2.量测上的变异所以我们若能缩小量测上所带来的变异，不但可以精准地对品质好坏进行测量与定义之外，对于生产制程的整体改善也会有一定程度的帮助。