按BG/T19022(ISO10012)正确选择测量设备,提高计量保证能力

　　GB/T19022.1(ISO10012-1)要求测量设备应具备预期使用所要求的计量特性。那么怎样选配测量设备才能使其计量特性满足预期使用的要求呢?怎样减小和控制测量的错误风险呢?我们在实际工作中,借助误差及测量不确定度等理论,对其进行了分析、实验,找到了一些简便易行的办法,供参考。

　　一、测量设备的选配

　　测量设备的计量性能主要由测量的不确定度来衡量。设测量的合成标准不确定度为uc(y),则可用统计方法计算得到A类不确定度或用其他计算方法获得B类不确定度U(xi),然后将其合成得到总不确定度。设各不确定度分量不相关,则:

　　一般情况下,需要一定专业知识的人才能计算得到uc(y),不宜掌握。为便于计算和掌握,可根据测量设备的最大允许误差d1及经验公式近似算出测量的合成标准不确定度。

　　设测量设备的最大允许误差d1,并符合三角分布,则置信因子cα1= 6,B类标准不确定度u1=d1/cα1=d1/6,d1可以从测量设备的检定规程、说明书或其计量确认证书等资料中获得。

　　设测量中,除测量设备的最大允许误差外的其他各项误差之和为d2,根据经验设d2≈d1符合正态分布,则cα1=3,B类标准不确定度u2=d2/cα2≈d1/3。合成标准不确定度

　　令覆盖因子k=3,则扩展不确定度:

　　又测量能力指数Mcp=T/(2U),其中T为被测参数的公差值。

　　一般要求Mcp>2即: T/(2U)=[(T/10d1)]>2

　　二、对测量设备的预期使用要求

　　那么,什么是预期使用要求呢?企业为保证产品质量对生产各环节提出了测量要求,以保证把参数测量的错误风险限制在允许的限度内。由于测量设备测量误差的存在,而对测量结果的正确性总存在或大或小的不确定度的程度。当我们使用这些测量结果做结论时,便有可能产生一定程度的错误风险,或称之为误判。我们认为误判率便是测量设备预期使用要求的一个重要指标。而误判率主要由测量的不确定度和测量结果落在公差带中的位置决定。

　　一般单次测量结果e的标准不确定uc是服从正态分布的,被测量的真值E是以一定的概率落在相应的区间内,如图1,图中设A为被测参数的验收极限值,e为测量结果。

　　当被测参数的真值落在验收极限A的左边(与测结量果e在A的同侧)M区时,则不会产生误判,因测量结果与其真值E均未超过验收极限A;反之,当被测参数的真值落在A的右边(与e在A的异侧) W区时,则产生了误判,因测量结果e未超过验收极限A,而其真值却超过了验收极限A。

　　三、理论分析计算

　　由误差理论可知,误判率W为正态分布曲线在误判区的积分值: