A mérési pontatlanság

A mérési folyamat részletes megértése alapján, a pontatlanság minden összetevője hozzájárul a mérési pontatlanság becsült szórásához.

A mérési pontatlanság

A mérési pontatlanság becsléséhez szükség van:

  • A mérési folyamat és a folyamat változásainak alapos ismeretére.
  • A végrehajtott mérés pontosságára és precizitására.
  • A mérésekben és számításokban érintett személyek megbízhatóságára.

A mérési folyamat részletes megértése alapján, a pontatlanság minden összetevője hozzájárul a mérési pontatlanság becsült szórásához, melyet szabványos bizonytalanságnak / pontatlanságnak (Ui) nevezünk.

Az egyes szabványos bizonytalanságok azonosítása és becslése után, a kombinált szabványos bizonytalanságot ezek négyzetösszegének a négyzetgyöke határozza meg, a bizonytalanság terjedéstörvénye alapján. 

A mérési bizonytalanság végleges értéke, az úgynevezett "kiterjesztett bizonytalanság", amit úgy határozunk meg, hogy a kombinált szabványos bizonytalanságot megszorozzuk egy kiterjesztési tényezővel. Összhangban a nemzetközi normákkal és gyakorlattal, a kiterjesztési tényező k = 2, 95 százalékos megbízhatósági szinten és a k = 3, 99 százalékos megbízhatósági szinten.

Kalibrációs helyzetben a mérési bizonytalanság egyharmada vagy annál kevesebb, mint a kalibrálás alatt lévő műszer pontossága. Teszt helyzetben, amikor a specifikációhoz tartó megfeleltetésen dolgozunk, a mért érték kiegészítve a becsült mérési bizonytalansággal, együtt sem haladja meg a specifikált értéket.

A mérési rendszer elemzése

Egy másik módszer a mérési folyamat változásainak becslésére, a mérési rendszer elemezése és az ismételhetőség és reprodukálhatóság számítása. Ez magában foglal egy kísérletet, amelyben három-négy értékelő (operátor) végez méréseket három vagy több mintán ugyanazzal a mérőműszerrel. Így három forrásból keletkező variációs sort lehet azonosítani és számszerűsíteni. Ezek a következők:

  • Műszer (eszköz) variáció (ismételhetőség)
  • Értékelő (operátor) variáció (reprodukálhatóság)
  • Folyamatváltozások (részenkénti variáció)

Az eredmények variációját minden mérő és teszt műszer esetében utána analizáljuk. A cél az, hogy megtudjuk, hogy vajon a mért adatok variációja hogyan viszonyul a termék vagy mérőrendszer variációjához.

A variációanalízis alapján, általában az alábbi következtetéseket lehet levonni:

  • Ha az ismételhetőségi és reprodukálhatósági érték 10 és 30 százalék között van, a mérési rendszer elfogadható, attól függően, hogy mennyire fontos a mért paraméter
  • Ha azonban az ismételhetőségi és reprodukálhatósági érték 30 százalék felett van, a mérési rendszer javításra szorul
  • Ha az ismételhetőség értéke a reprodukálhatósági értékhez képest nagy, az eszköz vagy műszer karbantartást vagy cserét igényel
  • Ha a reprodukálhatóság értéke ismételhetőségi értékhez képest nagy, akkor az értékelőnek (operátornak) további képzésre van szüksége, vagy a műszert kell újrakalibrálni.

A következő példa szemlélteti, milyen fontos a mérési folyamat variációja a döntéshozás szempontjából.

Egy dugattyúcsapszeg átmérőjének mérésekor 50,75 mm mértünk, szemben a követelményként meghatározott 50,00 ± 0,50 mm értékkel. Első ránézésre, a termék nem felel meg a specifikációnak, így el kell utasítani. Azonban, mielőtt ezt a döntést meghoznánk, célszerű lenne azt megállapítani, hogy vajon a 0,75 mm-es kiugró érték valójában a termék variációja, vagyis maga a dugattyúcsapszeg, vagy ez magában foglal egy jelentős mennyiségű variációt, ami esetleg a mérési rendszerből eredeztethető. 

A mérőrendszer elemzés, a megismételhetőség és reprodukálhatóság mérése hozzájárul a helyes döntés meghozásához.

Következtetések

Most, hogy tudjuk, hogy a SWIPE-faktor érinti az összes mérést, a mért érték nem fogadható el 100 százalékosan helyesnek anélkül, hogy ne tennénk kísérletet a mérési folyamat mennyiségi változásainak mérésére. Ez különösen igaz szoros tűréssel rendelkező precíziós mérésnél. A következő példák szemléltetik ezt:

Példa 1) Képzeljünk el egy hőmérőt, kalibrációs helyzetben, melynek a méréstartománya 0-99,9 °C, felbontása 0,1 °C, a gyártó által megadott pontosság ± 0,5 °C. Ha a hőmérő a kalibrálás alatt 50,3 °C-ot jelez, szemben a normál 50,0 °C-kal, akkor a kijelzett érték a megadott pontosságon belül van, azaz 50,0 ± 0,5 °C. Ugyanakkor, szem előtt tartva a SWIPE-faktotok tényét, a mérési variációt is meg kell becsülni. Tegyük fel, hogy a variáció illetve a kapcsolódó bizonytalanság, ami a méréshez kapcsolódik, ± 0,30 °C, így a kezelt érték 50,3 ± 0,3 °C, azaz az érték mindig 50,0-50,6 °C között lesz. De a megadott pontosság miatt az érték 50,0 ± 0,5 °C, tehát az 49,5 és a 50,5 °C között lesz. Ezért ebben az esetben nem tudjuk azt mondani, hogy a műszer a megadott mérési pontosságon belül van.

Példa 2) A vizsgálati helyzetben van egy dugattyúcsapszeg, amelynek meghatározott átmérője 25,5 ± 0,5 mm. A méréskor kapott érték 25,2 mm, így a mért érték nyilván a megadott tolerancián belül van. Azonban, mielőtt elfogadnánk a mért értéket, a mérési folyamat variációját meg kell becsülni. Ha a bizonytalansághoz társított érték ± 0,2 mm, akkor a mért érték 25,2 ± 0,2 mm, ami a megadott határértékeken belül van, így feltételezzük, hogy a dugattyúcsapszeg megfelel az előírásoknak. Másrészt azonban, ha a mérési bizonytalanság ± 0,3 mm, akkor a mért érték 25,2 ± 0,3 mm lesz, ami nem felel meg az előírt határértékeknek. Ebben az esetben a mért érték nem felel meg a specifikációnak.

A fenti példák egyértelműen mutatják, hogy ahhoz, hogy a mérési adatokat megbízhatónak tekintsük, ismerni kell a mérési folyamat SWIPE-faktorának összegét is. Ha a mérési folyamat variációja jelentős, akkor kísérletezéssel kell az okokat meghatározni, vagyis, hogy a variáció a kezelőnek vagy magának a mérőműszernek köszönhető. Ezt követően meg kell kísérelni a mérési rendszer javítását úgy, hogy a variáció minimális legyen.

Cége bizonyára rendelkezik valamilyen minőségirányítási dokumentációval, hiszen napjainkban ez szinte elvárás a minőségi munka biztosítása érdekében.

Azonban célszerű a mérőeszközök nyilvántartására gondot fordítani. Ehhez a következő javaslattal szolgálunk: Az eszköznyilvtántartásban érdemes feltüntetni a mérőeszköz megnevezését, gyártóját, típusát, mérési tartományát, felbontását, mérési tartományát, egyedi azonosítóját, az utolsó kalibrálás dátumát, a kalibrálási bizonyítvány számát, az esetleges javításokat.

Szeretné, ha levennénk a válláról a terhet, és nem kellene foglalkoznia az eszköznyilvántartással?

Ügyfeleinkkel közös érdekünk egy megbízható, adatbázis felállítása, mely alkalmas valamennyi mérőeszköz monitorozására, rendszeres kalibrálására, hogy a kalibrálási bizonyítványa mindig makulátlan legyen.

30+ év

összesített
munkatapasztalat

50+

féle mérőeszköz
kalibrálása

98%

ügyfél-megtartási
mutató

8200+

Kalibrált eszköz
évente