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测量条款 - 涂层厚度计

下面的讨论提供了与德夫尔斯科涂层厚度测量计相关的计量术语的定义、解释、限制和实例。爱游戏ayx信誉用于开发本文件的资源主要包括由国际组织如SSPC、ISO、ANSI和ASTM发布的技术文章和标准。目的是为DeFelsko文档开发一个通用的参考平台,包括文献、手册、技术文章、通信和网络材料。

准确性

准确度是测量测量结果与被测物体的真厚度之间误差的大小。准确度声明预测涂层厚度计测量待测涂层的真实厚度的能力。准确度说明提供了仪表在全功能测量范围内的性能。测量范围通常分为两个部分,从0到一个固定值;然后是所有大于这个固定值的东西(直到gage的测量极限)。精度报表通常包括在测量范围内保持不变的固定部分,以及与特定厚度测量结果相关的可变部分。这样的精度声明是至关重要的,因为那些没有固定值的声明意味着在零点的精确测量。为了防止转换错误,精确度报表同时使用英制和公制等效值进行声明。下图确定了德夫尔斯科计的样品精度说明。

POSTORET 6000 FS GAGE的示例精度语句

精确

精度是重复量读数之间的接近的指示。读数不必接近预期或真正的价值被认为是精确的,他们只需要彼此接近。

精度与精度之间的关系

图1是无需精确度的精度的表示。成千上万的读数将平衡到靠近目标中心的平均(平均值)。中心中的小圆表示正在测量的部件的规格。通过多读读数,我们可以在统计上提高我们对正在衡量参数的知识。这是使用涂层厚度计时的推荐过程。读数的传播代表了读数范围,并且应该在量具的精度范围内。所示的量具具有比测量涂层的规格更宽的精度范围。这不是一个很好的测量情况。相当于测量具有±0.1的所需规格的涂层,其具有±1.0的精度的测量值。读数的长期平均值将接近规范的中心,但是所需的测量数量对现实寿命的应用是不切实际的。 It is for this reason that the gage should be more accurate than the specification.

图1-精确而不精确

图2展示了精度而不准确。读数非常精确,分组,但远离目标中心的真实值。从目标的中心到读数的中心(平均值)的距离被称为仪器的偏置,使测量值。具有涂层厚度计的示例是当它总是读取高于或低于真实厚度时。该功率可以是一致的(精确的)但不准确。偏差可以由量具本身,磨损,损坏或由于特定基板和涂层而导致。虽然不希望,但通常可以通过执行诸如归零的校准调整来固定偏差。

图2- 没有准确性的精度

图3同时展示了精度和精度。这代表了一种具有相当于部分规格的精度的量具。目标的中心是与读数组相同的直径。这是一个不确定性比例为1:1。这仍然不是理想情况,因为规范圆的读取可以是由于仪器的有限精度或实际的偏远测量。

图3.-准确性和精确性

更理想的情况是图4,其中读数的精度是仍然位于规范圆的中心的更严格的圆。在这种情况下,落在规范之外的读数被确保了一个偏远的测量。

图4.- 所需的准确性

不确定

不确定性是与测量有效性相关的疑义(潜在的测量误差)。就涂层厚度计而言,不确定性识别在测量涂层的厚度时可以合理地发生的测量误差。这可以包括量具不确定度(基于所讨论的厚度的量精度的重复性),操作者不确定性(基于操作者影响读数的能力的再现性),温度和湿度不确定性(环境条件的影响),以及其他应用具体的不确定性。用于组合这些不确定性的常见方法是下列公式中所示的方块方法的总和。

用户通常通过使用诸如4:1(根据ANSI Z540-1和MIL-STD-45662)的接受的不确定性比率规则来避免估计过程不确定性的复杂过程。一个4:1不确定性比率指出,如果它们的测量值比规范更准确,则用户可以跳过不确定性计算过程。为了满足不确定性比率,Defelsko在所有制造和校准过程中利用高精度校准标准。为了进一步确保这种不确定性比例的充分性,我们的校准程序建立了最小化相关变化来源的标准,例如温度和湿度。

使用精度和不确定性的实际例子

客户想要衡量涂层产品。涂层厚度预计将是10密耳。涂层应用的规格为10%或±1密耳。因此,可接受的读数范围是9至11密耳。

仪器的准确性陈述是读数的±(.1 mil + 1%)。因此,要采取的读数的仪器准确性是±[mil +(.01 x 10 mils)] =±0.2密耳。

因此,规范与仪器精度计算为1 VS 0.2。这相当于5:1的不确定性比,这通常是测量应用的。

解析度

在涂层厚度测量中,仪器的分辨率是功率显示器的最小增量。Defelsko仪器的分辨率根据仪器的厚度和类型为0.01至1密耳(0.5至20μm)。所有Defelsko Gages都有能力显示出更大的分辨率,因为内部量具读数和随后的计算进行了更多的小数点。随后将基于量的分辨率设置舍入并向用户呈现给用户。虽然可以改变量具的读数来显示分辨率的几个数字,但这种增加不会使仪器更准确,这将简单地增加读数的表观变化。

重复性和再现性

重复性和再现性(R&R)是与精度和准确性密切相关的关键因素。在测量特定样本时,它有助于在如何在测量特定样本时向单个用户提供相同的读取的可重复性。当测量特定样本时,不同用户获得相同读数的能力被称为再现性。存在统计方法,例如Gage R&R研究,以比较不同仪器的可重复性和再现性。

Gage R&R研究的重要考虑因素

由于对Gage R&R研究的影响,应在评估仪器时考虑几个关键因素。

1.被测样品内的变化。当涂层和衬底由于粗糙度等因素有显著变化时,这种变化必须作为R&R研究的一部分加以考虑。来自保护涂层协会(SSPC)的涂料应用规范第2号(PA2)明确指出:“磁性量具必须对涂层表面或探头中心正下方的钢表面非常小的不规则情况敏感。在粗糙表面上重复的测量读数,即使是在非常接近的点上,也经常有很大的不同,特别是对于表面粗糙的薄膜。”通过固定样品和探头,确保读数在相同的位置,可以将变化降到最低,但用户仍必须确保规格和相应的重复性指标对应用是合理的。

2.解决读数。没有“高分辨率”功能的仪器可以提供更高的数字的用户提供更大的结果。例如,具有一个数字分辨率的仪器可以提供以下读数(2.1,2.1,2.1)。“高分辨率”模式下的相同仪器可以读取(2.06,2.14,2.07)。虽然这两组数字乍一看都有有效的,但是第一个组出现了更可重复的。相反,请考虑以下两套读数(2.1,2.2,2.1)和(2.14,2.15,2.14)。在这种情况下,舍入功能对“低分辨率”模式的可重复性产生负面影响。

3.实际测量的准确性。给定已知2.00厚度的样本,考虑从(精确的)仪器2.21、2.22、2.21与秒(精确的)仪器1.96、2.04、1.97的读数。如果已知厚度的真值为2.00,哪个仪器更实用,是有明显偏倚的精密仪器,还是变异性稍大的精密仪器?这些因素在选择任何应用的涂层厚度仪器时都是至关重要的。

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