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1、【引用】企业人员基础知识培训品管部分14第二部分:技术基础知识在第二部分里我们主要的学习作为一个品管人员所应具备的基础技术知识。本部分所介绍的是众多行业的品管人员所接触到的一些技术或技能知识，本部分共分四章:测量基础、机械识图、线性公差应用及螺纹基础知识。本章学习目标?了解测量的意义及测量仪器的管理。?正确的使用基础的测量工具并保养之。?正确的对产品实施测量。第四章测量基础知识品管检测是品质管理工作上的重要手段之一。凭借检测，才可保证生产过程中每一个零件均能符合规格的要求。在产品的检测中除了正确的检测方法与成熟的检测技术外，还要有精确的仪器设备。为了维护这些设备的精确度，了解及正确的使用与维护
2、检测设备则尤为重要。测量依据ISO国际标准定义为决定一量值的一系列作业。引申其义，测量的意义可以理解为藉由一个公认的测量标准与运用一定的科学方法，将欲了解的物质或性质与公认的测量标准比对后，予以量化的过程。而其输出即为测量数据。因此，在讲测量学时，测量标准、测量标准的传递体系、测量方法与技术、测量数据分析及测量仪器管理等这几个方面的知识是必不可少的。鉴于本教材是针对初入门的QC人员培训所用，为了有助于学员掌握，因此在教材编写时有所测重，其中测量方法与技术方面的知识没有纳入。本教材主要分两节，第一节是针对以上几个方面的理论知识进行讲解;第二节是针对QC人员工作中最常用的量具进行讲解。第一节基础理
3、论知识一、测量单位简介测量作业的输出结果是以数值和测量单位的组合来表达。而在过去，由于世界各国在测量单位上各不相同，如此则给商品的流通、交换，产品的异地化加工等带来很大的困扰。因此，藉由法律确定国家的法定测量单位，规定其量值，而且尽可能的与国际上广泛采用的单位相一致，就显得十分重要。一、国际单位制的建立和特点国际单位制的建立旨在统一世界各国对测量单位表达与使用的一致性。1948年召开的第9届国际度量衡大会作出决定，要求国际度量衡委员会创立一套简单且科学的实用单位制，供米制公约会员国家使用。1954年第10届国际度量衡大会决定采用:米(Meter)、公斤(Kilogram)、秒(Second)、
4、安培(Ampere)、凯(开)尔文(Kelvin)与烛光(Candela)作为基本单位。1960年第十一届国际度量衡大会决定将这6个单位作为基本单位的实用测量单位制命名为国际单位制，并规定其符号为SI。以后在1974年的第十四届国际度量衡大会又决定增加物质量的单位莫耳(Mole)定为基本单位。因此，目前国际单位制共有7个测量基本单位。SI基本单位定义及表示如表1。二、国际单位制的特点1.通用性:它适用于科技领域，也适用于商品流通与日常的生活。2.简明性:采用国际单位制可以取消其它单位制的单位，简化量的表示形式，避免多种单位制，消除混乱现象。3.实用性:它的基本单位和大多数导出单位的主单位量值都
5、比较实用，而且保持历史的连续性，如安培、伏特、欧姆、米等。4.准确性:国际单位制的7个基本单位，都有严格的科学定义，实现方法也有重大的改进，其相应的测量标准代表着当代科学技术所能达到的最高测量准确度。三、国际单位制的构成国际单位制是由SI单位(包括SI基本单位、SI辅助单位和SI导出单位)，和具SI倍数名称单位的10进位倍数和分数单位组成。SI基本单位的单位名称、单位符号与定义如表2-1所示:二、测量数据的分析测量的目的是在于测得受测物的真值。但是由于测量设备、测量环境、测量人员及测量方法不同等因素的影响，终会造成测量值与真值间有一定的差异。这个差值在测量学中就称为误差。因此，了解误差，是测量
6、人员执行测量作业所必备的知识。目的主要是为了:1)合理评价测量结果的误差。2)正确处理测量数据，以得到接近真实值的最佳结果。3)合理的选择测量仪器、测量方法和测量环境，以使得到最佳的结果。一、误差的定义、来源和分类测量结果与受测物体真值之间的差值，称为误差。由于物体的真值是一个理想的概念，一般是不知道的。虽然我们可以通过一定的方法计算出来，但是在实际测量中还是包含着一定的误差存在。因此在现实工作中，真值常用较高级测量仪器所测量的值或由一组测量数据的平均值来代替。对某一物体进行测量时，用测量结果X减去其真值a而得到的差值，叫绝对误差(简称误差)，即:=X-a在测量中，有时还要引入相对误差的概念，
7、它是绝对误差与真值之间的比。误差按其来源，可分为:1)设备误差:因所用的测量仪器的不准，所产生的误差。2)环境误差:由于环境因素与要求的标准状态不一致，而产生的误差。如恒温、电磁屏蔽、防震等因素引起的误差。3)人员误差:因测量人员的个人技能、操作方法等因素而产生的误差。4)方法误差:因测量方法不完善引起的误差。另外，误差按性质来分类，又可分为:1)随机误差:指在相同条件下，重复多次测量同一物体时，以不可预期的随机变化的测量误差。2)系统误差:指在相同条件下，重复多次量测同一物体时，保持固定不变的误差;或在条件改变时，按某一明确规律变化的测量误差。3)重大误差(有时又称人为误差):超出规定条件下
8、预期的误差，即明显歪曲测量结果的误差。此误差通常是由人为操作引起。二、误差的分析与处理在日常工作中我们所称的误差通常是按性质来进行分类的，因此误差的分析与处理也是从这个方面来进行讲解。1.系统误差1)在测量设备与条件固定的情况下，系统误差具有不会因测量次数的增减而有变化的特性。一般系统误差，如仪器固定量的归零或标准器经追溯校正后所得的固定偏差量。2)因环境改变，而致使测量结果依环境变动量而产生某种对应的变化。而此种变化关系，是有规律可循的。例如，温度的变化会引起钢棒的热胀冷缩，从规律上可知温度偏离基准A的差量A时，将引起.L.A的长度偏差量，其中表示钢的线膨胀系数，L表示钢棒的长度。此.L.A
9、即为基准温度A下的系统误差。至于对系统误差的处理原则，大致如下所述:1)已知的系统误差(恒定或因环境而变)，应借修正来消除，即在作测量数据处理时，应将该修正量补入，以求得正确的结果。2)未知的系统误差，通常可借:a校正追溯;b实验室间相互比对方案;c实验计划法导入与应用等模式，对测量系统的系统误差作一评估，并适时的采取修正的措施。3)应有效的控制测量系统的系统误差源，即时完成测量作业，避免因时间或环境改变而导致系统误差。2.随机误差在相同的被测物体上作重复的测量，期间因为有无法控制的因素影响，致使许多测量值在真值附近变动，所以产生了随机误差。随机误差因其变动性在方向上与变动量的大小均无法测量，
10、因此无法修正。这种变化必须以统计学上的独立随机变数来描述。通常理论上可以证明随机误差的分布是符合正态分布。实际上，在日常工作中常以正态分布来描述随机误差，它的特性为:1)随机误差从长期来看，它的平均值为零。也就是说假如测量系统没有系统误差的存在时，长期测量平均值即为物体的真值。因此，很多时候我们常拿平均值来代替真值。2)随机误差的机率分布曲线是一个正态分布曲线，即在正的方向上出现的频率与在负的方向上出现的频率是相同的，而且越接近零的位置出现的机率越大。3.重大误差(人为误差):重大误差明显的歪曲了测量结果。含重大误差的值称为异常值，一旦出现异常值，应将其剔除。产生重大误差原因大致可分为:1)测
11、量人员的个人原因:如测量人员的技术、经验缺乏，工作不专心，操作不当，错误判读，错误记录或错误计算等。2)外界客观条件原因:由于测量环境意外改变，而引起的测量仪器显示值的变化。测量进行中，若发现条件不符合要求时，可以将该值从记录中除去，但须保留原始记录，并注明原因。不可随意剔除不明原因的测量数据。必要时，可用3统计准则或实验室间对比测量的方法来判别是否有重大误差存在。三、测量标准的传递由于任何测量仪器，都存在不同程度的误差。测量仪器的误差应在知晓且在允许的范围内才能应用，否则就可能带来测量结果不准确的影响。欲使新购的、使用中的、使理后的、各种形式的、分布不同地区的或不同环境中的测量仪器都能在允许
12、的范围内工作，如果没有一个更高一级测量标准存在，则是不可能的。为了保证测量的准确性、一致性，就必需要有一个测量标准追溯体系的存在。将国际或国家标准经由校正(或其它传递方式)传给下一级的测量标准，并依次逐级传递到最终使用者的测量仪器，以保证测量结果的准确、一致，称为测量标准的传递。而仪器使用者将使用的标准送往与国家标准有关的实验室进行校正或检定，称为标准的追溯。它是标准传递的逆过程。日常工作中，与我们QC人员有关的就是测量标准的追溯。一、仪器校正在特定的条件下，为确定测量仪器或测量系统的显示值与相对应被测量标准值之间的操作过程，称为校正。那么在校正的过程中为了使测量仪器达到功能正常，而适合使用的
13、操作过程，称为调整。仪器校正分为:比较校正和绝对校正。比较校正就是将准确度更高的标准件与待校正的仪器作比较性测量，并调整其误差，使其准确度达到符合要求;绝对校正是以物理上的定律与特性所发展出来的原级标准，直接进行仪器校正工作，以得到被校正标准件或仪器的误差值。在讲仪器校正中，还有一个比较的重要的概念，那就是校正周期，所谓的校正周期是:须接受校正的测量仪器或标准件，它的精确度、准确度预期仍能在允许范围内的时间周期。因此，校正周期的制定，主要是为了保证测量仪器或标准件的精确度、准确度均能随时符合要求。而校正周期的长短，一般基于稳定性，使用目的、使用频率、精确度、准确度、使用环境及操作人员而定。初期
14、校正周期的制定，一般是依厂商及有经验的校正机构建议而定。在执行一段时间后，则可以依过去校正历史数据及要求的精确度规格作比较，决定以适当的延长或缩短。如历史数据均显示精准度符合要求，则可试验性的延长，并判断新的周期是否符合规格要求，预期调整至最适当的周期，以符合经济效益，反之亦然。校正周期的制定最后必定是反应在成本上，如周期太长，则仪器超出精确度规格的可能性必然增大。相对的，产品不良率必然增大，造成品质成本增加;反之则校正费用增加。一般而言，每一品保系统为保证各项仪器、标准件均能定期接受校正，均会自行建立仪器、标准件的催校系统，配合校正周期，以确实达到管制仪器和标准件精确度的目的。二、国家测量追
15、溯体系对于一个国家而言，每一个量值的追溯体系，只允许有一个国家测量标准。在我国，大部分国家测量标准均由国家计量中心维持。由国家计量中心的运作，对外与国际度量衡的标准进行比较，以确保标准的精确度;对内提供校正服务并推动实验室认证业务。测量追溯的方式，有用实体标准进行逐级追溯，有用测量品保方案进行测量系统追溯，也有利用标准参考物质进行追溯等。而众多的企业在测量仪器校正方面，所使用的就是用实体标准件进行逐级追溯的方式在进行，即把测量仪器送到具有高一级测量标准的校正实验室去校正;对于不便运输的测量仪器，则由上级测量标准实验室派技术人员带标准器件到现场校正。另外二种，由于涉及比较少，在此就不再详述。校正追流程见图2-1所示。四、测量设备的管理一、测量设备管理系统测量设备管理系统含以下几个基本要项:1.测量设备测量设备的度量衡特性均应符合使用的要求(如准确度、稳定性、测量范围及解析度等)。其功能应以书面文件明订。设备及文件必需维护以达到要求。2.确认系统企业应建立并维护一有效的文件系统作为管理，确认及使用测量设备，以展示符合规定的要求。此系统的设计应足以保证所有测量设备达到预期的功能。此系统应能侦错并及时采取修正措施，以预防误差超出规定的范围。对每一项测量设备，企业应指定一位被授权且胜任的人员来确认工作按本系统执行，并使设备处于合格的状态。3.校正计划该系统的主要目的是严格的执行校正周期，
