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給特定事物賦值，以表達它們在特定特征(大小、數(shù)量等)上的數(shù)量關系。)稱為測量。

什么是量測系統(tǒng)？

這個分配過程稱為測量過程。

分配的值稱為測量值或測量數(shù)據(jù)。

測量過程不僅與被測量的具體事物有關，還與所使用的測量設備和儀器、規(guī)定的操作規(guī)程、必要的輔助設備和軟件、合格的測量人員等因素有關。所有這些相關因素構成了量測系統(tǒng)。

以上四個概念之間的關系可以用一句話來體現(xiàn):測量手段量測系統(tǒng)通過測量過程制造測量數(shù)據(jù)。

短語“制造測量數(shù)據(jù)”表示測量可以被視為“生產(chǎn)過程”。測量數(shù)據(jù)是制造的產(chǎn)品，過程和產(chǎn)品的質(zhì)量有規(guī)律地變化。

2.量測系統(tǒng)分析

量測系統(tǒng)由三家美國汽車公司聯(lián)合推出。評價量測系統(tǒng)的性能有六個基本指標，即系統(tǒng)的分辨率、偏差、穩(wěn)定性、重復性、重現(xiàn)性和線性。

3.量測系統(tǒng)

分辨率是測量儀器能有效分辨的最小指示差，是量測系統(tǒng)真實反映被測事物微小差異的能力。

對于刻度測量儀器，分辨率被認為是最小分辨率的一半。例如，水銀溫度計的最小分辨率為0.1℃，其分辨率被認為是0.05℃。測量體溫時，實際體溫為36.51℃和36.52℃，兩者讀數(shù)為36.5℃，而36.56℃讀數(shù)為36.6℃，即四舍五入。有時可以使用放大鏡等工具來提高分辨率。

對于帶有數(shù)字顯示的測量儀器，分辨率是最后一個數(shù)字的刻度。比如電子臺秤末端數(shù)字的刻度是“G”，所以分辨率是1g。

量測系統(tǒng)必須有足夠的分辨率，分辨率值不大于被測事件標準差的1/10。

量測系統(tǒng)的分辨率不足會影響過程控制的效果，導致錯誤的過程失控。下面是一個簡單的例子來說明這一方面。

什么是量測系統(tǒng)？

圖1

高分辨率情況。假設某君堅持連續(xù)25天每天自測一次體溫(數(shù)據(jù)見表1)，并繪制控制圖對體溫變化進行預警和控制。所用溫度計的最小刻度為0.1℃，分辨率為0.05℃。從上面的控制圖可以看出，控制圖沒有異常，體溫得到控制。

什么是量測系統(tǒng)？

低分辨率情況。現(xiàn)在假設這位先生使用的溫度計最小刻度為1℃，分辨率為0.5℃，此時得到的測量值是原始值的四舍五入。數(shù)據(jù)見表2，重繪控制圖(圖2)。兩張圖都有很多異常，當然是分辨率不夠造成的假異常。仔細觀察控制圖，發(fā)現(xiàn)這兩個控制圖的控制上限和控制下限均小于1℃。分辨率為0.5℃，與要求分辨率值不超過被測物體標準偏差1/10的原則相差甚遠。如此低分辨率測量的數(shù)據(jù)主要反映的是測量誤差，沒有實際意義。

什么是量測系統(tǒng)？

圖2

什么是量測系統(tǒng)？

4.量測系統(tǒng)

穩(wěn)定性是指測量儀器保持其測量特性隨時間恒定的能力，可以用以下兩種方式定量表示:

測量特性變化特定量的時間；

測量特定時間段內(nèi)特性的變化。

穩(wěn)定性與量測系統(tǒng)的內(nèi)部特性有關。在考察系統(tǒng)的穩(wěn)定性時，一定要注意量測系統(tǒng)需要滿足的外部條件。比如有些量測系統(tǒng)對溫度敏感，需要預熱；有些量測系統(tǒng)對電磁波比較敏感，注意不要在儀器附近攜帶手機或其他電磁產(chǎn)品。

量測系統(tǒng)的穩(wěn)定性只能維持一段時間，然后應該用更高水平的量測系統(tǒng)進行校正或修復。

如前所述，量測系統(tǒng)可以看作是制造數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程，其產(chǎn)品就是數(shù)據(jù)。量測系統(tǒng)的穩(wěn)定性可通過控制圖進行監(jiān)控。具體操作如下:

1.制作常規(guī)控制圖。選擇一個標準零件或標準樣品，定期(1天、1周、1個月)重復測量標準樣品3-5次，收集25次測量數(shù)據(jù)后，繪制控制圖進行分析(如均值-標準差控制圖)。如果用于分析的控制圖被控制并轉(zhuǎn)換成控制圖。缺點是繪制控制圖分析時間長，每次修正量測系統(tǒng)，都需要重新繪制控制圖。

2.有時由于測量成本、時間等因素，不適合制作常規(guī)控制圖。此時，可以以標準樣品的標稱值為中心線，以儀器的最大允許誤差為公差極限，繪制預控圖。這種方法簡單易行。