青島渦電科技有限公司
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測量術語.涂層測厚儀以下討論提供了與涂層厚度測量儀相關的計量術語的定義、解釋、限制和實例
以下討論提供了與涂層厚度測量儀相關的計量術語的定義、解釋、限制和實例。用于編制本文件的資源主要包括SSPC、ISO、ANSI和ASTM等國際組織發(fā)布的技術文章和標準。其目的是開發(fā)一個通用的文件參考平臺，包括文獻、手冊、技術文章、信函和網(wǎng)絡材料。
準確度是測量結果與被測物體真實厚度之間誤差大小的量度。精度聲明預測涂層測厚儀測量待測涂層真實厚度的能力。精度聲明提供了量規(guī)整個功能測量范圍內的性能。測量范圍通常分為兩部分，從0到一個固定值；然后是大于該固定值的所有值（達到量規(guī)的測量極限）。精度聲明通常包括在整個測量范圍內保持恒定的固定部分，以及與特定厚度的測量結果相關的可變部分。這樣的精度聲明是至關重要的，因為那些沒有固定值的聲明意味著在零位進行精確測量。為了防止轉換錯誤，精度聲明同時以英制和公制表示。下圖顯示了量規(guī)的樣本精度說明。
精度是測量儀重復讀數(shù)之間接近程度的指標。讀數(shù)不一定要接近預期值或真實值才能被認為是精確的，它們只需要彼此接近即可。
圖1顯示了無精度的精度。數(shù)千個讀數(shù)將平衡到接近目標中心的平均值。中心的小圓代表被測零件的規(guī)格。通過多次讀數(shù)，我們可以從統(tǒng)計學上提高我們對被測量參數(shù)的了解。這是使用涂層測厚儀時的推薦過程。讀數(shù)的范圍代表讀數(shù)的范圍，應在量規(guī)的精度范圍內。所示量規(guī)的精度范圍比所測量涂層的規(guī)格更寬。這不是一個好的測量情況。這相當于使用精度為±1.0的量規(guī)測量所需規(guī)格為±0.1的涂層。讀數(shù)的長期平均值將接近規(guī)范的中心，但所需的測量數(shù)量對于實際應用并不實際。正是由于這個原因，量規(guī)應該比規(guī)格更準確。
圖2顯示了無精度的精度。讀數(shù)非常精確且分組，但與目標中心的真實值相差甚遠。從目標中心到讀數(shù)中心（平均值）的距離稱為進行測量的儀器的偏差。例如，涂層測厚儀的讀數(shù)總是高于或低于真實厚度。量規(guī)可能一致（精確），但不準確。偏差可能由量規(guī)本身、磨損、損壞或被測量的特定基材和涂層引起。雖然不理想，但通常可以通過執(zhí)行校準調整（如調零）來固定偏差。
圖3同時展示了精度和準確性。這代表一種精度與零件規(guī)格相當?shù)牧恳?guī)。目標的中心與讀數(shù)組的直徑相同。這是1:1的不確定度比。這仍然不是一個理想的情況，因為超出規(guī)格范圍的讀數(shù)可能是由于儀器精度有限或實際的外圍測量。
更理想的情況是圖4，其中讀數(shù)的精度是一個更緊的圓，仍然位于規(guī)格圓的中心。在這種情況下，超出規(guī)范范圍的讀數(shù)被確定為一個外圍測量值。
不確定性是指與測量有效性相關的懷疑（潛在測量誤差）。就涂層測厚儀而言，不確定度指測量涂層厚度時可能合理出現(xiàn)的測量誤差。這可能包括量規(guī)不確定度（基于相關厚度處量規(guī)精度的重復性）、操作員不確定度（基于操作員影響讀數(shù)的能力的再現(xiàn)性）、溫度和濕度不確定度（環(huán)境條件的影響）以及其他特定于應用的不確定度。組合這些不確定性的常用方法是如下公式所示的平方和法。
用戶通常通過使用可接受的不確定度比規(guī)則，如4:1（根據(jù)ANSI Z540-1和MIL-STD-45662），避免估算過程不確定性的復雜過程。4:1的不確定度比表明，如果其量規(guī)的精度至少是規(guī)范的四倍，用戶可以跳過不確定度計算過程。為了滿足不確定度比，在所有制造和校準過程中使用高精度校準標準。為了進一步確保此類不確定度比率的充分性，我們的校準程序建立了標準，以盡量減少相關的變化源，如溫度和濕度。
客戶想要測量涂層產(chǎn)品。涂層厚度預計為10密耳。涂層應用的規(guī)格為10%或±1密耳。因此，可接受的讀數(shù)范圍為9至11密耳。
儀器的精度聲明為讀數(shù)的±（.1 mil+1%）。因此，待讀取讀數(shù)的儀器精度為±[.1 mil+（.01 x 10 mils）]=±0.2 mils。
因此，規(guī)格與儀器精度之比計算為1 vs 0.2。這相當于5:1的不確定度比，這通常適用于測量應用。
在涂層厚度測量中，儀器的分辨率是量規(guī)顯示的最小增量。我們儀器的分辨率范圍為0.01至1密耳（0.5至20µm），具體取決于儀器的厚度和類型。我們所有的量具都能顯示更高的分辨率，因為內部量具讀數(shù)和后續(xù)計算的小數(shù)位數(shù)要多得多。隨后，根據(jù)量規(guī)的分辨率設置，將它們四舍五入并呈現(xiàn)給用戶。雖然可以改變儀表的讀數(shù)，以顯示更多的分辨率位數(shù)，但這樣的增加不會使儀器更準確，只會增加讀數(shù)的明顯變化。
重復性和再現(xiàn)性（R&R）是與精密度和準確度密切相關的關鍵因素。它有助于考慮重復性，即在測量特定樣品時，量具為單個用戶提供相同讀數(shù)的能力。測量特定樣品時，不同用戶獲得相同讀數(shù)的能力稱為再現(xiàn)性。統(tǒng)計方法，如量具R&R研究，可用于比較不同儀器的重復性和再現(xiàn)性。
由于對量具R&R研究的影響，在評估儀器時應考慮幾個關鍵因素。
1.被測樣品內的變化。當涂層和基材因粗糙度等因素而發(fā)生顯著變化時，必須將這種變化作為R&R研究的一部分加以考慮。保護涂層協(xié)會（SSPC）第2號涂料應用規(guī)范（PA2）明確規(guī)定：“磁性測厚儀必須對涂層表面或探頭中心正下方的鋼表面的非常小的不規(guī)則性敏感。粗糙表面上的重復測厚儀讀數(shù)，即使在非常接近的點上，通常也有很大的差異，尤其是對于高輪廓粗糙表面上的薄膜。"通過固定樣品和探針，確保在同一位置讀取讀數(shù)，可以限度地減少變化，但用戶仍必須確保規(guī)范和相應的重復性目標對于應用是合理的。
2.讀數(shù)的分辨率。沒有“高分辨率"功能為用戶提供更多有效數(shù)字的儀器可能會提供更多可重復的結果。例如，一位分辨率的儀器可能會提供以下讀數(shù)（2.1、2.1、2.1）。同一臺儀器在“高分辨率"模式下的讀數(shù)可能為（2.06、2.14、2.07）。雖然這兩組數(shù)字乍一看都是有效的，但組數(shù)字似乎更容易重復。相反，考慮以下兩組讀數(shù)（2.1、2.2、2.1）和（2.14、2.15、2.14）。在這種情況下，舍入功能對“低分辨率"模式的可重復性有負面影響。
3.實際測量的準確性。給定已知厚度為2.00的樣本，考慮（精確）儀器2.21、2.22、2.21的讀數(shù)，以及第二個（精確）儀器1.96、2.04、1.97的讀數(shù)。如果已知厚度的真實值為2.00，那么哪種儀器更適合使用，是有明顯偏差的精密儀器，還是變化稍大的精密儀器？在為任何應用選擇涂層厚度儀時，這些因素至關重要。
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