关于如何正确的选择量具

各位好！关于量具选择：
方法一
根据前辈的介绍，量具的选择是这样的：取被测要素公差带的三分之一到十分之一来确认选择量具的精度。即，若某一尺寸为10±0.1，公差带为0.2，取十分之一为0.02，所以取精度为0.02的游标卡尺可以满足要求。（但查阅过JJF1001-2011,并无精度概念，且精度与分度值并不是等同，所以此法并不能让我自圆其说）

方法二
在阅读《常用机械式量具量仪使用问答》时，其表示：按零件公差来选择测量器具，使测量器具允许的测量方法 极限误差 不大于零件公差的1/3到1/10。（其它两个办法更繁琐，没有细看），例子见附件。

显然，方法二从逻辑上讲是正确的，但是如果按方法二去操作则会很繁琐，因为你需要去查表才获得某尺寸的 极限误差。

我想请教大家的是：
1. 方法一是否可取，即是否有很严谨的推导过程；
2. 方法一和方法二是否有公式等的因果关系，我看了半天没看出来；
3. 如果以上方法都不是你用的，能否简单阐述下，您是怎么操作 。

关于其它，有几个词在我脑海里打转，如果有真心人路过的话，也希望您能发表一下看法：
“精度”“分辨率””“分辨力”“示值误差” 他们是否有相关联的关系，以下是我得到的一些解解释，来源网络，不敢轻信。

“精度”是用来描述物理量的准确程度的
“分辨率”是用来描述刻度划分的
分度值针对带刻度的计量器具，对记录式装置，分辨力为标尺分度值的一半

希望各位走过路过的，不要错过。很想知道答案，已经看了半天各种言论。求教育，对这个问题很是烦恼。另，各位中午快乐，阖家幸福。。。

如果您有看法，最好能提供一下资料来源，很想知道其中原理。再次感谢！

dnwyl1990 发表于 2015-5-26 11:21
版主，你好！
  您说的两个方法我让我受益匪浅，但在实际操作时略烦琐，我在朋友的建议下阅读了MSA（相关 ...

　　老外的语言直译为我国的专业语言的确是不好理解。你提供的“量具的选择”4条，以及你的两个问题，我的看法如下：
　　1）在我国JJF1001-2011中并无术语“可视解析度”，可视解析度就是我国的“分辨力”，也就是JJF1001的7.14条给的定义，对于数字式仪器也就是7.15条，是仪器数字读数装置最后一位数跳一个字代表的量值，对于模拟式仪器一般是最小一个格代表的量值的1/5到1/10，最高不超过1/10，因此模拟式仪器的分辨力又往往称为“估读误差”。因此，此条所说的意思就是测量设备的分辨力应该不大于被测参数相应测量过程控制限（公差）的1/10，从而仪器分辨力可以将“公差划分成10等分或者更多”。
　　2）GB/T19022明确要求要确保测量结果的准确性和可信性，必需对测量过程进行控制，而采用统计分析方法的“控制图”是测量过程得到持续有效控制的“最佳”控制方法，因此本条强调了控制图和统计方法。用统计分析方法和控制图可以及时发现测量过程的失控以及失控的趋势，有利于查明失控原因，及时采取措施加以纠正或预防。
　　3）“为了产品控制”，即为了控制产品合格与否的判定不出现误判，用测量系统分析（简称MSA）分析得到的“测量系统的变差”（实际是指%GRR）“必需小于规范限值”（＞30%不可接受，＞10%～30%基本可接受，＜10%可接受）。
　　4）为了控制测量过程的可信性（可靠性），测量系统的有效“解析度”（即分辨力）必需满足测量要求，分辨力能否满足要求可以用测量系统变差（%GRR）和/或过程变差6σ加以证明。为了证明分辨力满足要求“可视解析度”（分辨力）足够，“建议（分辨力）最多可以到总过程的6σ标准偏差的十分之一”，“以取代传统上设定”仪器分辨力“最多为公差范围的1/10的规则”。仪器分辨力最多为公差范围的1/10是我们以前的测量设备选择原则之一，这个原则可以用6σ的1/10来表述。其中6σ相当于随机误差的全宽，半宽为3σ。原国家计量局推荐的测量设备选择要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推导出U≤T/3，这就是“1/3原则的来源”。

1.关于术语
　　术语的定义应该以JJF1001-2011为准。
　　“精度”在JJF1001中并不存在，只有一个“精密度”。过去曾经有精密度、正确度、精确度，往往简称为“精度”时搞不清到底是精密度还是精确度，因此2011版JJF1001没有术语“精度”的合法地位，只给出了“精密度”、“正确度”和“准确度”。
　　“分辨率”在JJF1001-2011中同样不存在，只有“分辨力”和“显示装置的分辨力”。“分辨力”是测量设备“可觉察到”的被测量最小变化量，无论模拟式仪器还是数字式仪器都存在着分辨力这个“计量特性”。“显示装置的分辨力”只用于数字式仪器，“分度值”只用于模拟式仪器，“显示装置的分辨力”和“分度值”表示测量设备的一个“零部件”，数字式仪器只有“显示装置的分辨力”这个“零件”，模拟式仪器只有“分度值”这个“零件”，零件是在设计制造中已经形成的，一旦形成产品即固定不变。计量特性“分辨力”是测量设备使用中视具体情况变化的，因此往往需要通过检定获得。因此要特别注意区分测量仪器的分辨力与显示装置的分辨力完全不同，对数字式仪器而言往往前者是后者的一半。对模拟式仪器而言往往是仪器的分辨力是其分度值的1/2、1/5或1/10，与每个测量者的肉眼估读能力以及仪器自身的读数机构关系密切，再有经验的测量者最多只能估读千分尺分度值的1/10，对游标量具只能估读分度值的1/2。
　　“示值误差”的定义是非常清楚的，可能就用不着解释了吧。
2.关于测量设备的选择
　　可以参照JJF1094的公式：U≤MPEV/3，其中U为校准方法的不确定度，MPEV为被检仪器的最大允差绝对值。这个公式针对校准和检定，就是你的1/3原则取了比值1/6，如果换成一般测量活动，设被测参数控制限（或公差带宽度）为T，则T＝最大值－最小值＝上偏差－下偏差＝2MPEV，上式变为U≤T/3。也就是说你选择的测量方法不确定度U不能大于被测参数控制限T的1/3。
　　当然，你还可以用测量能力指数Mcp来选择测量方法和测量设备，对于准确度中等的一般检验和监控测量活动而言，原国家计量局推荐的是Mcp≥1.5。其中Mcp＝T/(2U)或T/(3U1)，U1是所选测量设备计量特性给测量结果引入的不确定度分量，其大小近似等于规程规定的测量设备的最大允许示值误差。
3.关于你的案例
　　被测参数控制限T＝0－(-0.014)＝0.014mm。查JJG26-2011杠杆千分尺、杠杆卡规检定规程表4，分度值0.002mm的杠杆千分尺允差0.002mm，即U1≈0.002mm。则：
　　Mcp＝T/(3U1)＝0.014÷(3×0.002)＝2.3＞1.5。
　　结论：用分度值0.002mm的杠杆千分尺检测公称直径25mm，上偏差0mm，下偏差-0.014mm的工件，测量能力指数Mcp＝2.3＞1.5，测量能力足够，因此满足测量要求。

规矩湾锦苑 发表于 2015-5-19 14:19
1.关于术语
　　术语的定义应该以JJF1001-2011为准。
　　“精度”在JJF1001中并不存在，只有一个“精密度 ...

非常感谢版主的回帖，受宠若惊，还有有一些疑问，等我整理好再回复您一下，看到好多新名词和标准，头有点乱。
再次感谢

dnwyl1990 发表于 2015-5-19 15:43
非常感谢版主的回帖，受宠若惊，还有有一些疑问，等我整理好再回复您一下，看到好多新名词和标准，头有点 ...

　　呵呵，不必客气，我也是一个普通计量工作者，大家共同探讨共同学习，我的意见仅供你参考。

学习了，非常感谢

规矩湾锦苑 发表于 2015-5-19 22:28
　　呵呵，不必客气，我也是一个普通计量工作者，大家共同探讨共同学习，我的意见仅供你参考。 ...

版主，你好！
  您说的两个方法我让我受益匪浅，但在实际操作时略烦琐，我在朋友的建议下阅读了MSA（相关内容剪辑见附件），但发现两个其它的问题：
1.其中不太了解的是“建议可视解析度最多可以到总过程的6&标准偏差的十分之一”；
2.其中我并不能得出1/3原则的来源

希望有空得到你的指点，还有版主有 MSA 第四版 中文 版么，不清晰的扫描版看得头大。

规矩湾锦苑 发表于 2015-5-27 00:05
　　老外的语言直译为我国的专业语言的确是不好理解。你提供的“量具的选择”4条，以及你的两个问题，我 ...

“原国家计量局推荐的测量设备选择要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推导出U≤T/3，这就是“1/3原则的来源”，“U—测量过程或校准过程的不确定度”，是不是可以一个结论 量具的分辩力与量具的不确定度 是等同的，得到这个结论，我感觉很奇怪。

一般的几何量测量，楼主说的二个原则结合起来用应该就成了。
关于MSA的，只提了一下分辨率与公差占比的1比10 原则，关于量具的准确度问题没有直接提及，比较间接，是要通过实验来验证的，反映到MSA就是双性分析中的设备变差（EV）与总变差（TV）的占比，如果EV占比过大，会间接导致零件变差（PV）点比很低，GRR%指标不会达标，间接说明所量具准确度不够。反复改进后，才能得到测量系统所要求的量具的计量特性要求。
如果是复杂的测量系统，会有更多的选型要求，比如说线性指标、重复性指标、测量能力指数指标等等，不一而足也。

吉利阿友 发表于 2015-5-27 14:01
一般的几何量测量，楼主说的二个原则结合起来用应该就成了。
关于MSA的，只提了一下分辨率与公差占比的1比1 ...

非常感谢，MSA还没有读完，又发现可能要和SPC一起看，好多符号都不知道是什么。还有 中文版MSA没有和国标名词定义一致，真心自学起来看得累。

dnwyl1990 发表于 2015-5-27 13:43
“原国家计量局推荐的测量设备选择要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推导出 ...

　　我说“原国家计量局推荐的测量设备选择要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推导出U≤T/3，这就是“1/3原则的来源”，是因为由T/(2U)≥1.5可得T≥1.5×(2U)，T≥3U，即可推导出U≤T/3。
　　“U—测量过程或校准过程的不确定度”，但不可以得出“量具的分辩力与量具的不确定度是等同的”这个结论。U是测量过程或校准过程的不确定度，主要来源是测量设备（包括量具）的计量特性引入的不确定度分量U1。
　　统计数据显示，设其它所有剩余因素引入的不确定度分量合成为U2，一般U1≥U2。以U1的最小情况U1=U2计，因U是U1、U2平方和再开方，则U1和U2均为U的71%。测量能力指数Mcp计算公式使用了2U＝3U1，U1＝(2/3)U，则U1≈0.7U。而U1的主要来源又是测量设备的计量特性（主要是示值最大允差绝对值Δ）造成，在数值的大小上Δ≈U1，所以人们才会认为Δ≈U。但这并不等于说Δ就是U，它们定义不同，大小也只是近似相等，并非完全相等。Δ与U1不是一回事，何况测量设备的分辨力与Δ也不是一回事，就更不能得到“量具的分辩力与量具的不确定度U1是等同的”结论了。

学习了，非常感谢

学习了，有助于工作。

学习了，受教啦，非常感谢！！！

对于你提供的方法一，一般来讲，精度可理解为计量器具的准确度等级或示值误差要求，在选取计量器具时，计量器具的示值误差应小于等于被测要是公差带的三分之一到十分之一。即：若某一尺寸为10±0.1，公差带为0.2，取十分之一为0.02，你选取的计量器具的示值误差不得超过0.02.
对于方法二：应包含了选择的计量器具的准确度及测量方法所带来的误差影响。举例为：若某一尺寸为10±0.02，公差带为0.04，取十分之一为0.004，在没有合适的计量器具的情况下，选用0-25mm外径千分尺，该尺示值误差0.003，采用直接测量时，该量具不可用，但如果配合量块采用间接测量法时，则可以使用。
示值误差反映的是计量器具的准确程度通常都习惯用精度来口头描述，如：0-125mm游标卡尺的精度是0.04mm，其实应为该尺的示值误差为0.04mm（没有查规程仅参考），
分辨率一般是计量器具的最小刻度，如0-125mm游标卡尺，其最小刻度是0.02，
分辨力是对采用带刻度，如百分表分辨率是0.01mm/格，实际可以估读到0.005,甚至0.002，一般认为分辨力是分辨率的一半。外径千分尺读数也是如此。

规矩湾锦苑 发表于 2015-5-27 23:20
　　我说“原国家计量局推荐的测量设备选择要求是Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即 ...

请教一下国家计量局推荐的测量设备选择要求MCP>1.5的出处以及MCP的具体定义是来自哪个国际/国家标准或者哪个规程？

想具体看一看，谢谢！

Punkey 发表于 2016-6-13 14:59
请教一下国家计量局推荐的测量设备选择要求MCP>1.5的出处以及MCP的具体定义是来自哪个国际/国家标准或者 ...

上世纪八十年代国家计量局关于企业计量定升级的相关文件，以及后续出版的计量检测点网络图设计和测量能力指数计算均可看一看，书籍是有陈渭和梁春裕主编。由赵若江等主编的中国计量测试学会测量管理体系的运行方面的书籍《现代企业计量管理》也有Mcp的介绍。

方法二
在阅读《常用机械式量具量仪使用问答》时，其表示：按零件公差来选择测量器具，使测量器具允许的测量方法 极限误差 不大于零件公差的1/3到1/10。
测量方法的极限误差可等效为扩展不确定度吗？

最近刚好要给别人做培训，受教了

规矩湾锦苑 发表于 2015-5-27 00:05
　　老外的语言直译为我国的专业语言的确是不好理解。你提供的“量具的选择”4条，以及你的两个问题，我 ...

请问一下，什么样的量具需要估读，什么样的不需要估读，原因是什么。一直困扰了我很久。

　　8楼询问，Mcp＝T/(6σ)=T/(2U)＝T/(3U1)≥1.5，其中T/(2U)≥1.5即可推导出U≤T/3，这就是1/3原则的来源，其中U为测量过程或校准过程的不确定度，这是不是可得出一个结论“量具的分辩力与量具的不确定度”是等同的？回答是否定的，量具特性有“分辨力”无“不确定度”。所谓量具的不确定度是指量具的计量特性给测得值或测量方法引入的不确定度，“不确定度”属于测得值或测量方法，是因量具的特性而产生，但不属于量具。
　　18楼说的“按零件公差来选择测量器具，使测量器具允许的测量方法 极限误差 不大于零件公差的1/3到1/10”，就是我所说的U/T≤1/3，一般比值取1/3～1/10。1/3是最低要求或顾客要求的底线，1/10是测量机构测量成本承受的最高限（风险特别高的测量例外）。T称为“控制限”，是允许的最大值与允许的最小值之差，几何量计量中称为“公差”，其它计量领域没有公差的概念，但有允许的上限和下限，最大值和最小值，其实上限减下限，最大值减最小值得到的差与几何量计量的公差含义相同。
　　20楼问，什么样的量具需要估读，什么样的不需要估读，原因是什么？首先我们要区分量具和量仪，理论上实物量具叫量具，实物量具的定义见JJF1001的6.5条，关键词是“以固定形态提供”量值的测量设备，量仪一定会带有量值转换或放大系统，因此我们习惯称呼的“万能量具”卡尺、千分尺、百分表等，严格意义上说是一种错误，它们属于“量仪”而不属于“量具”。这个问题清楚了，就可以回答20楼的问题了。凡模拟式量仪必有读数装置，一定可以估读，一般可估读到分度值的1/10、1/5、1/2等，游标放大原理的量仪估读能力最差。实物量具中单一量值的量具无法估读，如量块、塞尺、光滑塞规、螺纹量规等，只有多量值的实物量具（如钢直尺、钢卷尺等）必要时才可以估读，但成套多值量具由多个单值量具组成，也不能估读，例如砝码组、标准电阻组、量块组等。

顶一下。  支持。

非常不错， 学习了。

满足十分之一原则，考虑经济性就好了！