仪器校正与管理资格培训教材

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Easy Connection to the First Mile,光圣科技仪器课教育训练资料,1,仪器校正与管理资格培训教材 张 通,2,仪器校正与管理资格培训课程主要大纲,1.,仪器校验基本概念,2.,计量器具的管理,3.,仪器校验与,ISO/QS9000,标准的要求,4.,影响测量精度的几大因素及如何控制,5.,仪器校验与管理在审核中经常出现的问题案例,6.,游标卡尺、电子称、万用表校正演示,7.,仪器校验与管理资格培训考试,3,仪器校正与管理资格培训课程主要大纲,附件：,1.,国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令,2.,法定计量单位名词解释,3.,中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录,4.,中华人民共和国依法管理的计量器具目录,5.,中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法,4,第一部分：基本概念介绍,测量数据的质量：,表征数据的质量最通用的统计特性,是测量系统的,偏倚,和,方差,偏倚,指数据相对基准（标准）值的位置,方差,指数据的分布,5,测量设备：,指在检验、校验及校正过程中使用的所有测量仪器、测量标准、参考物质、附属装置等的统称,校验与校正,校验,-,将一未知测量参数值与已知且更准确的参数值相比较的过程,校正,-,包括校验、变异的修正调整、必要的封签和标识,6,基本术语,测量,-,赋值（或数）给具体的事物，以表示它们,之间关特定特性的关系,量具,-,任何用来获得测量结果的装置，包括止通规,测量系统,-,用来获得和评价测量结果的整个过程,标准,-,用于比较的可接受的基准或准则,7,分类术语（一）,基本设备：,分辨力，分辨率，可读性,-,最小读数单位,有效分辨率,-,量测系统对过程变差的灵敏性,基准值,-,人为规定的可接受值,真值,-,测量物品的实际值,8,分类术语（二）,-,位置变差,准确度,-,“,接近,”,真值或可接受的基准值,测量系统的平均值,基准值,偏倚,9,分类术语（二）,-,位置变差,偏倚,-,测量的观测平均值和基准值的差异,测量系统的平均值,基准值,偏倚,造成偏倚的原因：,仪器失准（磨损，校准不当，本身质量差）,线性误差,错误使用,方法不当,环境影响,10,分类术语（二）,-,位置变差,稳定性,-,偏倚随时间的变化（漂移）,基准值,偏倚,造成不稳定的原因：,减少不必要的仪器校准,缺乏维护,错误使用,方法不当,环境影响,偏倚,偏倚,时间,11,稳定性解释：,稳定性,是指,“,测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力,”,(7.14,条,),。通常稳定性是指测量仪器的计量特性随时间不变化的能力。若稳定性不是对时间而言，而是对其他量而言，则应该明确说明。稳定性可以进行定量的表征，主要是确定计量特性随时间变化的关系。,12,分类术语（二）,-,位置变差,线性,-,在量具预期的工作范围内偏倚值的变化,基准值,线性误差的原因：,仪器的固定装置失准,基准出现误差,缺乏维护,错误使用,方法不当,偏倚,偏倚,基准值,（,1,）,（,2,）,基准值,观测值,13,分类术语（三）,-,宽度,变差,精密度,-,重复读数彼此之间的,“,接近度,”,测量系统的,随机误差分量,重复性,-,由一位测量人多次使用一种测量仪器，测量,同一零件的同一特性时获得的测量变差,14,分类术语（三）,-,宽度,变差,重复性不好的原因：,零件内部的原因（锥度，粗糙度等）,仪器内部的原因（夹具，固定装置等）,基准内部的原因（不稳定等）,方法内部的原因（不规范化等）,操作员内部的原因（疲劳，情绪等）,环境内部的原因（短期的起伏变化等）,15,分类术语（三）,-,宽度,变差,再现性,-,由不同的测量人使用同一种测量仪器，测量,同一零件的同一特性时产生的测量平均值的变差,再现性,C,A,B,16,分类术语（三）,-,宽度,变差,再现性错误的原因：,零件之间的原因（零件均值误差等）,仪器之间的原因（仪器均值误差等）,基准之间的原因（基准值误差等）,方法之间的原因（自动，手动误差等）,操作员之间的原因（经验，技术等）,环境之间的原因（短期的起伏变化等）,17,分类术语（三）,-,宽度,变差,GRR,-,测量系统重复性和再现性合成评估,（量具,R&R)-,量具重复性和再现性,基准值,C,A,B,18,分类术语（三）,-,宽度,变差,灵敏度,-,最小的输入产生可探测的输出信号,影响灵敏度的因素：,仪器不防震,操作者的技能,电子系统或气动系统的影响,环境的影响,19,分类术语（三）,-,宽度,变差,一致性,-,重复性随时间的变化程度,均一性,-,整个正常操作范围重复性的变化（重复性一致）,（,2,）,（,1,）,均值,上线,下线,20,分类术语（四）,-,系统,变差,能力,-,短期获取读数的变异性,性能,-,长期获取读数的变异性,不确定度,-,关于测量值的数值估计范围，相信真值包括在,此范围内,测量不确定度：,在测量系统中有很多不确定的因素（如人,员、设备、环境、方法等），它们会影响,测量的结果，测量不确定度,指这些不确定,因素的总和，即测量报告值与真值的最大,可信赖有限区间，通常用来表示测量品质,目标。,21,MSA,测量系统分析（,Measurement Systems Analysis),1.,理想的测量系统：零方差,零偏倚 （实际上是不存在的！）,零错误概率,2.,尽可能好的测量系统：足够的分辨率和灵敏度,变异和公差相对较小 （实际上是存在的！）,有良好稳定的溯源性,受控制运行,3.,寻找尽可能好的测量系统：识别变差源,监视这些变差源 （实际上是可以做到的）,排除所有的变差源,使测量系统受控制运行,22,寻找变差源,-SWIPE,Standard,标准,Works,工件,Instrument,仪器,People/Procdeure,人员,/,程序,Environment,环境,23,寻找变差源（,SWIPE),的方法,S,W,I,P,E,国家,专业,国际,行业,清洁,粗糙,弹性,材料,形状,精度,重复,再现,敏感,线性,系统变异,因果图发,培训,经验,体力,态度,学历,照明,空气,整洁,温度,24,测量系统变异性的影响,由于测量系统的输出值用于关于产品或过程的决策，所以我们必须对测量系统进行短期的能力研究和长期的性能研究，保持测量系统的稳定性和一致性，消除系统误差。,25,第二部分：计量器具管理,计量器具按被测量的量专业分为十类：,1.,几何量计量：量块、卡尺、千分尺等,;,2.,光学计量：色差仪、分光光度仪等,;,3.,力学计量：天平、量杯、砝码、硬度计等,;,4.,声学计量：噪声计、水声压计等,;,5.,热工计量：温度计、体温计、流量计等；,6.,化学计量：纯度计、粘度计、酸度计等；,7.,电磁计量：电压表、电流表、电阻箱等；,8.,电离幅射计量：气体正比计数器等；,9.,天成电计量：示波器、阻抗仪等；,10.,时间频率计量：秒表、频率计等；,26,单位,:,表示测量的性质与大小，如果一个数值没有单位,则无任 何意义，所以仪校人员一定要注意,”,单位,“,是必备的项。,国际单位制的七个基本单位,量的名称,单位名称,单位符号,长度,米,M,质量,千克,KG,时间,秒,S,电流,安培,A,热力学温度,开尔文,K,物质的量,摩尔,Mol,发光强度,坎德拉,cd,国际单位制辅助单位,量的名称,单位名称,单位符号,平面角,弧度,Rad,立体角,球面度,sr,27,量的名称,单位名称,单位符号,其他表示方法,频率,赫兹,Hz,S,-1,力；重力,牛顿,N,Kg,.,m/s,2,国际单位制具有专门名称我导出单位,国家选定的非国际单位制单位等,具体见附件,28,计量器具管理使用的表格,总的目录清单,关键内容：器具编号、名称、规格型号、出厂编号、校验周期、校,验种类（外校、内校、免校、点检）等。,计划器具履历表,关键内容：除器具编号、名称、规格型号、出厂编号、校验周期、校,验种类外，还需补充：校验记录、修正记录、停用、报废,记录等。,校验计划表 校验记录表,保养记录表 标签等,29,计量器具如何编号通常有三种编号方式：以校验种类、以部门、以仪器类别,QA,部,W,0001,流水号,校验种类,部门别,30,校验周期的确定的依据,一般来讲物理量,(,如长度、温度、压力、流量、质量等）为一年，电量为半年。,但若要降低仪校成本（其一转为内校）还要考虑以下因素：,制造商,/,代理商的建议,使用频率,被测量参数的重要性,以前校准记录反馈,保养与修正情况,时间长短造成老化松动,工作环境（如模房与实验室）,被测产品的准确度,量具本身的特性,31,计量器具如何使用与维护 使用前 使用中 使用后,使用前：,工作台的清理,量具本身检查、调零,配备专门的手套、镊子,环境条件是否满足要求,32,使用中：,严格按照仪器操作说明书或操作规程,正确使用方法,块规镜面、通止规、游标卡尺、台虎钳的使用、卡尺尖端、千分尺等,33,使用后：,清除油污、切削、酒精擦拭干净,表面防锈油、存放工具箱或防护罩,定期检查量具是否在正常状态,电子仪器要定时通电,34,第三部分,ISO9001,：,2000/QS9000,标准对仪校的要求及如何执行,ISO9001,：,2000,标准,7.6,条款,1,、组织应确定需实施的监视与测量以及所需要的监视和测量装置，为产品符合确定的要求（,7.2.1),提供证据。,2,、组织应建立过程，以确保监视和测量活动可行（选合适的量测设备）并与监视和测量的要求相一致的方式实施,35,3,、对照能追溯到国际或国家的测量标准，按照规定的时间间隔或在使用前进行校准或验证，当不存在上述标准时，应记录校准或校验的依据。,4,、在搬运、维护和储存期间防止损坏和失效、必要时进行调整或在调整、并需防止可能使量测结果失效的调整。,5,、得到识别，以确保其校准状态,如何执行：制定仪器总揽表、履历表、规定校准周期和校准流程，并及时更新这些资料。,6,、当发现量测设备不符合要求时组织应对以往测量结果的有效性进行评价和记录。同时应对该设备及任何受影响的产品采取适当的措施，校准和验证结果的记录应予以保持。,36,7,、当计算机软件用于规定要求的监视和测量时，应确认其满足预期用途的能力，确认应在初次使用前进行，并在必要时予以重新确认。,37,第四部分影响量测精度的五大因素及如何控制,五大因素,一、作业环境的影响,如湿度、温度、大气压力、光线照明等影响。,二、量具本身的影响,如刻度不均、灵敏度迟钝、精度面损伤、内部生锈、机件松动、老化磨损等。,三、测量人员的影响,如观察姿势的不正确、测量压力大小不当、被测物夹持不正确、使用方法不对、读数错误、未归零。,38,四、选用不当量具的影响,测量与被测精度不匹配、大材小用,五、被测量件本身的影响,测量面不洁净、未冷却、受压变形、精度面受损等,39,第五部分在,ISO/QS9000,审核中经常出现的仪校管理不符合项,1,、校验期限已到未执行校验或漏校,2,、未贴校验标签,3,、校验周期的制定与调整无依据,4,、无校验规程或操作指导书,5,、某些量测设备未纳入清单、未管制,6,、校验方法或校验记录无法追溯到相关国际或国家标准,7,、用于校验的块规未及时在校验,40,8,、新买的量测设备没有校验,9,、未对量测设备作维护保养,10,、客户提供的量测设备未校验,11,、借给供应商的仪器未校准,12,、测量设备超差仍在使用被发现后无措施，无相关评价和处理记录。,13,、校验记录不全或有误,14,、附属设备未进行管制,15,、用于监视量测的计算机软件未进行管制,16,、找不到校验机构未管制,41,17,、未有防止可能使量测结果失效的调整,18,、仪校人员未持证上岗,19,、校验设备与被校验设备精度不够,20,、未按文件要求填写或及时跟新校验计划、仪器一揽表、履历表等资料,42,第六部分仪器校正操作演示,1,、游标卡尺校正,普通型,43,主尺,副尺,深度测量,内测量爪,外测量爪,紧固螺钉,固定表盘螺钉,刻度指针,最小刻度值,手推滑轮,带表游标卡尺,44,校正标准件及辅助工具准备,1,、工作台（花岗石平台）,2,、无水酒精,3,、精密块规,4,、棉花棒、细沙手套及其他必要工具,45,校正步骤：准备工作,1,、清洁工作台，并用无水酒精擦拭卡尺各部位及块规测量面,2,、清洁完成后放工作台一小时，使标准件及待测量件与校验环境同温。,3,、工作环境要求：温度,205,湿度,75,以下,46,校正步骤：归零校正,1,、将游标卡尺外测测爪密合，将卡尺竖向垂直朝向光源，两爪间不得有光线透过，内测量爪间有微光透出。,2,、检查针盘或显示器值是否归零，如未归零应予以调整归零，并重复前一动作检查是否有误差。,47,校正步骤：内测量爪校正,1,、戴上棉纱手套，依序将块规用卡尺进行测量，将读数进行记录。,2,、选择块规时，可选择五种块规，注意块规应分布到各量程，很多企业依据以往经验会在常用的量程段多选几种块规。,3,、每个点校正两次，取平均值进行记录。,48,校正步骤：块规选取举例,1,、,1.01/5.00/25.00/75.00/1500,（外爪）,2,、,5.00/10.00/20.00/50.00/100.00,（内爪和深度）,3,、当然取更多的值进行校正更好。,49,校正步骤：外测量爪校正,1,、具体步骤同上,2,、若没有校正外测量爪的快规，可用经外校合格的千分尺进行校正,50,校正步骤：深度校正,1,、将块规置于工作台上，将卡尺尾部紧靠块规测量面，将深度杆伸出直至与工作台平齐，读出读数并予以记录,2,、块规的选取同内测量爪校正,51,游标卡尺校正预收标准,级数,一级,二级,精度,0.01,0.02,0.01,0.02,100,以下,0.01,0.02,0.02,0.04,100-200,0.02,0.04,0.04,0.08,200-300,0.02,0.04,0.04,0.08,52,校正前中后应注意的事项,1,、实施校正时，应达到规定的工作环境,2,、测量时，测量方法应准确,3,、校正完成后，应于卡尺适当位置贴上校正标签,4,、若校正结果为不合格，应及时送修，送修完成后在进行校正,53,校正中如何降低啊贝误差,为消除仪器系统误差，啊贝于,1890,年提出了著名的啊贝原则：进行长度测量时，要想得出正确的结果，必须将标准刻度尺安放在被测件测量基准线的延长线上。,测量仪器的轴线与待测工件的轴线须在同一直线上。否则即产生误差，此误差称为阿贝误差。通常，假如测量仪器的轴线与待测工件的轴线无法在一起时，则须尽量缩短其距离，以减少其误差值。,54,外径千分尺,尺架,隔热装置,测砧（,zhen),测微螺杆,固定套管,微分筒,旋钮,莿轮旋柄,锁紧装置,55,外径千分尺常简称为千分尺，它是比游标卡尺更精密的长度测量仪器，常见的一种如图所示，它的量程是,0-25,毫米，分度值是,0.01,毫米。外径千分尺的结构由固定的尺架、测砧、测微螺杆、固定套管、微分筒、测力装置、锁紧装置等组成。固定套管上有一条水平线，这条线上、下各有一列间距为,1,毫米的刻度线，上面的刻度线恰好在下面二相邻刻度线中间。微分筒上的刻度线是将圆周分为,50,等分的水平线，它是旋转运动的。,56,根据螺旋运动原理，当微分筒（又称可动刻度筒）旋转一周时，测微螺杆前进或后退一个螺距,0.5,毫米。这样，当微分筒旋转一个分度后，它转过了,1/50,周，这时螺杆沿轴线移动了,1/500.5,毫米,0.01,毫米，因此，使用千分尺可以准确读出,0.01,毫米的数值。,57,外径千分尺的零位校准,使用千分尺时先要检查其零位是否校准，因此先松开锁紧装置，清除油污，特别是测砧与测微螺杆间接触面要清洗干净。检查微分筒的端面是否与固定套管上的零刻度线重合，若不重合应先旋转旋钮，直至螺杆要接近测砧时，旋转测力装置，当螺杆刚好与测砧接触时会听到喀喀声，这时停止转动。如两零线仍不重合（两零线重合的标志是：微分筒的端面与固定刻度的零线重合，且可动刻度的零线与固定刻度的水平横线重合），可将固定套管上的小螺丝松动，用专用扳手调节套管的位置，使两零线对齐，再把小螺丝拧紧。不同厂家生产的千分尺的调零方法不一样，这里仅是其中一种调零的方法。,检查千分尺零位是否校准时，要使螺杆和测砧接触，偶而会发生向后旋转测力装置两者不分离的情形。这时可用左手手心用力顶住尺架上测砧的左侧，右手手心顶住测力装置，再用手指沿逆时针方向旋转旋钮，可以使螺杆和测砧分开。,58,外径千分尺的读数,读数时，先以微分筒的端面为准线，读出固定套管下刻度线的分度值（只读出以毫米为单位的整数），再以固定套管上的水平横线作为读数准线，读出可动刻度上的分度值，读数时应估读到最小刻度的十分之一，即,0.001,毫米。如果微分筒的端面与固定刻度的下刻度线之间无上刻度线，测量结果即为下刻度线的数值加可动刻度的值；如微分筒端面与下刻度线之间有一条上刻度线，测量结果应为下刻度线的数值加上,0.5,毫米，再加上可动刻度的值，如图,2.4-2,读数为,8.384,毫米，图,2.4-3,读数为,7.923,毫米。,有的千分尺的可动刻度分为,100,等分，螺距为,1,毫米，其固定刻度上不需要半毫米刻度，可动刻度的每一等分仍表示,0.01,毫米。有的千分尺，可动刻度为,50,等分，而固定刻度上无半毫米刻度，只能用眼进行估计。对于已消除零误差的千分尺，当微分筒的前端面恰好在固定刻度下刻度线的两线中间时，若可动刻度的读数在,40-50,之间，则其前沿未超过,0.5,毫米，固定刻度读数不必加,0.5,毫米；若可动刻度上的读数在,0-10,之间，则其前端已超过下刻度两相邻刻度线的一半，固定刻度数应加上,0.5,毫米。,59,外径千分尺的零误差的判定,校准好的千分尺，当测微螺杆与测砧接触后，可动刻度上的零线与固定刻度上的水平横线应该是对齐的，如图,2.4-4,甲所示。如果没有对齐，测量时就会产生系统误差零误差。如无法消除零误差，则应考虑它们对读数的影响。若可动刻度的零线在水平横线上方，且第,x,条刻度线与横线对齐，即说明测量时的读数要比真实值小,x.100,毫米，这种零误差叫做负零误差，如图,2.4-4,乙所示，它的零误差为,0.03,毫米；若可动刻度的零线在水平横线的下方，且第,y,条刻度线与横线对齐，则说明测量时的读数要比真实值大,y.100,毫米，这种零误差叫正零误差，如图,2.4-4,丙所示，它的零误差为,0.05,毫米。,对于存在零误差的千分尺，测量结果应等于读数减去零误差，即物体长度固定刻度读数可动刻度读数零误差。,60,使用千分尺注意事项,1,千分尺是一种精密的量具，使用时应小心谨慎，动作轻缓，不要让它受到打击和碰撞。千分尺内的螺纹非常精密，使用时要注意：旋钮和测力装置在转动时都不能过分用力；当转动旋钮使测微螺杆靠近待测物时，一定要改旋测力装置，不能转动旋钮使螺杆压在待测物上；当测微螺杆与测砧已将待测物卡住或旋紧锁紧装置的情况下，决不能强行转动旋钮。,2,有些千分尺为了防止手温使尺架膨胀引起微小的误差，在尺架上装有隔热装置。实验时应手握隔热装置，而尽量少接触尺架的金属部分。,3,使用千分尺测同一长度时，一般应反复测量几次，取其平均值作为测量结果。,4,千分尺用毕后，应用纱布擦干净，在测砧与螺杆之间留出一点空隙，放入盒中。如长期不用可抹上黄油或机油，放置在干燥的地方。注意不要让它接触腐蚀性的气体。,61,电子称的校正,1,、标准砝码,2,、清洁液及棉纱手套,3,、镊子,62,校正步骤：准备工作,1,、校正前先对待校电子天平进行清洁,2,、将电子天平接上电源，打开开关至少三十分钟并将砝码放置平台上以保同温。,3,、按电子天平归零键归零,4,、用镊子夹取砝码，将,1,、,2,、,5,、,10,、,20,、,50,、,100,克等标准砝码分别放置电子天平上，读取读数并记录。,63,电子天平校正允收标准,测量值,允收标准,测量值,允收标准,1.0,1,20.0,1,2.0,1,50.0,1,5.0,1,100.0,1,10.0,1,64,本公司在用的量具,1,、游标卡尺,2,、分厘卡,3,、百分表,4,、棒规,5,、棒牙规 环牙规。,本公司在用的量测仪器,1,、电子称,2,、万用表,3,、示波器,4,、光功率计,5,、回损仪,6,、衰减器,7,、频谱分析仪,等等,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74,75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92,93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,