Tìm hiểu về tỷ lệ độ không đảm bảo đo

Các khái niệm đo lường:

hiểu biết về Tỷ lệ không đảm bảo đo  (TUR)

Giới thiệu

Quá trình hiệu chuẩn thường bao gồm việc so sánh T&ME với một tiêu chuẩn (thiết bị chuẩn) có các chức năng tương tự với độ chính xác cao hơn. Sự so sánh giữa độ chính xác của thiết bị được hiệu chuẩn (UUT) và độ chính xác của tiêu chuẩn(thiết bị chuẩn) được gọi là Kiểm tra Tỷ lệ  độ chính xác (TAR). Tuy nhiên, tỷ lệ này không xem xét đến các yếu tố ảnh hưởng tiềm năng khác trong quá trình hiệu chuẩn.

Các lỗi trong quá trình hiệu chuẩn không chỉ liên quan đến các thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn (thiết bị chuẩn), cũng có thể đến từ các yếu tố như các môi trường, các thiết bị được sử dụng trong quá trình  hiệu chuẩn, lỗi tay nghề kỹ thuật viên, v.v. Những lỗi này cần được xác định và định lượng để ước tính độ không đảm bảo đo hiệu chuẩn. Chúng thường được nêu ở mức độ tin cậy 95% (k = 2).

Tỷ lệ  độ Không đảm bao đo  (TUR). Tỷ lệ này đáng tin cậy hơn vì nó giải thích cho các nguồn lỗi có thể xảy ra trong quá trình hiệu chuẩn mà TAR không đưa ra 

Việc lựa chọn các điểm kiểm tra cũng rất quan trọng. Những thứ này nên được lựa chọn cẩn thận

để tạo độ tin cậy cao cho UUT đang hoạt động trong phạm vi cho phép. TUR phải đủ lớn để cung cấp độ tin cậy của sự định cỡ. Một số tiêu chuẩn chất lượng cố gắng xác định tỷ lệ này nên là bao nhiêu. ANSI / NCSL , 540-1-1994 nêu rõ “Phòng thí nghiệm phải đảm bảo rằng các độ không đảm bảo của hiệu chuẩn là đủ nhỏ để tính đầy đủ của phép đo không bị ảnh hưởng ”Nó cũng nêu rõ “Độ không đảm bảo đo tổng hợp của các tiêu chuẩn đo lường không được vượt quá 25% dung sai cho phép (ví dụ: thông số kỹ thuật của Nhà sản xuất) ”. 25% này tương đương với một TUR của 4: 1. Các tiêu chuẩn chất lượng khác đã khuyến nghị TUR's cao nhất là 10: 1. Đối với một số khác TUR là 3: 1, 2: 1 hoặc thậm chí 1: 1 đều được chấp nhận. Bất kỳ điều nào trong số này đều có thể được chấp nhận đối với người dùng cụ thể hiểu những rủi ro liên quan đến TUR thấp hơn hoặc các bản dựng những điều này vào quy trình đo lường của họ. Khi chấp nhận TUR ít hơn 4: 1, điều quan trọng là phải xem xét dải dung sai của UUT nơi đọc "Như đã tìm thấy" của nó được xác định là quan trọng hơn, nơi UUT được để lại trong quá trình hiệu chuẩn. TUR 4: 1 là điểm mà hầu hết các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn chất lượng cao đều phấn đấu. Nó là điểm tại đó mức xác suất dung sai duy trì lâu nhất là 100%, với mức tốt nhất tính kinh tế theo quy mô.

Trong một số trường hợp, TUR 4: 1 có thể không đạt được. Các yếu tố có thể gây ra tình huống

trong đó TUR <4: 1 bao gồm:

• Sẵn có các tiêu chuẩn đầy đủ

• Công nghệ của T&ME tương ứng đang đạt đến cấp độ nội tại của ngành học cụ thể.

Người dùng có thể chấp nhận rủi ro cao hơn liên quan đến TUR có thể đạt được (ví dụ: 2: 1)

trái ngược với yêu cầu đạt được TUR 4: 1. Trong trường hợp TUR 4: 1 là cần thiết, nhà cung cấp hiệu chuẩn có thể phải đầu tư vốn đáng kể chi phí để mua các tiêu chuẩn phòng thí nghiệm thích hợp. Điều này có thể dẫn đến sự gia tăng trong giá hiệu chuẩn, là lựa chọn thay thế khác: chọn trả chi phí cao hơn để đảm bảo đo lường tốt hơn (và giảm rủi ro).

Thảo luận

Với TUR là 1: 1 (xem hình 1), tổng độ không đảm bảo của quá trình hiệu chuẩn là tốt như, (nhưng không tốt hơn), khả năng chịu đựng của UUT. Nếu hai dụng cụ này các kết quả đọc khớp chính xác trong khi UUT không có lỗi, nguy cơ UUT tạo ra  đo lường bên ngoài đặc điểm kỹ thuật của nó được giới hạn trong sự trôi dạt của nó. Bây giờ điều quan trọng là ước tính khoảng thời gian UUT sẽ duy trì (lặp lại) giá trị đo được. Phần lớn các nhà sản xuất xác định độ trôi hoặc độ không ổn định của sản phẩm của họ và so khớp những với chu kỳ hiệu chuẩn được khuyến nghị để đảm bảo độ lệch UUT không vượt quá dung sai quy định trong chu kỳ này hoặc khoảng thời gian hiệu chuẩn. Người dùng cần lưu ý điều này làm tăng nguy cơ. Nếu sự sai lệch xảy ra giữa các lần hiệu chuẩn, thì khả năng xảy ra UUT hoạt động bên ngoài các thông số kỹ thuật của nó tăng lên khi TUR thấp hơn. T&ME rằng sự trôi dạt bên ngoài các thông số kỹ thuật được thiết kế của nó có thể làm tăng các phép đo không chính xác, có thể có những ảnh hưởng bất lợi đối với sản phẩm hoặc hệ thống. Kết quả cuối cùng là TUR 1: 1 có rủi ro cao hơn về việc UUT hoạt động bên ngoài các thông số kỹ thuật thiết kế của nó và làm tăng xác suất thực hiện các phép đo không tốt. Tuy nhiên, có những tình huống không thể cung cấp tốt hơn TUR 1: 1. Điều này thường thấy ở cấp cao hơn các cấp trong chuỗi truy xuất nguồn gốc, nơi đánh giá thống kê phức tạp và hiệu chuẩn các thuật toán chu kỳ được thực hiện. Nhà đo lường, Nhà vật lý và Kỹ sư thực hiện làm việc ở cấp độ này để giảm thiểu rủi ro liên quan đến việc chuyển giao phép đo giữa

các viện đo lường quốc gia, chẳng hạn như Viện Công nghệ Tiêu chuẩn Quốc gia (NIST).

Người dùng T&ME cho mục đích chung mong đợi nhà cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn của họ xác minh rằng dụng cụ đang hoạt động trong các thông số kỹ thuật thiết kế của chúng. Lý do cho khuyến nghị về TUR tối thiểu (chẳng hạn như 4: 1 hoặc 10: 1) từ các tiêu chuẩn chất lượng (chẳng hạn như Z-540 và 10012) là để đảm bảo rằng quá trình hiệu chuẩn có thể cung cấp mức độ tin cậy rằng thiết bị đang hoạt động trong các thông số kỹ thuật thiết kế của nó.

 

Cung cấp TUR được chấp nhận không phải lúc nào cũng là thông lệ của các nhà cung cấp dịch vụ hiệu chuẩn. Nếu nhà cung cấp không đưa ra TUR có thể chấp nhận được thì họ phải làm cho khách hàng nhận thức được TUR có thể đạt được và để khách hàng đưa ra quyết định có hoặc

không tiến hành hiệu chuẩn.

Phân tích

Khi một thiết bị được hiệu chuẩn, nó sẽ được tìm thấy bên trong hoặc bên ngoài sức chịu đựng của nó . Trong tình huống TUR 1: 1, với thiết bị đọc chính xác ở danh nghĩa, có một xác suất cao (gần 100%) rằng công cụ đang ở sức chịu đựng. Nếu thiết bị được tìm thấy ở chính đỉnh của dải dung sai thì ở đó

Thảo luận

Phân tích

gần 50% khả năng là thiết bị nằm ngoài thông số kỹ thuật thiết kế của nó, bất kể TUR. Các công cụ hiếm khi được tìm thấy chính xác trên danh nghĩa. Như hình 1 thể hiện, đối với TUR 1: 1, ngay khi số đọc UUT lệch khỏi danh nghĩa, có khả năng cao là công cụ thực sự có thể nằm ngoài thiết kế của nó đặc điểm kỹ thuật, mặc dù việc đọc ngụ ý rằng nó nằm trong thông số kỹ thuật của nó. Thậm chí nếu thiết bị được tìm thấy / để lại ở mức danh nghĩa, thì không có khả năng bị trôi theo thời gian và UUT có thể sẽ thất bại trong quá trình hiệu chuẩn tiếp theo hoặc trôi ra ngoài nó đặc điểm kỹ thuật của trong quá trình sử dụng

 

 

Ở TUR 2: 1 (Hình 2) có xác suất dung sai cao hơn ngoài danh nghĩa (mà tương đương với khoảng 35% dải dung sai) với xác suất trong dung sai giảm xuống dưới 90% ở 40% dải dung sai và giảm dần xuống 50% sau đó

 

 

Ở TUR 4: 1 (Hình 3), xác suất dung sai vẫn không đổi ở mức 100% (đến khoảng 50%

của dải dung sai của thiết bị), giảm xuống dưới 90% ở 70% của dải dung sai, và sau đó cắt giảm mạnh xuống 50% sau đó .. Mức điều chỉnh dải bảo vệ khi việc đọc "Như đã nhận" vượt quá 70% dung sai sẽ có lợi cho sự tin cậy của hiệu chuẩn

 

 

Ở TUR 10: 1 (Hình 4), xác suất dung sai vẫn không đổi ở mức 100% đến hết xấp xỉ 80% dải dung sai của dụng cụ, tại thời điểm đó, nó giảm xuống rất mạnh đến 50%. Mức điều chỉnh dải bảo vệ khi đọc "Như đã nhận" vượt quá 85% dung sai sẽ có lợi cho độ tin cậy của hiệu chuẩn.

 

 

Lưu ý rằng phải thay đổi từ 4: 1 thành 10: 1 để chỉ cải thiện 15% mức độ bảo vệ! TUR 10: 1 rõ ràng mang lại sự tự tin cao hơn những người khác được đề cập nhưng trong nhiều tình huống có thể không thực tế do chi phí hoặc giới hạn trong Công nghệ.

Ngoài ra, TUR 100: 1 cung cấp độ tin cậy xấp xỉ 100% rằng đơn vị trong đặc điểm kỹ thuật thiết kế của nó trong suốt 98% dải dung sai của nó. Tuy nhiên, điều này khá phi thực tế do chi phí liên quan đến việc đạt được mức độ không đảm bảo này hoặc các giới hạn trong công nghệ. Tại thời điểm này, hệ số 10 chỉ đạt được 15% cải thiện mức băng tần bảo vệ. Điều chỉnh dải bảo vệ bởi nhà cung cấp hiệu chuẩn phải là một quá trình xác định trong khi nhà cung cấp hiệu chuẩn sẽ điều chỉnh UUT ở mức 70% của dải dung sai khi sử dụng TUR 4: 1. Đây không phải là thực tế phổ biến với các nhà cung cấp hiệu chuẩn. Là người dùng của MT&E, bạn nên hỏi nhà cung cấp của mình về việc quy trình “Điều chỉnh dải bảo vệ” này là một phần của thực hành tiêu chuẩn của họ hoặc, nếu không, nếu cái này có thể được cung cấp Không phải lúc nào bạn cũng có thể điều chỉnh T&ME. Một số T&ME có giá trị cố định chẳng hạn như khối gage, khối lượng cố định và điện trở cố định, sẽ không thực tế để điều chỉnh. Đối với loại thiết bị này, người sử dụng phải hiểu các tác động và sử dụng các giá trị được chứng nhận trong quá trình đo lường của họ hoặc thực hiện các điều chỉnh trong mức độ tin cậy của quá trình đo lường của họ. Có thể có những tình huống khác mà Không thể điều chỉnh T&ME do điều chỉnh phạm vi tương ứng của T&ME. Đầu dưới của phạm vi có thể cần được điều chỉnh đến 80% dung sai của nó vì vậy đầu cao hơn của phạm vi đáp ứng khả năng chịu đựng của nó. Trong những tình huống này, nó sẽ là nên yêu cầu TUR cao hơn từ nhà cung cấp hiệu chuẩn.

Những giá trị nào của TUR trên thực tế có thể đạt được?

Điều này phụ thuộc vào thông số được đo, Tiêu chuẩn đang được sử dụng và công nghệ hiện tại có sẵn cho phép đo. Nếu công nghệ chưa được phát triển để đạt được hiệu quả tốt hơn, chẳng hạn như TUR 2: 1 cho một thông số cụ thể, thì đó là phép đo tốt nhất có thể đạt được. Nó được để lại cho người dùng cuối của UUT để áp dụng thông tin này đúng vào quy trình của họ. Là kiểm soát quy trình thống kê trở nên phổ biến hơn trong ngành, giá trị TUR có thể đạt được bằng cách xác định mức độ tin cậy trong các quy trình và lần lượt xác định các hạn chế trong T&ME được sử dụng để kiểm soát các quy trình đó. Giả định rằng T&ME luôn đưa ra các phép đo chính xác trong các thông số kỹ thuật thiết kế tương ứng của chúng phải được đặt câu hỏi. Mỗi người dùng phải hiểu độ không đảm bảo đo liên quan đến các phép đo trong quá trình của chúng liên quan như thế nào chuỗi đo lường truy xuất nguồn gốc. Hiểu và áp dụng đúng cách TUR đúng có thể giúp người dùng đảm bảo các phép đo phù hợp với các yêu cầu của mà không cần chi tiêu nhiều hơn mức cần thiết để đạt được kết quả chính xác.