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GBT 18779.5-2020 产品几何技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第5部分:指示式测量仪器的检验不确定度.pdfICS,17.040.40 L42
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DG/TJ08-2292-2019 预应力钢筒混凝土顶管应用技术标准产品儿几何技术规范(GPS)
Geometricalproductspecifications(GPS)Inspectionbymeasurementof workpieces andmeasuring equipmentPart5:Uncertainty inverification testingofindicatingmeasuringinstruments
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引言 范围 规范性引用文件 术语和定义 通则 被测量 检测方责任准则 指示式测量仪器检测中的具体问题 附录A(资料性附录)使用替代检测设备的指南 附录B(资料性附录)与GPS矩阵模型的关系 参考文献
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产品几何技术规范(GPS) 工件与测量设备的测量检验 第5部分:指示式测量仪器的
GB/T18779的本部分规定了评估检测值不确定度的概念及术语。在GPS指示式测量仪器的检验 检测中,根据机构间达成的检测协议,通过仪器得到检测值。 注:检测值不确定度与测量工件时由指示式测量仪器引起的测量不确定度是不同的。GB/T18779的本部分中仅 涉及前者。后者参见JJF1059.1和GB/T18779.2。 当指示式测量仪器的检验包含了多个检测值时,有些与仪器示值有关,另一些与其他计量特性有 关,GB/T18779的本部分仅涉及前者。 本部分规定了检测协议确定后如何评估检测值不确定度,不涉及规定检测协议的适用性, 本部分适用于GPS通用标准(见GB/T20308)中涉及指示式测量仪器的所有规范
GB/T18779的本部分规定了评估检测值不确定度的概念及术语。在GPS指示式测量仪器的检验 检测中,根据机构间达成的检测协议,通过仪器得到检测值。 注:检测值不确定度与测量工件时由指示式测量仪器引起的测量不确定度是不同的。GB/T18779的本部分中仅 涉及前者。后者参见JJF1059.1和GB/T18779.2。 当指示式测量仪器的检验包含了多个检测值时,有些与仪器示值有关,另一些与其他计量特性有 关,GB/T18779的本部分仅涉及前者。 本部分规定了检测协议确定后如何评估检测值不确定度,不涉及规定检测协议的适用性 本部分适用于GPS通用标准(见GB/T20308)中涉及指示式测量仪器的所有规范。
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注1:在一个检测协议中不一定包含所有的测量步骤。 注2:检测常被用来检验GPS指示式测量仪器的技术参数。 注3:指示式测量仪器的技术参数可通过一个或多个最大允许误差(MPE)表示。 注4:检测的典型案例是验收检测和复检检测。 注5:本术语有时在更广泛的意义下使用,包括当检测结果是二态的或分类值的情况。确定软件的算法是否收敛是 二态判别的一个例子。GB/T18779的本部分中仅指对检测值的检测。 注6:见图1。 3.2 检测实例 testinstance 产生检测结果的检测设备、装置、测量序列、环境和仪器条件等的组合。 3.3 许可检测实例permissibletestinstance 按照检测协议,采用替代方案和特定条款的检测实例。 注1:当检测协议允许替代方案时,替代方案既可以是离散的,也可以是连续的。离散的例子是检测设备的选取,例 如坐标测量机(CMM)检验中量块的选取,连续的例子是满足检测条件要求的环境温度 注2:当检测协议明确指定测量次数时,就会出现特定条款,例如,条款中明确规定重复测量的次数。 注3:检测可能同时需要替代方案和特定条款,例如,根据检测合作方的要求(替代方案),在有限数量的配置(特定 条款)中选择检测设备对指示式测量仪器进行检测。 注4:替代方案有两个用途: 为了适应实际条件,例如,使用现有的检测设备替代原来的检测设备,或符合检测环境条件要求的任何实 际环境; 2) 在检测之前对检测细节不加以详细说明,以鼓励指示式测量仪器的制造商(为了避免仪器被拒收)提供符 合要求的指示式测量仪器,例如:检测步骤的细节可能在检测时由检测合作方(3.14)确定,迫使制造商对 任何可能的步骤选项提供全部符合要求的指示式测量仪器。 3.4 被测量 test measurand 在一个由检测协议定义的许可检测实例中被检验的指示式测量仪器的计量特性, 注:一份检测协议可能允许多个许可检测实例以适应实际环境及限制实验成本。对于每一个检测实例,被测量都 有其定义,不同的许可检测实例可能会有不同的被测量。 3.5 检测协议testprotocol 预先定义的详细检测规范,对被测量、要求的检测条件以及判定规则给出了定义。 注1:检测协议可由相关的标准定义。当没有标准适用时,可由检测方或者检测合作方(3.14)定义。 注2:检测方和检测合作方在检测前应对检测协议达成一致。 注3:在GB/T18779.1中给出了默认的判定规则。定义替代判定规则的指导参见GB/T18779.6。 注4:明确的检测协议对于检测的有效性来说是至关重要的。特别地,许可检测实例集合的定义需要在完备性与实 际经济可行性之间进行折中。 注5:由于GB/T18779.1中的默认规则是严格和保守的,在这种情况下指示式测量仪器的检验接近绝对意义上的 验证。 3.6 被测量的示值measuredtestindication 检测中得到的结果,根据检测操作集由该结果得到检测值。 注:根据检测协议中的条款,检测值可基于单一或多个被测量的示值得到。 3.7 检测操作集 test operator 根据规定的数学和/或统计方法,在检测中应用于被测量的示值以获得检测值的一组有序操作。
许可检测实例permissibletestinstan
按照检测协议,采用替代方案和特定条款的检测实例。 注1:当检测协议允许替代方案时,替代方案既可以是离散的,也可以是连续的。离散的例子是检测设备的选取 如坐标测量机(CMM)检验中量块的选取,连续的例子是满足检测条件要求的环境温度 注2:当检测协议明确指定测量次数时,就会出现特定条款,例如,条款中明确规定重复测量的次数 注3:检测可能同时需要替代方案和特定条款,例如,根据检测合作方的要求(替代方案),在有限数量的配置(特 条款)中选择检测设备对指示式测量仪器进行检测 注4:替代方案有两个用途 1 为了适应实际条件,例如,使用现有的检测设备替代原来的检测设备,或符合检测环境条件要求的任作 际环境; 2) 在检测之前对检测细节不加以详细说明,以鼓励指示式测量仪器的制造商(为了避免仪器被拒收)提任 合要求的指示式测量仪器,例如:检测步骤的细节可能在检测时由检测合作方(3.14)确定,迫使制造商 任品可能的步普项温供金维合英的指示式洲量仪票
个由检测协议定义的许可检测实例中被检验的指示式测量仪器的计量特性。 分检测协议可能允许多个许可检测实例以适应实际环境及限制实验成本。对于每一个检测实例,被测量都 其定义,不同的许可检测实例可能会有不同的被测量,
GB/T18779.5—2020注1:每一个检测值都依据一个检测操作集得到。当一个检测有多个检测值时(详见3.8中的注4)就需要同样数目的检测操作集。注2:在序列当中的操作可大致分为四类:剔除异常值、降噪、统计及其他数学运算。剔除异常值的例子:1剔除被测量的示值里位于99%分位以外的示值;2)当不超过2%的示值不能满足规范要求时,重复三次该测量。降噪的例子:1选取重复测量值的中值;2)进行(空间)频率分析并剔除所有高于某一预定义阈值的波长。统计的例子:1)选取被测量的示值的均值;2)选取被测量的示值绝对值中的最大值。其他数学运算的例子1)根据示值得到的坐标计算获得高斯(最佳拟合)球面,并计算每个示值到球体中心的距离;2)在一条线上扫描,计算被测量的示值的均值。3.8检测值test value在检测中测量得到的量值,用以估计被测量的大小。注1:检测值是基于被测量的示值,并依据检测操作集得到。注2:因为受检测协议的限制,检测值通常不能完全反映指示式测量仪器的性能。注3:一个检测值可能从多个被测量的示值中依据检测操作集得到。注4:一个检测可能产生多个检测值,例如,一个检测可能对指示式测量仪器的多个计量特性具有最大允许误差要求,导致多个检测值。注5:图1所示为一个具有单一最大允许误差(MPE)的检测的例子。当检测中涉及多个最大允许误差时,对每个最大允许误差重复步骤3~步骤7。注6:可能会存在没有可用于比较的最大允许误差的情况。可能的例子,当指示式测量仪器废弃后又被修复时,或当原始最大允许误差在复检检测之前按照公司要求被调整以满足实际需求时。在这些情况下,不能用步骤5~步骤7,并且检测将随着检测值的确定而结束。1准备及测量被测量的示值2 38受9检测操作集控检测协议于检测值6最大允许误差6判定规则7接受/拒收图1检测示意图3
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检测值不确定度testvalueuncertainty 检测不确定度testuncertainty 与检测值相关联的测量不确定度。 注1:检测值不确定度不是被检指示式测量仪器性能的一种度量,仪器的性能是通过检测值反映的。 注2:检测值不确定度通常用在判定规则中。 注3:检测值不确定度通常由检测仪器检测方控制和负责,检测方通常提供和使用检测设备。当替代的检测设备由 检测合作方(3.14)提供时,见7.4。 注4:检测值不确定度不包含在许可检测实例中由检测值可能的非唯一性所引起任何定义不确定度。依据检测协 议,检测对于任何许可检测实例都是有效的,对于每个许可检测实例都有唯一的检测被测量(见定义3.4 的注)。 注5:检测值不确定度既不反映在评定计量特性时检测协议的有效性,也不反映在不同的许可检测实例中检测值的 复现性
例1:检测设备的温度分布(包括其在空间和时间上的梯度)。 例2:在检测中检测设备和指示式测量仪器之间的相对位移(漂移和扭摆)和由装夹引起的检测设备的应变。 注:在检测指示式测量仪器时,指示式测量仪器的角色与用其测量零件时是相反的(被测仪器与测量仪器)。 的,对零件测量来说,是用一个已知精度的指示式测量仪器来测量零件的一个未知特性。但是在本部分中 知精度的检测设备被用来测量未知精度的指示式测量仪器的检测值。因此LY/T 3040-2018标准下载,与检测设备有关联的输入量是 响量,而与仪器相关联的输人量则不是,
检测方tester 执行检验检测的一方。 3.14 检测合作方testercounterpart 在检测中,除检测方以外的另外一方。 注1:在验收检测中,检测合作方可能是客户,也可能是供应商,或第三方。 注2:在复核检测中,检测合作方是用户,或第三方。 3.15 检测方责任准则testerresponsibilitycriterion 认可输人量作为检测值不确定度分量的准则,该准则仅在检测方直接或间接控制检测值不确定度 时适用。 注1:检测方直接控制不确定度分量的例子是检测设备的热稳定性以及检测设备的调试。
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GB/T18779.1中对合格(或不合格)的判定规则给出了一致的判断方法,不管规范是与工件相对应 被动测量),还是与指示式测量仪器相对应(主动测量)。除非用明确的公差(对工件而言)以及最大允 午误差(对仪器而言)代替通用术语规范,否则对这两种情况不予区别。这种一致性非常重要,因为它提 供了统一的方法。在这两种情况中,判定规则都是基于测量不确定度的,这是判定规则中至关重要的 部分。 在检测零件时对测量不确定度的评估可能并不简单,但在概念上是简单明了的。要检测的是零件 的一个或多个要素的尺寸或几何特征。产品几何技术规范(GPS)提供了一套复杂、详细、明晰的语言、 符号和概念工具来明确要素特征。检测所需的所有信息都包括在零件规范中,例如,技术图样。检测方 可以(例如,基于经济性)在多种测量仪器和测量技术之间进行选择,以检测给定零件是否符合规范。各 种替代的检测方法用来得到不同不确定度范围内的相同检测值。 当检测指示式测量仪器时,测量不确定度的评估可能会很简单,但在概念上并非简单明了,需要仔 细考虑。在这种情况下检测的目的是评估指示式测量仪器的计量特性。即使对于很简单的指示式测量 仪器,可能的测量任务也有很多。对于复杂的指示式测量仪器(例如坐标测量机),可能的测量任务几乎 是无穷多的。此外,环境可能在所要求的检测条件下变化,从而对性能产生影响。不同的许可检测实例 可能产生不同的检测值。原则上来说,应对所有可能的测量任务及环境条件进行检测,但这通常是不可 能的,在经济上也是不可行的, 为了使检测可行、明确、有价值,检测协议是必要的。检测协议明确了被测量以及完成检测需要满 足的条件,例如,测量程序、检测设备等。检测协议是完备性和实际经济可行性之间的折中,通常无法考 在最大允许误差规定下覆盖的所有变量。为了减轻由于成本而导致的覆盖范围的不足,检测协议有 时充许对于验收检测提供一系列可用的测量程序,以便用户在检测时自由地选择其中的一个。这种方 式鼓励仪器制造商制造指示式测量仪器符合系列中的任何测量程序。一份好的检测协议应在有限的工 作量和经济成本下覆盖指示式测量仪器的大部分性能。 一旦各方同意使用一个检测协议,则在该协议中规定的任何替代方案及条款都是允许的。随之而 来的问题是,由不同的许可检测实例而导致的检测值的变化是否应计入检测值不确定度,例如,如果检 测协议对测量次数进行了限定,增多测量次数将会产生不同的检测值,这种变化是否应计人检测值不确 定度之中也成为问题。 本部分的第5章~第7章讨论了哪些应计入检测值不确定度分量,哪些不应计入,并给出了建议
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被测量是指示式测量仪器许可检测实例中的计量特性。其大小由检测值估计得到,通常在考虑检 测值不确定度的情况下,与明确规定的最大允许误差比较从而决定接受或拒收该指示式测量仪器。每 一个许可检测实例定义对应的被测量。 注:若检测协议中有相应规定,则同一个检测可能会考虑多个被测量。为简单起见,下文将以对单个被测量的处理 为例。当有多个被测量时,下述内容适用于每一个被测量。 检测是由检测协议指导的,检测协议明确了被测量以及许可检测实例。替代方案承认不同的检测 实例是同等有效的DB41/T 1419-2017标准下载,而特定条款则对其施加了限制。一个好的检测协议应在保证可行性的前提下尽可 能限制替代方案和特定条款,以使得能代表指示式测量仪器全部计量特性的检测值可复现。然而,受时 间及成本的限制,这通常不可能。基于专业评估及经验,检测协议是检测完备性和实际可行性之间的折 中,因此需要一些替代方案以及特定条款以适应实际情况,并将检测的工作量及成本限制在合理的范围 内。不可避免的结果是允许多个不同的检测实例存在,有可能产生不同的检测值。 原则上来说,一个涵盖了所有许可检测实例的检测(即没有其他条款)可获得与被测量相关的指示 式测量仪器性能的所有信息。 由于不能进行无限多次的测量,检测协议会明确规定如测量的次数等特定条款。为了减少其影响, 有时也会充许多个替代方案,在检测时从其中选取。这样,指示式测量仪器的制造商无法事先知晓实际 验测实例的所有细节,因此,制造商为避免拒收,会制造对任何许可检测实例而言都合规的指示式测量 义器。此外,可能会允许使用替代方案以适应实际检测条件以及设备,例如,在符合检测要求的条件下, 虽然可选择其他温度,但通常会选取实际环境温度。 因此,许可检测实例可能会互不相同,也不同于测量无限多次的理想情况。检测协议有责任保证在 由任何许可检测实例得出的检测值与由其他检测实例或测量无限多次的理想情况下得到的检测值之间 没有太大差别。由每个许可检测实例产生的检测值是所有可能的检测值的集合中的一个元素,检测协 议有责任保证对检测值集合而言该元素具有足够的代表性。 随之产生的问题是,由于许可检测实例缺乏代表性(即不同的许可检测实例之间有差别)而导致的 验测值的变动是否构成检测值不确定度分量。这个同题在评定检测值不确定度时最易被误读,在从业 者中产生很大的困惑。 如果被测量是在所有可能的检测实例的全部检测值之上定义的,那么检测值的变动也应是构成检 测值不确定度的一部分。相反地,如果被测量是在单一许可检测实例上定义的(详见3.4),这意味着变 动不在被测量的定义范围之内,因此不是构成检测值不确定度的一部分。每个许可检测实例对应一个 被测量,各方对检测协议达成一致,同意只对一个被测量进行检测,且该被测量被看作代表了指示式测 量仪器的性能。
5.2输入量和被测量的定义