تقدم المناقشة التالية تعريفات وتفسيرات وقيود وأمثلة عملية لمصطلحات القياس من حيث صلتها بمقاييس قياس سمك الطلاء DeFelsko. تشمل الموارد المستخدمة لتطوير هذه الوثيقة في المقام الأول المقالات والمعايير الفنية المنشورة من قبل المنظمات الدولية مثل SSPC و ISO و ANSI و ASTM. والقصد من ذلك هو تطوير منصة مرجعية مشتركة لوثائق DeFelsko بما في ذلك الأدبيات والأدلة والمقالات الفنية والمراسلات ومواد الويب.
الدقة هي مقياس لحجم الخطأ بين نتيجة القياس والسماكة الحقيقية للعنصر الذي يتم قياسه. يتنبأ بيان الدقة بقدرة مقياس سمك الطلاء على قياس السماكة الحقيقية للطلاء المراد قياسه. توفر بيانات الدقة قدرة الأداء عبر نطاق القياس الوظيفي الكامل للقياس. غالبا ما يتم تقسيم نطاق القياس إلى قسمين تتراوح من 0 إلى قيمة ثابتة ؛ ثم كل شيء أكبر من تلك القيمة الثابتة (حتى حد قياس القياس). تتضمن بيانات الدقة بشكل متكرر جزءا ثابتا يظل ثابتا عبر نطاق القياس ، بالإضافة إلى جزء متغير مرتبط بنتيجة القياس لسمك معين. تعتبر بيانات الدقة هذه حاسمة لأن تلك التي ليس لها قيمة ثابتة تعني قياسا دقيقا عند الصفر. لمنع أخطاء التحويل ، يتم ذكر بيانات الدقة في كل من مكافئاتها الإمبراطورية والمترية. يحدد الشكل التالي بيان دقة العينة لمقياس DeFelsko.
الدقة هي مؤشر على التقارب بين قراءات القياس المتكررة. لا يجب أن تكون القراءات قريبة من القيمة المتوقعة أو الحقيقية ليتم اعتبارها دقيقة ، بل يجب أن تكون قريبة من بعضها البعض.
الشكل 1 هو تمثيل للدقة دون دقة. ستتوازن آلاف القراءات إلى متوسط (متوسط) قريب من مركز الهدف. تمثل الدائرة الصغيرة في المركز مواصفات الجزء الذي يتم قياسه. من خلال أخذ قراءات متعددة ، يمكننا تحسين معرفتنا إحصائيا بالمعلمة التي يتم قياسها. هذه عملية موصى بها عند استخدام مقاييس سمك الطلاء. يمثل انتشار القراءات نطاق القراءات ويجب أن يكون ضمن نطاق دقة القياس. يحتوي المقياس الموضح على نطاق دقة أوسع من مواصفات الطلاء الذي يتم قياسه. هذه ليست حالة قياس جيدة. سيكون معادلا لقياس طلاء بمواصفات مرغوبة تبلغ 0.1 ± مع مقياس بدقة ± 1.0. سيكون المتوسط طويل المدى للقراءات قريبا من مركز المواصفات ، لكن عدد القياسات المطلوبة لن يكون عمليا لتطبيق الحياة الحقيقية. ولهذا السبب يجب أن يكون المقياس أكثر دقة من المواصفات.
يوضح الشكل 2 الدقة دون دقة. القراءات دقيقة للغاية ومجمعة ولكنها بعيدة كل البعد عن القيمة الحقيقية في مركز الهدف. يشار إلى المسافة من مركز الهدف إلى مركز (متوسط) القراءات على أنها تحيز الأداة التي تجري القياسات. مثال على مقياس سمك الطلاء هو عندما يقرأ دائما أعلى أو أقل من السماكة الحقيقية. قد يكون المقياس متسقا (دقيقا) ولكنه غير دقيق. يمكن أن ينتج التحيز عن المقياس نفسه أو التآكل أو التلف أو بسبب قياس ركيزة وطلاء معينين. على الرغم من أنه غير مرغوب فيه ، إلا أنه يمكن إصلاح التحيز عادة عن طريق إجراء تعديل معايرة مثل التصفير.
يوضح الشكل 3 الدقة والدقة في نفس الوقت. يمثل هذا مقياس له دقة تعادل مواصفات الجزء. مركز الهدف هو نفس قطر مجموعة القراءات. هذه نسبة عدم يقين تبلغ 1: 1. لا يزال هذا الوضع غير مثالي لأن القراءة خارج دائرة المواصفات قد تكون إما بسبب الدقة المحدودة للأداة أو القياس البعيد الفعلي.
الوضع الأكثر مثالية هو الشكل 4 حيث تكون دقة القراءات دائرة أكثر إحكاما لا تزال موجودة في وسط دائرة المواصفات. في هذه الحالة ، يتم التأكد من أن القراءة التي تقع خارج المواصفات هي قياس بعيد.
عدم اليقين هو الشك (خطأ القياس المحتمل) المرتبط بصحة القياس. فيما يتعلق بمقياس سمك الطلاء ، يحدد عدم اليقين أخطاء القياس التي يمكن أن تحدث بشكل معقول عند قياس سمك الطلاء. قد يشمل ذلك عدم اليقين في القياس (التكرار بناء على دقة القياس عند السماكة المعنية) ، وعدم يقين المشغل (قابلية التكرار بناء على قدرة المشغل على التأثير على القراءات) ، وعدم اليقين في درجة الحرارة والرطوبة (تأثير الظروف البيئية) ، بالإضافة إلى أوجه عدم اليقين الأخرى الخاصة بالتطبيق. من الوسائل الشائعة للجمع بين أوجه عدم اليقين هذه طريقة مجموع المربعات الموضحة في الصيغة التالية.
يتجنب المستخدم عادة العملية المعقدة لتقدير حالات عدم اليقين في العملية باستخدام قاعدة نسبة عدم اليقين المقبولة مثل 4: 1 (وفقا ل ANSI Z540-1 و MIL-STD-45662). تنص نسبة عدم اليقين 4: 1 على أنه إذا كان قياسها أكثر دقة بأربع مرات على الأقل من المواصفات ، فقد يتخطى المستخدم عملية حساب عدم اليقين. لتلبية نسبة عدم اليقين ، تستخدم DeFelsko معايير معايرة عالية الدقة في جميع عمليات التصنيع والمعايرة. لضمان كفاية نسب عدم اليقين هذه بشكل أكبر ، تضع إجراءات المعايرة لدينا معايير لتقليل مصادر الاختلاف ذات الصلة مثل درجة الحرارة والرطوبة.
يريد العميل قياس منتج مطلي. من المتوقع أن يكون سمك الطلاء 10 مل. مواصفات تطبيق الطلاء هي 10 ٪ أو ± 1 مل. وبالتالي فإن النطاق المقبول للقراءات هو 9 إلى 11 مل.
بيان الدقة للأداة هو ± (.1 مل + 1٪) من القراءة. لذلك ، فإن دقة أداة القراءة التي يجب اتخاذها هي ± [.1 مل + (.01 × 10 مل)] = ± 0.2 مل.
لذلك يتم حساب المواصفات مقابل دقة الأداة على أنها 1 مقابل 0.2. هذا يعادل نسبة عدم اليقين 5: 1 ، والتي عادة ما تكون مقبولة لتطبيقات القياس.
في قياس سمك الطلاء ، تكون دقة الأداة هي أصغر زيادة يعرضها القياس. تتراوح دقة أدوات DeFelsko من 0.01 إلى 1 مل (0.5 إلى 20 ميكرومتر) اعتمادا على سمك ونوع الأداة. تتمتع جميع مقاييس DeFelsko بالقدرة على عرض دقة أكبر نظرا لأن قراءات القياس الداخلية والحسابات اللاحقة يتم إجراؤها على العديد من المنازل العشرية. يتم تقريبها لاحقا وتقديمها للمستخدم بناء على إعداد دقة العداد. على الرغم من أنه يمكن تغيير قراءة المقياس لإظهار عدة أرقام أخرى من الدقة ، فإن مثل هذه الزيادة لن تجعل الأداة أكثر دقة ، بل ستزيد ببساطة من الاختلاف الواضح في القراءات.
تعد قابلية التكرار والتكرار (R&R) من العوامل الحاسمة المرتبطة ارتباطا وثيقا بالدقة والدقة. من المفيد التفكير في التكرار من حيث مدى قدرة المقياس على توفير نفس القراءة لمستخدم واحد عند قياس عينة معينة. يشار إلى قدرة المستخدمين المختلفين على الحصول على نفس القراءة عند قياس عينة معينة باسم قابلية التكاثر. توجد طرق إحصائية مثل دراسات Gage R &R لمقارنة قابلية التكرار والتكرار للأدوات المختلفة.
نظرا للتأثير على دراسات Gage R &R ، يجب مراعاة العديد من العوامل الحاسمة عند تقييم الأدوات.
1. التباين داخل العينة التي يتم قياسها. عندما يكون للطلاء والركيزة اختلاف كبير بسبب عوامل مثل الخشونة ، يجب حساب الاختلاف كجزء من دراسة R &R. تنص مواصفات تطبيق الطلاء رقم 2 (PA2) من جمعية الطلاءات الواقية (SSPC) على وجه التحديد على أن "العدادات المغناطيسية حساسة بالضرورة للمخالفات الصغيرة جدا لسطح الطلاء أو السطح الفولاذي أسفل مركز المسبار مباشرة. غالبا ما تختلف قراءات القياس المتكررة على سطح خشن ، حتى في نقاط قريبة جدا من بعضها البعض ، اختلافا كبيرا ، خاصة بالنسبة للأغشية الرقيقة على سطح خشن ذي مظهر جانبي مرتفع ". يمكن تقليل الاختلاف عن طريق تثبيت العينة والمسبار لضمان أخذ القراءات في نفس الموقع ، ولكن لا يزال يتعين على المستخدم التأكد من وجود المواصفات وأهداف التكرار المقابلة معقولة للتطبيق.
2. قرار القراءات. قد يبدو أن الأداة التي لا تحتوي على ميزة "عالية الدقة" لتزويد المستخدم بأرقام أكثر أهمية توفر نتائج أكثر قابلية للتكرار. على سبيل المثال ، قد توفر أداة ذات دقة رقم واحد القراءات التالية (2.1 ، 2.1 ، 2.1). ويمكن أن يكون نص نفس الأداة في وضع "الاستبانة العالية" (2.06 و 2.14 و 2.07). على الرغم من أن كلتا المجموعتين من الأرقام صالحة للوهلة الأولى ، إلا أن المجموعة الأولى تبدو أكثر قابلية للتكرار. على العكس من ذلك ، ضع في اعتبارك المجموعتين التاليتين من القراءات (2.1 ، 2.2 ، 2.1) و (2.14 ، 2.15 ، 2.14). في هذه الحالة ، يكون لوظيفة التقريب تأثير سلبي على تكرار وضع "الدقة المنخفضة".
3. دقة القياس الفعلي. بالنظر إلى عينة بسمك 2.00 معروف ، ضع في اعتبارك قراءات من أداة (دقيقة) 2.21 ، 2.22 ، 2.21 مقابل أداة ثانية (دقيقة) 1.96 ، 2.04 ، 1.97. إذا كان من المعروف أن القيمة الحقيقية للسمك هي 2.00 ، فما الأداة الأكثر عملية للاستخدام ، الأداة الدقيقة ذات التحيز الواضح ، أو الأداة الدقيقة ذات التباين الأكبر قليلا؟ هذه العوامل حاسمة عند اختيار أداة سمك الطلاء لأي تطبيق.
