Khi người kiểm tra chất lượng đo trục bằng máy đo độ cứng Leeb cầm tay và nhận được 640 HL, trong khi thông số kỹ thuật của quy trình yêu cầu 630±15 HL, kết quả có được chấp nhận không? Nếu độ không đảm bảo đo chỉ là ±3 HL thì câu trả lời là có. Nếu độ không đảm bảo đo đạt tới ±8 HL thì không thể đánh giá kết quả một cách trực tiếp. Đây là tác động thực tế của độ không đảm bảo đo trong phép đo. Đây không phải là một khái niệm lý thuyết chỉ quan trọng trong các phòng thí nghiệm đo lường. Đó là thông số cơ bản mà mọi kỹ sư, thanh tra viên và người quản lý chất lượng cần phải hiểu.
Độ không đảm bảo đo trong phép đo là gì?
Độ không đảm bảo đo là tham số đặc trưng cho độ phân tán của kết quả đo. Nó xác định khoảng thời gian mà giá trị đo được nằm ở mức hợp lý. Ủy ban hỗn hợp về hướng dẫn đo lường (JCGM) định nghĩa nó trong GUM là tham số liên quan đến kết quả của phép đo đặc trưng cho sự phân tán của các giá trị có thể được quy cho đại lượng đo một cách hợp lý.
Trong thực tế, kết quả đo hoàn chỉnh phải được biểu thị dưới dạng giá trị đo được ± độ không đảm bảo đo. Nếu không có độ không đảm bảo đo, phép đo không thể được so sánh với các yêu cầu về dung sai hoặc với kết quả khác từ một thiết bị khác. Ví dụ: khi mua máy đo độ cứng Brinell kỹ thuật số, độ không đảm bảo đo mở rộng được liệt kê trên chứng nhận hiệu chuẩn của nó là bằng chứng trực tiếp về khả năng đo của thiết bị.
Máy đo độ cứng Brinell kỹ thuật số màn hình cảm ứng HBS-3000ET với tháp pháo thủ công Máy đo độ cứng Brinell kỹ thuật số này cung cấp thao tác trên màn hình cảm ứng và điều khiển lực tự động, đảm bảo các phép đo đáng tin cậy. Chứng chỉ hiệu chuẩn của nó cung cấp độ không đảm bảo mở rộng, chứng minh trực tiếp khả năng đo lường của nó để kiểm soát chất lượng. Xem sản phẩm → Độ không đảm bảo đo không giống như sai số đo. Sai số là sự chênh lệch giữa giá trị đo được và giá trị thực và giá trị thực thường không xác định được. Độ không đảm bảo đo là khoảng định lượng độ phân tán của kết quả đo. Ngay cả sau khi các lỗi hệ thống đã được sửa chữa, sự không chắc chắn vẫn tồn tại. Sau khi máy đo độ cứng được hiệu chuẩn, độ lệch hệ thống được hiệu chỉnh nhưng độ không đảm bảo do quá trình hiệu chuẩn gây ra vẫn còn. Đây là lý do tại sao mọi chứng chỉ hiệu chuẩn đều liệt kê độ không đảm bảo đo mở rộng: nó cho người dùng biết kết quả đo thực tế của thiết bị đáng tin cậy đến mức nào.
Độ không đảm bảo loại A và loại B: Nguồn khác nhau, phương pháp khác nhau
Độ không đảm bảo đo Loại A được đánh giá bằng các phương pháp thống kê dựa trên các phép đo lặp lại. Độ không đảm bảo loại B dựa trên thông tin phi thống kê như chứng chỉ hiệu chuẩn, thông số kỹ thuật của nhà sản xuất, dữ liệu tham chiếu được công bố và điều kiện môi trường.
Ví dụ, trong thử nghiệm độ cứng Vickers, năm phép đo của cùng một mẫu cho kết quả 318, 322, 319, 321 và 318 HV. Giá trị trung bình là 319,6 HV và độ lệch chuẩn thực nghiệm là 1,7 HV. Độ không đảm bảo chuẩn của giá trị trung bình là 1,7 chia cho căn bậc hai của 5, bằng 0,76 HV. Đây là đánh giá loại A.
Mặt khác, chứng chỉ hiệu chuẩn có thể nêu độ không đảm bảo đo mở rộng là ±6 HV với hệ số phủ k bằng 2. Độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn là 6 chia cho 2 hoặc 3 HV. Đây là đánh giá loại B.
Để tính độ không đảm bảo đo tổng hợp, hãy kết hợp các thành phần theo tổng bình phương căn bậc hai. Đối với ví dụ này, độ không đảm bảo đo tổng hợp u c bằng căn bậc hai của 0,76 2 cộng 3 2 , xấp xỉ 3,1 HV.
| Phương pháp đánh giá | Loại A | Loại B |
| Nguồn dữ liệu | Các phép đo lặp lại | Hiệu chuẩn certificate, specifications, reference data |
| Cơ sở thống kê | Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình | Chia cho hệ số phủ k |
| Ví dụ trong kiểm tra độ cứng | Năm số đo: 318, 322, 319, 321, 318 HV | Hiệu chuẩn certificate: U=6 HV, k=2 |
| Độ không đảm bảo chuẩn | 0,76HV | 3 HV |
Độ không đảm bảo đo lường và kiểm soát chất lượng: Tác động thực tế
Độ không đảm bảo đo ảnh hưởng trực tiếp đến các quyết định đạt-không đạt, chiến lược hiệu chuẩn và hoạt động kiểm tra của khách hàng.
Khi kết quả đo gần với ranh giới dung sai, độ không chắc chắn sẽ xác định liệu kết quả đó có thực sự chấp nhận được hay không. Hãy xem xét yêu cầu về độ cứng là 315±10HV. Giá trị đo được là 320HV với độ sai số ±5HV có thể được chấp nhận. Nhưng với độ không chắc chắn là ±15HV, thanh tra viên không thể đưa ra quyết định chắc chắn nếu không điều tra thêm.
Chiến lược hiệu chuẩn cũng phụ thuộc vào sự không chắc chắn. Độ không đảm bảo đo nhỏ hơn cho phép khoảng thời gian hiệu chuẩn dài hơn, giảm thời gian ngừng hoạt động và chi phí bảo trì. Độ không đảm bảo đo lớn hơn đòi hỏi phải hiệu chỉnh lại thường xuyên hơn.
Trong hệ thống ISO 9001 và ISO/IEC 17025, đánh giá viên đặc biệt chú ý đến cách các phòng thí nghiệm đánh giá và báo cáo độ không đảm bảo đo. Một phòng thí nghiệm không thể chứng minh được ngân sách không chắc chắn có thể không thực hiện được các cuộc đánh giá chứng nhận ngay cả khi thiết bị có vẻ hoạt động bình thường. Đối với các doanh nghiệp sản xuất, hiểu biết về sự không chắc chắn cũng cải thiện độ chính xác kiểm tra vật liệu và giúp giải quyết tranh chấp với nhà cung cấp hoặc khách hàng. Khi một kết quả thử nghiệm được đặt câu hỏi, việc tính toán độ không đảm bảo sẽ cung cấp bằng chứng khách quan về chất lượng sản phẩm.
Cách tính độ không đảm bảo đo: Quy trình từng bước
Việc đánh giá độ không đảm bảo đo có thể được thực hiện theo bảy bước. Toán học nâng cao là không cần thiết nhưng cần phải hiểu rõ về quá trình đo lường.
- Xác định đại lượng đo và thiết lập mô hình đo lường.
- Xác định tất cả các nguồn không chắc chắn có thể ảnh hưởng đến kết quả.
- Định lượng từng thành phần bằng phương pháp Loại A hoặc Loại B.
- Chuyển đổi từng thành phần thành độ không đảm bảo chuẩn.
- Kết hợp tất cả độ không đảm bảo chuẩn bằng phương pháp tổng bình phương căn bậc hai.
- Nhân độ không đảm bảo đo tổng hợp với hệ số bao phủ, thường là k bằng 2 để có độ tin cậy xấp xỉ 95%.
- Báo cáo kết quả đầy đủ, bao gồm giá trị đo, độ không đảm bảo đo mở rộng và hệ số phủ.
Độ không đảm bảo mở rộng với k=2 là định dạng báo cáo tiêu chuẩn được ISO/IEC 17025 và hầu hết các hệ thống quản lý chất lượng mong đợi.
Độ không đảm bảo đo trong kiểm tra độ cứng và phân tích vật liệu
Trong kiểm tra độ cứng và phân tích kim loại, độ không đảm bảo chủ yếu đến từ việc hiệu chuẩn thiết bị, chuẩn bị mẫu, kỹ thuật của người vận hành và điều kiện môi trường.
Thiết bị tự động và kỹ thuật số làm giảm sự không chắc chắn do người vận hành gây ra. Máy kiểm tra độ cứng Brinell kỹ thuật số màn hình cảm ứng tự động đọc đường kính vết lõm và tính toán giá trị độ cứng, giảm sai số đọc từ khoảng 5% xuống dưới 1%. Điều này trực tiếp cải thiện thành phần Loại A của độ không đảm bảo.
Máy đo độ cứng đa chức năng kỹ thuật số HBRVS-187.5 dành cho Brinell, Rockwell và Vickers Kết hợp các phương pháp Brinell, Rockwell và Vickers trong một thiết bị, máy đo độ cứng kỹ thuật số này làm giảm sự khác biệt mang tính hệ thống do thay đổi thiết bị và phù hợp với các vật liệu đa dạng trong phòng thí nghiệm hoặc môi trường công nghiệp. Xem sản phẩm → Đối với các phòng thí nghiệm cần chuyển đổi giữa các phương pháp Brinell, Rockwell và Vickers, máy đo độ cứng đa chức năng sẽ giảm thiểu sự khác biệt mang tính hệ thống phát sinh từ việc thay đổi thiết bị. Đối với các mẫu thử nhỏ hoặc các lớp được làm cứng bề mặt, máy đo độ cứng micro-Vickers với độ chính xác cao hơn là lựa chọn thích hợp. các phương pháp kiểm tra độ cứng được thảo luận trong bối cảnh này đều yêu cầu đánh giá độ không đảm bảo cẩn thận.
Máy đo độ cứng Micro-Vickers thủ công HV-1000Z với màn hình LCD Máy đo độ cứng micro-Vickers này đo các mẫu thử nhỏ và các lớp được làm cứng bề mặt với độ chính xác cao. Nó có tháp pháo tự động và màn hình LCD, lý tưởng cho việc đánh giá trong phòng thí nghiệm nơi phải kiểm soát độ không đảm bảo. Xem sản phẩm → Trong quá trình chuẩn bị mẫu kim loại, độ không đảm bảo cũng xuất hiện trong quá trình cắt, lắp và đánh bóng. Việc chuẩn bị không đồng đều có thể làm cho kết quả đo độ cứng thay đổi vài phần trăm ngay cả trên cùng một mẫu. Việc chọn đúng vật liệu kim loại và tuân theo các quy trình được tiêu chuẩn hóa cũng quan trọng như việc chọn đúng máy đo độ cứng.
Câu hỏi thường gặp
Sự khác biệt giữa độ không đảm bảo đo và sai số đo là gì?
Sai số đo là sự chênh lệch giữa giá trị đo được và giá trị thực. Độ không đảm bảo đo là tham số định lượng độ phân tán của kết quả đo. Lỗi là một giá trị duy nhất; sự không chắc chắn là một phạm vi.
Độ không đảm bảo mở rộng với k bằng 2 có nghĩa là gì?
Điều đó có nghĩa là khoảng được xác định bởi kết quả đo ± độ không đảm bảo đo mở rộng có mức độ tin cậy xấp xỉ 95%. Nếu bạn lặp lại phép đo nhiều lần, khoảng 95% kết quả sẽ nằm trong khoảng đó.
Tại sao độ không đảm bảo hiệu chuẩn lại quan trọng?
Độ không đảm bảo hiệu chuẩn cho bạn biết mức độ chính xác của tiêu chuẩn tham chiếu của bạn. Nó lan truyền thành các phép đo của riêng bạn. Chứng nhận hiệu chuẩn có độ không đảm bảo cao có nghĩa là thiết bị của bạn không thể xác minh dung sai rất chặt chẽ.
Làm cách nào để giảm độ không đảm bảo đo?
Sử dụng thiết bị đã được hiệu chuẩn, kiểm soát điều kiện môi trường, tiêu chuẩn hóa quy trình vận hành và tăng số lần đo lặp lại. Trong thử nghiệm vật liệu, cũng đảm bảo việc chuẩn bị mẫu thử là nhất quán.
