什么是量具的线性和偏倚

在尺寸测量设备的验收条件中有两条MSA的条款:

1GRR≤10

2)线性和偏倚≤3


勇哥下面引用一些资料对于编倚做一下扫盲说明:

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分析偏倚首先要看数据呈正态分布,其次要看偏倚值是否落在95%的置信区间范围内。

线性%分析结果可以视公司内部界定的特性重要等级来看,目前我们定义的是:
a. 对测量重要特性的测量系统,线性%≦5%时可接受
b. 对测量一般特性的测量系统,线性%≦10%时可接受.
c. 线性%>10%时,拒绝接受.


什么是偏倚和线性?


  • 偏倚

  • 偏倚检查实测平均测量值和参考值之间的差。偏倚表示与参考值相比,量具的准确度如何?

  • 线性

  • 线性检查测量值通过测量值预期范围的准确度。线性指示量具是否在所有参考值中具有相同的准确性。

使用偏倚和线性测量量具准确度的示例

制造商想知道温度计在 5 个热度设置(202°、204°、206°、208° 和 210°)下是否能提供准确且一致的测量值。在每个设置处获取六个测量值。要确定温度计是否偏倚,请用各个测量值减去参考值。下表计算了在热度设置 202° 处获取的测量值的偏倚值。

测量
实际
偏倚
202.7-202=0.7
202.5-202=0.5
203.2-202=1.2
203.0-202=1.0
203.1-202=1.1
203.3-202=1.3
202° 热度设置处的温度测量值呈正偏倚。该温度计提供的测量值比实际温度高。


要说明温度计数据的线性,需要确定各个热度设置下的温度计的偏倚是否有变化。如果数据没有在散点图上形成一条水平线,则表明存在线性。

image.png

散点图显示偏倚随热度设置的增加而变化。低热度设置处的温度高于实际温度,而高热度设置处的测量值低于实际温度。因为偏倚随热度设置而变化,所以此数据中存在线性。



什么是量具线性和偏倚研究?

 

量具线性和偏倚研究用于确定您的量具测量是否准确。研究评估线性(测量在预期测量范围内准确性如何)和偏倚(您的测量对比参考值如何)。

当您执行量具线性和偏倚研究时,Minitab 会显示一张有关参考值中偏倚的最佳拟合线图。

在输出的线性部分,Minitab 会显示量具测量值与参考值的一致性程度。当斜率很小时,量具线性较佳。

偏倚表明您的测量值接近参考值的程度如何。正偏倚表明量具高估。负偏倚表明量具低估。偏倚百分比值表明作为过程变异百分比的偏倚量值(通常 6 西格玛)。

如果量具在较小的参考值上得出低测量值,在较大的参考值上得出高测量值,则表明可能存在统计意义上比较显著的斜率(斜率的 p 值表明了此显著性),斜率表明存在较大的线性。这种情况下,偏倚值在一个极端是正值,在另一个极端是负值,导致无法解释整体偏倚。

量具线性和偏倚研究示例

某工程师受雇于制造各种直径螺丝钉的公司。该工程师想获悉在测量系统中是否存在偏倚,该偏倚是否稳定,是否不受螺丝钉外径的约束。

下面是Minitab 18做出的偏倚报告 

image.png

此工程师选择了 5 种大小的螺丝钉(0.25"、0.5"、1.0"、1.5" 和 2.0"),操作员对每种螺丝钉的外径测量 12 次。

在所有的螺丝钉大小中,都存在偏倚且比较显著(对于所有的参考大小,p 值小于 0.05)。例如,对于 0.25" 螺丝钉,平均偏倚为 0.0057583。因此平均起来,直径测量高于参考值。偏倚随螺丝钉直径的增大而增大,由散点图中的正斜率直线表示。各个尺寸的偏倚不一致性表明测量系统也存在线性问题 (p = 0.00)。


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