Die folgende Erörterung enthält Definitionen, Erläuterungen, Einschränkungen und praktische Beispiele zur messtechnischen Terminologie im Zusammenhang mit den DeFelsko-Messgeräten „ Beschichtung “ und „Thickness Messung “. Zu den Quellen, auf die bei der Erstellung dieses Dokuments zurückgegriffen wurde, zählen in erster Linie Fachartikel und Normen, die von internationalen Organisationen wie SSPC, ISO, ANSI und ASTM veröffentlicht wurden. Ziel ist es, eine gemeinsame Referenzgrundlage für die DeFelsko-Dokumentation zu schaffen, einschließlich Literatur, Handbüchern, Fachartikeln, Korrespondenz und Webinhalten.
Genauigkeit ist ein Maß für die Größe der Abweichung zwischen dem Ergebnis eines Messung und der tatsächlichen Dicke des zu messenden Objekts. Eine „ Genauigkeit “-Angabe sagt die Fähigkeit eines „ Beschichtung “-Dickenmessgeräts Messgerät voraus, die tatsächliche Dicke eines zu messenden „ Beschichtung “ zu ermitteln. „ Genauigkeit “-Angaben geben die Leistungsfähigkeit über den gesamten Funktionsbereich Messung des „ Messgerät “ an. Häufig wird der „ Messung “-Bereich in zwei Abschnitte unterteilt: von 0 bis zu einem festen Wert und anschließend alles, was größer als dieser feste Wert ist (bis zur „ Messgerät “-Grenze Messung ). „ Genauigkeit “-Angaben enthalten häufig einen festen Anteil, der über den gesamten „ Messung “-Bereich konstant bleibt, sowie einen variablen Anteil, der mit dem „ Messung “-Ergebnis für eine bestimmte Dicke zusammenhängt. Solche „ Genauigkeit “-Anweisungen sind entscheidend, da diejenigen ohne festen Wert einen exakten „ Messung “at -Wert von Null implizieren. Um Umrechnungsfehler zu vermeiden, werden „ Genauigkeit “-Anweisungen sowohl in ihren imperialen als auch in ihren metrischen Entsprechungen angegeben. Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für eine „ Genauigkeit “-Anweisung für einen DeFelsko „ Messgerät “.
Präzision ist ein Maß für die Übereinstimmung zwischen wiederholten Messwerten von Messgerät . Messwerte müssen nicht nahe am erwarteten oder tatsächlichen Wert liegen, um als präzise zu gelten; sie müssen lediglich nahe beieinander liegen.
Abbildung 1 zeigt eine Darstellung von „ Genauigkeit “ ohne „ Präzision “. Die Tausenden von Messwerten würden sich zu einem Durchschnittswert (Mittelwert) ausgleichen, der nahe am Zentrum der Zielmarke liegt. Der kleine Kreis in der Mitte stellt die Spezifikation des zu messenden Bauteils dar. Durch die Erfassung mehrerer Messwerte können wir unsere Kenntnis des gemessenen Parameters statistisch verbessern. Dies ist ein empfohlenes Verfahren bei der Verwendung von „ Beschichtung “-Dickenmessgeräten. Die Streuung der Messwerte stellt den Messbereich dar und sollte innerhalb des Bereichs „ Genauigkeit “ des „ Messgerät “ liegen. Das gezeigte „ Messgerät “ weist einen Messbereich „ Genauigkeit “ auf, der breiter ist als die Toleranz des gemessenen „ Beschichtung “. Dies ist keine gute Situation „ Messung “. Dies wäre vergleichbar mit der Messung eines „ Beschichtung “ mit einer Sollspezifikation von ± 0,1 unter Verwendung eines „ Messgerät “, das einen „ Genauigkeit “ von ± 1,0 aufweist. Der Langzeitdurchschnitt der Messwerte würde zwar nahe am Mittelpunkt der Spezifikation liegen, doch wäre die Anzahl der erforderlichen Messungen für eine praktische Anwendung in der Praxis nicht realisierbar. Aus diesem Grund sollte das „ Messgerät “ genauer sein als die Spezifikation.
Abbildung 2 veranschaulicht die Messung „ Präzision “ ohne „ Genauigkeit “. Die Messwerte sind sehr präzise und liegen dicht beieinander, weichen jedoch erheblich vom tatsächlichen Wert „ at “ in der Mitte des Zielobjekts ab. Der Abstand zwischen der Mitte des Zielobjekts und dem Mittelpunkt (Durchschnitt) der Messwerte wird als „Bias“ des Messgeräts bezeichnet. Ein Beispiel hierfür ist eine „ Beschichtung “ Dicke „ Messgerät “, bei der das Gerät stets einen höheren oder niedrigeren Wert als die tatsächliche Dicke anzeigt. Die „ Messgerät “ mag zwar konsistent (präzise) sein, ist jedoch nicht genau. Eine Abweichung kann durch das Messgerät Messgerät selbst, durch Verschleiß, Beschädigungen oder aufgrund eines bestimmten zu messenden Substrats und der Beschichtung entstehen. Obwohl dies nicht wünschenswert ist, lässt sich eine Abweichung in der Regel durch eine Kalibrierung e Justierung, wie beispielsweise das Nullabgleichen, beheben.
Abbildung 3 zeigt gleichzeitig Präzision und Genauigkeit at . Dies stellt ein „ Messgerät “ dar, dessen „ Genauigkeit “ der Spezifikation des Teils entspricht. Der Mittelpunkt des Zielkreises hat denselben Durchmesser wie die Gruppe der Messwerte. Dies entspricht einem Unsicherheitsverhältnis von 1:1. Dies ist jedoch noch keine ideale Situation, da ein „ Messwert “ außerhalb des Spezifikationskreises entweder auf die begrenzte „ Präzision “ des Messgeräts oder auf einen tatsächlichen Ausreißer „ Messung “ zurückzuführen sein kann.
Eine idealere Situation ist in Abbildung 4 dargestellt, wo der Präzision der Messwerte einen engeren Kreis bildet, der sich dennoch im Zentrum des Spezifikationskreises befindet. In diesem Fall ist ein Messwert , der außerhalb der Spezifikation liegt, mit Sicherheit ein Ausreißer Messung.
Die Unsicherheit ist der Zweifel (potenzieller Messung Fehler), der mit der Gültigkeit eines Messung verbunden ist. Im Zusammenhang mit der Dicke eines Beschichtung Messgerät bezeichnet die Unsicherheit die Messung Fehler, die bei der Messung der Dicke eines Beschichtung vernünftigerweise auftreten könnten. Dazu können die Messgerät Unsicherheit (Wiederholbarkeit basierend auf Messgerät Genauigkeit at der betreffenden Dicke), die Bedienerunsicherheit (Reproduzierbarkeit basierend auf der Fähigkeit des Bedieners, die Messwerte zu beeinflussen), Temperatur- und Feuchtigkeitsunsicherheiten (Auswirkungen der Umgebungsbedingungen) sowie andere anwendungsspezifische Unsicherheiten gehören. Ein gängiges Verfahren zur Kombination dieser Unsicherheiten ist die Quadratsummenmethode, die in der folgenden Formel dargestellt ist.
Der Anwender umgeht in der Regel den komplizierten Prozess der Abschätzung von Prozessunsicherheiten, indem er eine anerkannte Unsicherheitsverhältnisregel wie beispielsweise 4:1 (gemäß ANSI Z540-1 und MIL-STD-45662) anwendet. Ein Unsicherheitsverhältnis von 4:1 besagt, dass der Anwender den Prozess der Unsicherheitsberechnung überspringen kann, wenn sein „ Messgerät “ ( Kalibrierung ) mindestens viermal genauer ist als die Spezifikation ( at ). Um dieses Unsicherheitsverhältnis zu erfüllen, wendet DeFelsko bei allen Fertigungs- und Kalibrierung -Prozessen hohe Genauigkeit Kalibrierung -Standards an. Um die Angemessenheit solcher Unsicherheitsverhältnisse weiter sicherzustellen, legen unsere -Verfahren Kriterien fest, um relevante Variationsquellen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu minimieren.
Ein Kunde möchte ein beschichtetes Produkt messen. Die Dicke der „ Beschichtung “ soll 10 mil betragen. Die Spezifikation für die „ Beschichtung “-Anwendung lautet 10 % oder ± 1 mil. Der zulässige Messbereich liegt somit zwischen 9 und 11 mil.
Die Angabe der „ Genauigkeit “ für das Messgerät lautet ±(0,1 mil + 1 %) des „ Messwert “. Daher beträgt die „ Genauigkeit “ des Messgeräts für den zu messenden „ Messwert “ ±[0,1 mil + (0,01 × 10 mils)] = ± 0,2 mils.
Daher wird das Verhältnis von Spezifikation zu Mess Genauigkeit als 1 zu 0,2 berechnet. Dies entspricht einem Unsicherheitsverhältnis von 5:1, was für Anwendungen der „ Messung “ in der Regel akzeptabel ist.
Bei den Dickenmessgeräten „ Beschichtung “ ( Messung) ist die Auflösung eines Geräts die kleinste Schrittweite, die das Messgerät anzeigt. Die Auflösung der DeFelsko-Geräte reicht je nach Dicke und Gerätetyp von 0,01 bis 1 mil (0,5 bis 20 µm). Alle DeFelsko-Messgeräte sind in der Lage, eine höhere Auflösung anzuzeigen, da die internen Messwerte Messgerät und die anschließenden Berechnungen mit weitaus mehr Dezimalstellen durchgeführt werden. Diese werden anschließend gerundet und dem Benutzer entsprechend der Auflösung Einstellung des Messgerät angezeigt. Obwohl die Anzeige des Messgerät so geändert werden könnte, dass mehrere zusätzliche Stellen der Auflösung angezeigt werden, würde eine solche Erhöhung die Genauigkeit des Messgeräts nicht verbessern, sondern lediglich die scheinbare Schwankung der Messwerte vergrößern.
Wiederholbarkeit und die Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit ( Reproduzierbarkeit , R&R) sind entscheidende Faktoren, die in engem Zusammenhang mit der Messgenauigkeit ( Präzision ) und der Messpräzision ( Genauigkeit) stehen. Es ist hilfreich, sich die Messgenauigkeit ( Wiederholbarkeit ) so vorzustellen, dass man bedenkt, inwieweit das Messgerät ( Messgerät ) in der Lage ist, bei der Messung einer bestimmten Probe denselben Messwert ( Messwert ) für einen einzelnen Anwender zu liefern. Die Fähigkeit, dass verschiedene Anwender bei der Messung einer bestimmten Probe denselben Messwert ( Messwert ) erhalten, wird als Messpräzision ( Reproduzierbarkeit) bezeichnet. Es gibt statistische Verfahren wie die Analyse der Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit ( Messgerät R&R studies), um die Messgenauigkeit ( Wiederholbarkeit ) und die Messpräzision ( Reproduzierbarkeit ) verschiedener Messgeräte zu vergleichen.
Aufgrund der Auswirkungen auf die R&R-Studien im Bereich „ Messgerät “ sollten bei der Bewertung von Messinstrumenten mehrere entscheidende Faktoren berücksichtigt werden.
1. Schwankungen innerhalb der zu messenden Probe. Wenn der Beschichtung und das Substrat aufgrund von Faktoren wie Rauheit erhebliche Schwankungen aufweisen, müssen diese Schwankungen im Rahmen der R&R-Studie berücksichtigt werden. Die Lackauftragsspezifikation Nr. 2 (PA2) der Society for Protective Coatings (SSPC) besagt ausdrücklich: „Magnetische Messgeräte reagieren zwangsläufig empfindlich auf sehr kleine Unebenheiten des Beschichtung Oberfläche oder des Stahls Oberfläche direkt unterhalb der Sondenspitze.“ Wiederholte Messwerte Messgerät an einer rauen Oberfläche Oberfläche – selbst an sehr nahe beieinander liegenden Punkten at – weichen häufig erheblich voneinander ab, insbesondere bei dünnen Schichten auf einer rauen Oberfläche Oberfläche mit stark ausgeprägtem Profil.“ Abweichungen lassen sich minimieren, indem die Probe und die Sonde so fixiert werden, dass die Messungen at an derselben Stelle erfolgen; der Anwender muss jedoch weiterhin sicherstellen, dass die Spezifikation und die entsprechenden Zielwerte Wiederholbarkeit für die jeweilige Anwendung angemessen sind.
2. Auflösung der Messwerte. Ein Messgerät ohne „Hochauflösungs“-Funktion, die dem Benutzer mehr signifikante Ziffern liefert, scheint möglicherweise wiederholbarere Ergebnisse zu liefern. Beispielsweise könnte ein Messgerät mit einer Ziffer Auflösung die folgenden Messwerte liefern (2,1; 2,1; 2,1). Dasselbe Messgerät im „Hochauflösungs“- Modus us könnte folgende Werte anzeigen (2,06; 2,14; 2,07). Obwohl beide Zahlenreihen gültig sind at , erscheint die erste Reihe auf den ersten Blick weitaus wiederholbarer. Betrachten Sie umgekehrt die folgenden beiden Messwertreihen: (2,1; 2,2; 2,1) und (2,14; 2,15; 2,14). In diesem Fall wirkt sich die Rundungsfunktion negativ auf die Wiederholbarkeit der „niedrigen Auflösung“ Modus aus.
3. Genauigkeit der tatsächlichen Messung. Betrachten wir bei einer Probe mit bekannter Dicke von 2,00 die Messwerte eines (präzisen) Messgeräts (2,21; 2,22; 2,21) im Vergleich zu denen eines zweiten (genauen) Messgeräts (1,96; 2,04; 1,97). Wenn der wahre Wert der Dicke bekanntlich 2,00 beträgt, welches Messgerät ist dann für den Einsatz praktischer: das präzise Messgerät mit offensichtlicher Verzerrung oder das genaue Messgerät mit etwas größerer Schwankungsbreite? Diese Faktoren sind entscheidend bei der Auswahl eines Beschichtung en Dickenmessgeräts für jede Anwendung.
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