측정 정확도: 알아야 할 사항

이는 오래된 과제입니다. 귀하는 귀하가 계약한 부품이 지정된 공차를 준수하는지 확인하기를 고객이 원하는 제조업체입니다. 그렇다면 부품이 사양 내에 있는지 확인하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까? 문제는 부품(CMM 터치 프로브 또는 레이저 스캐너)을 측정하는 방법뿐만 아니라 측정 품질을 평가하는 방법이기도 합니다. 부품을 측정하는 가장 정확한 방법을 찾으려면 특정 측정 시스템에 내재된 불확실성을 이해해야 합니다.

다행스럽게도 측정 불확도 수준을 체계화하는 데 도움이 되는 표준을 개발하는 국내 및 국제 조직이 있습니다. 예를 들어 뉴욕의 미국 기계공학회(ASME)와 스위스 제네바의 국제 표준화 기구(ISO)는 다양한 계측 방법의 정확도 수준을 전달하기 위한 표준을 제공합니다. 그것들은 중요한 자원이지만, 앞으로 살펴보겠지만 그것만으로는 특정 작업에 어떤 방법이 가장 적합한지 알 수 없습니다.

그렇다면 제조업체는 무엇을 해야 할까요?

초보자라면 먼저 몇 가지 기본 용어를 이해했는지 확인하세요. 예를 들어 매사추세츠주 아톨에 위치한 LS Starrett Co.의 정밀 수공구 제품 관리자인 Tim Cucchi는 정확성과 해상도를 혼동하지 말라고 경고했습니다.

“산업용 계측에서 정확도는 계측기의 측정 허용 오차입니다. 이는 기기를 정상적인 작동 조건에서 사용할 때 발생하는 오류의 한계를 정의합니다. 분해능은 단순히 측정 장비가 판독하도록 설정된 정도(10분의 1, 수백, 수천 등)입니다.”

구별이 중요합니다. 울타리 기둥을 측정하고 절단할 때는 철물점 척도를 신뢰하지만 정밀 항공우주 또는 의료 부품을 검사할 때는 신뢰하지 않습니다. 척도에 1μm 간격으로 해시마크가 있는 경우에도 마찬가지입니다. 해상도는 실제로 정확성을 반영하지 않습니다.

인쇄 공차는 고객의 청사진이나 사양에 정의된 부품에 허용되는 치수 편차의 양을 나타냅니다. Cucchi는 인쇄 공차는 이를 충족하기 위해 사용하는 계측 방법이 아니라 부품의 요구 사항에만 관련이 있다고 지적했습니다. 부품의 정확성을 확인할 수 있는 신뢰할 수 있는 방법을 찾는 것은 제조업체의 몫입니다.

일리노이주 오로라에 위치한 Mitutoyo America Corp.의 CMM 제품 전문가인 Gene Hancz는 "측정 전문가들은 측정에 항상 오류가 있다는 것을 알고 있습니다."라고 말했습니다. "따라서 '충분히 좋은' 측정 품질이 무엇을 의미하는지 정의하는 것이 중요합니다."

Hancz는 엔지니어들이 시간이 지남에 따라 다양한 방식으로 표현해 온 정의라고 말했습니다. 문제는 측정을 신뢰할 수 있으려면 어느 정도의 정확도가 필요한가였습니다.

"1950년에 미국 군사 표준인 MIL-STD-120 게이지 검사가 발표되었습니다. 여기에는 부품을 측정할 때 측정 장비의 정확도 공차가 검사 중인 부품 공차의 10%를 초과해서는 안 된다고 명시되어 있습니다." 한츠가 말했다. 따라서 부품의 인쇄 허용 오차가 1cm라면 측정 시스템은 그 10분의 1, 즉 1mm까지 정확해야 합니다. “이 규칙은 종종 10:1 규칙 또는 게이지메이커의 규칙이라고 불립니다.”라고 그는 덧붙였습니다.

그렇다면 해당 부품을 측정하는 데 사용되는 시스템이 필요한 인쇄 허용 오차의 1/10(이 경우 1mm)까지 정확하다는 것을 어떻게 보장할 수 있습니까? 동일한 표준에 따라 이를 훨씬 더 미세한 0.2mm로 교정합니다. MIL-STD-120에서는 측정 장비 자체를 교정하는 데 사용되는 측정 표준의 정확도가 측정 장비의 허용 오차의 20%를 초과해서는 안 된다고 명시하고 있습니다. Hancz에 따르면 5:1로 보정되었습니다.

“이 두 규칙은 수년에 걸쳐 종종 TAR 또는 테스트 정확도 비율이라고 불리는 것으로 변형되었으며, 10:1 또는 5:1의 과거 요구 사항은 이제 일반적으로 4:1 요구 사항 또는 25%의 요구 사항으로 명시됩니다. 용인.

“측정 불확도에 대한 평가는 1990년대 후반에 상업적인 교정 업무에 돌입했습니다.”라고 Hancz는 계속 말했습니다. "점점 더 많은 교정 실험실이 인증 범위와 교정 인증서 모두에서 불확도를 계산하고 문서화하기 시작하면서 TAR 계산을 사용하는 관행이 테스트 불확도 비율인 TUR로 대체되기 시작했습니다."