다음 논의에서는 DeFelsko 코팅 두께 측정 게이지와 관련된 계측 용어의 정의, 설명, 한계 및 실제 예를 제공합니다. 이 문서를 개발하는 데 사용되는 리소스에는 주로 SSPC, ISO, ANSI 및 ASTM과 같은 국제기구에서 발행 한 기술 문서 및 표준이 포함됩니다. 의도는 문헌, 매뉴얼, 기술 기사, 서신 및 웹 자료를 포함한 DeFelsko 문서에 대한 공통 참조 플랫폼을 개발하는 것입니다.
정확도는 측정 결과와 측정되는 항목의 실제 두께 사이의 오차 크기를 측정한 것입니다. 정확도 설명은 측정할 코팅의 실제 두께를 측정하는 코팅 두께 게이지의 기능을 예측합니다. 정확도 설명은 Gage의 전체 기능 측정 범위에 걸쳐 성능 기능을 제공합니다. 종종 측정 범위는 0에서 고정 값 범위의 두 섹션으로 나뉩니다. 그런 다음 고정 값보다 큰 모든 것 (게이지의 측정 한계까지). 정확도 설명에는 측정 범위 전체에서 일정하게 유지되는 고정 부분과 특정 두께에 대한 측정 결과와 관련된 가변 부분이 포함되는 경우가 많습니다. 고정 값이없는 것은 0에서 정확한 측정을 의미하기 때문에 이러한 정확도 진술은 중요합니다. 변환 오류를 방지하기 위해 정확도 문은 영국식 및 미터법에 해당하는 것으로 명시됩니다. 다음 그림은 DeFelsko 게이지에 대한 샘플 정확도 설명을 식별합니다.
정밀도는 반복되는 Gage 판독값 간의 근접성을 나타내는 지표입니다. 판독 값은 정확한 것으로 간주되기 위해 예상 값 또는 실제 값에 가까울 필요는 없으며 서로 가까워야합니다.
그림 1은 정밀도가 없는 정확도를 나타냅니다. 수천 개의 판독 값은 대상의 중심에 가까운 평균 (평균)으로 균형을 이룹니다. 중앙의 작은 원은 측정되는 부품의 사양을 나타냅니다. 여러 번 판독함으로써 측정되는 매개 변수에 대한 지식을 통계적으로 향상시킬 수 있습니다. 이는 코팅 두께 측정기를 사용할 때 권장되는 공정입니다. 판독값의 산포는 판독값의 범위를 나타내며 Gage의 정확도 범위 내에 있어야 합니다. 표시된 게이지의 정확도 범위는 측정되는 코팅의 사양보다 넓습니다. 이것은 좋은 측정 상황이 아닙니다. 이는 정확도가 ± 1.0인 Gage로 원하는 사양이 ± 0.1인 코팅을 측정하는 것과 같습니다. 판독값의 장기 평균은 사양의 중심에 가깝지만 필요한 측정 횟수는 실제 응용 분야에서는 실용적이지 않습니다. 이러한 이유로 게이지는 사양보다 더 정확해야 합니다.
그림 2는 정확도가 없는 정밀도를 보여줍니다. 판독 값은 매우 정확하고 그룹화되어 있지만 대상 중심의 실제 값과는 거리가 멀습니다. 표적의 중심에서 판독값의 중심(평균)까지의 거리를 측정을 수행하는 기기의 바이어스라고 합니다. 코팅 두께 게이지의 예는 항상 실제 두께보다 높거나 낮은 경우입니다. Gage는 일관성(정밀)일 수 있지만 정확하지는 않습니다. 바이어스는 게이지 자체, 마모, 손상 또는 측정되는 특정 기판 및 코팅으로 인해 발생할 수 있습니다. 바람직하지는 않지만, 바이어스는 전형적으로 영점화와 같은 교정 조정을 수행함으로써 고정될 수 있다.
그림 3은 정밀도와 정확도를 동시에 보여줍니다. 이것은 부품의 사양과 동일한 정확도를 가진 Gage를 나타냅니다. 대상의 중심은 판독 값 그룹과 동일한 직경입니다. 이것은 1:1의 불확도 비율입니다. 사양 범위를 벗어난 판독값은 기기의 제한된 정밀도 또는 실제 외부 측정 때문일 수 있으므로 여전히 이상적인 상황은 아닙니다.
더 이상적인 상황은 판독값의 정밀도가 여전히 사양 원의 중심에 있는 더 단단한 원인 그림 4입니다. 이 경우 사양을 벗어나는 판독값은 외부 측정으로 보장됩니다.
불확실성은 측정의 유효성과 관련된 의심(잠재적 측정 오류)입니다. 코팅 두께 측정기의 관점에서, 불확실성은 코팅의 두께를 측정할 때 합리적으로 발생할 수 있는 측정 오류를 식별합니다. 여기에는 게이지 불확도(해당 두께의 게이지 정확도에 기반한 반복성), 작업자 불확도(판독값에 영향을 미치는 작업자의 능력에 기반한 재현성), 온도 및 습도 불확도(환경 조건의 영향) 및 기타 응용 분야별 불확실성이 포함될 수 있습니다. 이러한 불확실성을 결합하는 일반적인 방법은 다음 공식에 표시된 제곱합 방법입니다.
사용자는 일반적으로 4:1과 같은 허용된 불확실성 비율 규칙을 사용하여 공정 불확실성을 추정하는 복잡한 프로세스를 피합니다(ANSI Z540-1 및 MIL-STD-45662에 따름). 4:1 불확도 비율은 게이지가 사양보다 최소 4배 더 정확하면 사용자가 불확도 계산 프로세스를 건너뛸 수 있음을 나타냅니다. 불확도 비율을 충족하기 위해 DeFelsko는 모든 제조 및 교정 공정에서 고정밀 교정 표준을 활용합니다. 이러한 불확도 비율의 적절성을 더욱 보장하기 위해 당사의 교정 절차는 온도 및 습도와 같은 관련 변동 원인을 최소화하기 위한 기준을 설정합니다.
고객이 코팅된 제품을 측정하려고 합니다. 코팅 두께는 10 mils가 될 것으로 예상됩니다. 코팅 적용의 사양은 10 % 또는 ± 1 mil입니다. 따라서 허용 가능한 판독 범위는 9-11 mils입니다.
기기의 정확도 진술은 판독값의 ±(.1mil + 1%)입니다. 따라서 측정할 판독값의 기기 정확도는 ±[.1mil + (.01 x 10mils)] = ± 0.2mils입니다.
따라서 규격 대 기기 정확도는 1 대 0.2로 계산됩니다. 이는 5:1 불확도 비율에 해당하며, 일반적으로 측정 어플리케이션에 적합합니다.
코팅 두께 측정에서 기기의 분해능은 Gage가 표시하는 가장 작은 증분입니다. DeFelsko 기기의 분해능은 기기의 두께와 유형에 따라 0.01 - 1 mil (0.5 - 20 μm)입니다. 모든 DeFelsko 게이지는 내부 게이지 판독값과 후속 계산이 더 많은 소수점 이하 자릿수로 이루어지기 때문에 더 큰 분해능을 표시할 수 있습니다. 이후에 반올림되어 Gage의 해상도 설정에 따라 사용자에게 표시됩니다. 게이지의 판독값을 변경하여 몇 자릿수의 분해능을 더 표시할 수 있지만 이러한 증가는 기기를 더 정확하게 만드는 것이 아니라 판독값의 명백한 변화를 증가시킬 뿐입니다.
반복성 및 재현성(R&R)은 정밀도 및 정확도와 밀접한 관련이 있는 중요한 요소입니다. 특정 샘플을 측정할 때 Gage가 단일 사용자에게 동일한 판독값을 제공할 수 있는 능력의 관점에서 반복성을 생각하는 것이 도움이 됩니다. 특정 샘플을 측정할 때 여러 사용자가 동일한 판독값을 얻을 수 있는 기능을 재현성이라고 합니다. Gage R&R 연구와 같은 통계적 방법은 다양한 기기의 반복성과 재현성을 비교하기 위해 존재합니다.
Gage R&R 연구에 미치는 영향으로 인해 기기를 평가할 때 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다.
1. 측정되는 샘플 내의 변화. 코팅과 기질이 거칠기와 같은 요인으로 인해 상당한 변동을 갖는 경우 R & R 연구의 일부로 변동을 고려해야합니다. 보호 코팅 협회(SSPC)의 페인트 적용 사양 No. 2(PA2)에는 "자기 게이지는 코팅 표면 또는 프로브 중심 바로 아래의 강철 표면의 매우 작은 불규칙성에 반드시 민감합니다. 서로 매우 가까운 지점에서도 거친 표면에서 반복되는 게이지 판독은 특히 프로파일이 높은 거친 표면의 박막의 경우 상당히 다른 경우가 많습니다." 동일한 위치에서 판독값을 얻을 수 있도록 샘플과 프로브를 고정하여 변동을 최소화할 수 있지만 사용자는 여전히 사양 및 해당 반복성 목표가 응용 분야에 합리적인지 확인해야 합니다.
2. 판독 값의 해상도. 사용자에게 더 중요한 숫자를 제공하는 "고분해능" 기능이 없는 기기는 더 반복 가능한 결과를 제공하는 것처럼 보일 수 있습니다. 예를 들어, 한 자리 분해능의 계측기는 다음 판독값(2.1, 2.1, 2.1)을 제공할 수 있습니다. "고해상도" 모드의 동일한 계측기는 (2.06, 2.14, 2.07)을 읽을 수 있습니다. 두 숫자 집합 모두 언뜻보기에는 유효하지만 첫 번째 집합은 훨씬 더 반복 가능한 것처럼 보입니다. 반대로 다음 두 세트의 판독값 (2.1, 2.2, 2.1) 및 (2.14, 2.15, 2.14)를 고려하십시오. 이 경우 반올림 기능은 "저해상도" 모드의 반복성에 부정적인 영향을 미칩니다.
3. 실제 측정의 정확도. 두께가 2.00인 샘플이 주어지면 (정확한) 기기 2.21, 2.22, 2.21과 두 번째(정확한) 기기 1.96, 2.04, 1.97의 판독값을 고려하십시오. 두께의 실제 값이 2.00으로 알려진 경우 어떤 기기가 사용하기에 더 실용적입니까, 편향이 분명한 정밀 기기와 약간 더 변동성이 있는 정확한 기기는 무엇입니까? 이러한 요소는 모든 응용 분야에 대한 코팅 두께 기기를 선택할 때 중요합니다.
