Analiza MSA (measurement systems analysis) pozwala na praktyczne wyznaczenie liczbowych wartości parametrów systemu pomiarowego, które determinują o wiarygodność zbieranych za jego pomocą danych.
Poprzez analizę systemów pomiarowych można przeprowadzić:
Parametry metrologiczne przyrządów pomiarowych
Zakres pomiarowy narzędzia pomiarowego –zakres wartości wielkości mierzonej, przy których można stosować narzędzie pomiarowe z błędem, który nie przekracza dopuszczalnych granic, przy jednoczesnym zachowaniu trwałości narzędzia oraz nie naruszając warunków bezpieczeństwa.
Zakres wskazań narzędzia pomiarowego –zakres wartości wielkości mierzonej, które można odczytać na podzielni narzędzia pomiarowego. Zwykle zakres wskazań jest identyczny jak zakres pomiarowym, ale nie zawsze
Wartość działki elementarnej –wartość wielkości mierzonej, które odpowiada zmianie wskazania o jedną działkę elementarną. Wartość działki elementarnej nie jest ani błędem narzędzia pomiarowego ani jego dokładnością. Przy urządzeniach cyfrowych jest to jednostka wartości z ostatniej pozycji wyświetlacza.
Długość działki elementarnej –odległość między dwoma sąsiednimi wskazami mierzona wzdłuż linii podstawowej działki. Przy podziałkach prostoliniowych jest to wprost odległość między osiami sąsiednich wskazów. Długość działki elementarnej determinuje wyrazistość podziałki.
Poprawność wskazań narzędzia pomiarowego –zdolność do dawania różnych wskazań poprawnym wartościom wielkości mierzonej. Poprawność jest cechą narzędzia pomiarowego pod względem jego błędów systematycznych, możliwych do wyeliminowania w wyniku pomiaru. Miarą poprawności jest błąd poprawności – suma algebraiczna błędów systematycznych, obciążająca wskazania narzędzia pomiarowego w danych sytuacjach użytkowania
Stałość narzędzia pomiarowego –zdolność narzędzia pomiarowego do zachowania
stałych cech metrologicznych w czasie pomiarowego do wskazywania wartości bliskich rzeczywistej wartości wielkości mierzonej
Wzorcowanie / kalibracja -działanie, które w danych warunkach, determinuje zależność pomiędzy odwzorowywanymi przez wzorzec pomiarowy wartościami wielkości wraz z ich niepewnościami pomiaru, a odpowiadającymi im wskazaniami wraz z ich niepewnościami
Rozdzielczość-najmniejsza zmiana mierzonej wielkości powodująca zauważalną zmianę w odpowiednim wskazaniu.
System pomiarowy -zestawienie wszystkich komponentów określających mierzone wartości dla danej cechy: przebieg procesu, mierniki i inne urządzenia, środki pomocnicze, oprogramowanie i personel, które są wykorzystywane w celu przypisania wartości liczbowej danej cesze. Kompletny proces zbierania wartości pomiarowych.
System pomiarowy jest uważany za dobry, kiedy kilkanaście pomiarów tego samego wyrobu wykazuje identyczne wyniki.
Przy opisywaniu jakości systemu pomiarowego, stosowane są następujące wielkości statystyczne:
- zmienność, odnosi się do rozpiętości danych,
- dokładność, przedstawia położenie danych wobec wartości nominalnej rzeczywistej,
W wynikach pomiarów nie uzyska się wartości rzeczywistej, wpływają na to błędy:
Błędy systemu pomiarowego można opisać w następujących kategoriach kategoriach:
Dokładność – jest to różnica między wartością średnią otrzymanych wyników a wartością rzeczywistą (wartości wzorcowej),
Powtarzalność –jest to zmienność wyników pomiarów otrzymanych przy mierzeniu przez jednego operatora tej samej części w tych samych warunkach pomiarowych,
Odtwarzalność –jest to zmienność pomiędzy wartościami średnimi z pomiarów wykonywanych przez różnych operatorów, w czasie mierzenia tym samym przyrządem tych samych detali,
Stabilność –jest to całkowita zmienność, otrzymywana podczas pomiarów na tym samym detalu przez dłuższy czas,
Liniowość –jest to zmienność dokładności pomiaru konretyzowana w odniesieniu do wielkości pomiaru (np. im większy wymiar do zmierzenia tym mniejsza jest dokładność takiego pomiaru),
Wynik pomiaru -wartość otrzymana w wyniku pomiaru wartości mierzonej. Podanie całkowitego wyniku pomiaru (y ') zawiera informacje na temat niepewności pomiaru.
Niepewność pomiaru -parametr związany z wynikiem pomiaru, który charakteryzuje rozrzut, jaki można racjonalnie przypisać mierzonej wartości.
Analiza systemu pomiarowego
Należy przeprowadzać badania statystyczne w celu wykonania dokładnej analizy zmienności uzyskanych wyników dla każdego typu kontroli, pomiarów oraz systemu wyposażenia testowego, określonego w planie kontroli. Użyte metody analityczne oraz kryteria akceptacji powinny zgadzać się z tym przywołanym w podręcznikach referencyjnych, dotyczących analizy systemów pomiarowych. Pozostałe metody analityczne i kryteria akceptacji mogą być wykorzystywane po zatwierdzeniu przez klienta.
Adnotacje odnośnie zgody klienta na zastosowanie alternatywnych metod powinny być przechowywane wraz z rezultatami alternatywnych analiz systemów pomiarowych.
Przygotowania do przeprowadzenia badania systemu pomiarowego
Należy ustalić podstawowe zasady postępowania
- określić badane cechy,
- skontrolować rozdzielczość przyrządu,
- uwzględnić dokładność przyrządu,
- przyjąć właściwą procedurę pomiarową,
- oszacować wpływ otoczenia w miejscu ustawienia przyrządu pomiarowego,
Procedura 1- MSA dla cech mierzalnych
- Stosowana u producenta nowego przyrządu,
- W miejscu, gdzie zaplanowane jest użytkowanie na produkcji,
- Cel czyli wstępne zweryfikowanie danych dostarczonych przez producenta,
- W procedurze wyznaczane są wskaźniki rozrzutu oraz wycentrowania systemu pomiarowego,
Przygotowanie badań:
- Przygotować wzorzec (wielkość wzorca powinna znajdować się blisko środka przedziału tolerancji),
- Starać się przeprowadzić badanie w środowisku zbliżonym do warunków produkcyjnych,