شکل 1. تصویر محصول سری Lanbao PDA از صفحه رسمی محصول. تصویر، خانواده محصول را نشان می‌دهد؛ قبل از اعمال مشخصات، پسوند مدل کامل را تأیید کنید. منبع [2].

قابلیت تکرارپذیری را از سایر مشخصات اندازه‌گیری جدا کنید

تکرارپذیری مربوط به پراکندگی مشاهدات متوالی تحت شرایط اساساً بدون تغییر است. تکرارپذیری شرایط تغییر یافته، مانند اپراتور دیگر، نصب دیگر یا روز دیگر را بررسی می‌کند. NIST این مفاهیم را از هم متمایز می‌کند و توصیه می‌کند که نحوه بیان دقت، از جمله معیار آماری مربوطه، را بیان کند.

وضوح کوچکترین افزایش نشان داده شده یا قابل تشخیص است. یک صفحه نمایش می‌تواند افزایش‌های جزئی را نشان دهد در حالی که مقادیر خوانده شده به میزان بیشتری منحرف می‌شوند. بایاس یک تفاوت سیستماتیک از یک مقدار مرجع است. خطی بودن، انحراف از یک رابطه مشخص شده را در سراسر محدوده اندازه‌گیری توصیف می‌کند. یک سنسور می‌تواند بارها و بارها همان مقدار اشتباه را برگرداند، بنابراین تکرارپذیری عالی نمی‌تواند خطای کالیبراسیون را حذف کند.

مشخصات درصد را با دقت بخوانید. برای یک مقیاس کامل 30 میلی‌متری، ±0.1% معادل ±0.030 میلی‌متر یا ±30 میکرومتر است. این محاسبه، مشخصات مبتنی بر محدوده را به واحدهای مهندسی مفید تبدیل می‌کند. این بدان معنا نیست که هر اندازه‌گیری دقیقاً آن خطا را دارد و خطی بودن را به تکرارپذیری تبدیل نمی‌کند.

بپرسید که عدد تکرارپذیری در واقع چه چیزی را نشان می‌دهد

دو نقل قول می‌توانند هم ۲۰ میکرومتر را بیان کنند و هم عملکرد متفاوتی را توصیف کنند. یک تأمین‌کننده ممکن است سه انحراف معیار را گزارش کند؛ دیگری ممکن است کل محدوده پیک تا پیک مشاهده‌شده را گزارش دهد. نتایج پیک تا پیک همچنین به تعداد نمونه و داده‌های پرت بستگی دارد. روش محاسبه، تعداد نمونه‌ها، قرائت‌های خام در صورت وجود و اینکه آیا این عدد یک حد است یا یک نتیجه معمولی را بپرسید.

سند اختصاصی سری PDA-CR50 لانبائو، کارت سفید با بازتاب ۹۰٪، شرایط ۲۳ ± ۵ درجه سانتیگراد، منبع تغذیه ۲۴ ولت DC و زمان گرم شدن ۳۰ دقیقه‌ای را مشخص می‌کند. همچنین در یادداشت‌های آزمایش خود به دوره نمونه‌برداری ۲ میلی‌ثانیه و میانگین‌گیری ۱۰۰ نمونه‌ای اشاره می‌کند. [1] قبل از مقایسه یک نقل قول با آن سند، بپرسید که این تنظیمات چگونه با زمان پاسخ و تکرارپذیری نقل قول شده مرتبط هستند. فرض نکنید که یک نتیجه آزمایشگاهی فیلتر شده، سریع‌ترین حالت عملیاتی را نشان می‌دهد.

برای مقایسه تدارکات، یک دستورالعمل اندازه‌گیری را ثابت نگه دارید. هدف، فاصله مرجع، جهت سطح، زمان تثبیت، مدت زمان اخذ، رابط خروجی و فیلتر را تعریف کنید. از هر تأمین‌کننده کاندید، یک آزمایش معادل درخواست کنید. در جایی که تنظیمات معادل غیرممکن است، به جای رتبه‌بندی اعداد ساده، تفاوت را به صراحت شرح دهید.

بفهمید که چرا سطوح واقعی نتیجه را تغییر می‌دهند

بسیاری از حسگرهای جابجایی لیزری برد کوتاه از مثلث‌بندی نوری استفاده می‌کنند. گیرنده موقعیت نور منعکس‌شده را مشاهده می‌کند و سیستم پردازش، آن موقعیت را به فاصله نگاشت می‌کند. بنابراین، شرایط سطح می‌تواند حتی زمانی که فاصله فیزیکی ثابت می‌ماند، بر اندازه‌گیری تأثیر بگذارد. این تأثیر باید برای طراحی و قطعه نوری خاص ارزیابی شود.

یک سطح صیقلی می‌تواند نور مفید را از گیرنده دور کند یا بازتاب‌های آینه‌ای قوی ایجاد کند. سطوح تیره ممکن است نور برگشتی کمتری داشته باشند. بافت می‌تواند سیگنال مشاهده شده را با عبور ویژگی‌های مختلف سطح از نقطه تغییر دهد. در یک لبه، ناحیه روشن شده ممکن است شامل دو ارتفاع باشد. یک نقطه بزرگتر می‌تواند جزئیات محلی را که بازرسی برای حل آنها در نظر گرفته شده است، به طور متوسط ​​نشان دهد.

حسگر را طوری نصب کنید که مسیرهای ساطع شده و دریافتی در طول حرکت مورد انتظار بدون مانع باقی بمانند. حفره‌ها، لبه‌های برآمده و وسایل را از نظر سایه نوری بررسی کنید. از محدوده واقعی پرداخت‌های سطحی، از جمله تغییرات قابل قبول تولید، استفاده کنید. آزمایش یک نمونه جذاب می‌تواند حالت خرابی را که پس از رسیدن دسته بعدی مواد ظاهر می‌شود، پنهان کند.

قبل از انتخاب سخت‌افزار، بودجه‌ای برای خطای بازرسی تعیین کنید

با تلرانس ترسیم و پیامد پذیرش یا رد نادرست شروع کنید. سهم اندازه‌گیری مجاز را با تیم کیفیت تعیین کنید. نسبت ثابت اندازه‌گیری به تلرانس می‌تواند یک هدف داخلی مفید باشد، اما هیچ نسبت واحدی به طور خودکار مناسب بودن را برای هر محصول یا سطح ریسک اثبات نمی‌کند.

یک تلرانس ارتفاع نمونه از 9.80 تا 10.20 میلی‌متر، با عرض کلی 0.40 میلی‌متر را در نظر بگیرید. فرض کنید یک آزمایش آزمایشی، انحراف معیار ثابت 0.006 میلی‌متر را ایجاد می‌کند. شش انحراف معیار، 0.036 میلی‌متر یا 9٪ از عرض تلرانس را پوشش می‌دهند. این یک محاسبه غربالگری برای آن آزمایش ثابت است، نه یک نتیجه پذیرش کامل گیج. این محاسبه، جابجایی، بایاس، دما و اثرات بلندمدت را در نظر نمی‌گیرد.

اگر سهم عدم قطعیت استاندارد مستقل برای نویز حسگر ۶ میکرومتر، برای تغییر موقعیت ۸ میکرومتر و برای اکتساب ۴ میکرومتر تخمین زده شود، جذر مجموع مربعات آنها تقریباً ۱۰.۸ میکرومتر است. این محاسبه تنها زمانی معتبر است که تخمین‌ها مبنای ثابتی داشته باشند و فرض استقلال معقول باشد. اثرات همبسته، بایاس اصلاح نشده و حداکثر محدودیت‌های مشخص شده نیاز به بررسی جداگانه دارند. آنها نباید کورکورانه در یک فرمول قرار داده شوند.

بنابراین، یک بحث مفید برای خرید با بودجه‌ی کاربرد آغاز می‌شود. اگر تغییرپذیری بر اساس فیکسچر باشد، یک حسگر گران‌تر ممکن است ارزش کمی داشته باشد. اگر اثرات سطحی غالب باشند، تغییر هندسه یا فناوری حسگری ممکن است مهم‌تر از مقدار تکرارپذیری کمتر کاتالوگ باشد.

اندازه‌گیری‌های ثابت و متحرک را به‌طور جداگانه اعتبارسنجی کنید

از یک مرجع قابل ردیابی یا یک مرحله جابجایی کالیبره شده مناسب برای بررسی موقعیت‌های شناخته شده استفاده کنید. عدم قطعیت مرجع باید برای تصمیمی که گرفته می‌شود مناسب باشد. شرایط محیطی را ثبت کنید و اجازه دهید سیستم طبق گفته سازنده تثبیت شود. تنظیمات و داده‌های خام را حفظ کنید تا نتیجه پس از نصب قابل تکرار باشد.

۱. برای ایجاد نویز کوتاه‌مدت، یک مرجع ثابت را بارها و بارها اندازه‌گیری کنید.

۲. همان قطعه را برداشته و دوباره نصب کنید تا تغییرات بارگذاری و فیکسچر مشخص شود.

۳. قطعات نمونه را در محدوده مورد نیاز و پرداخت‌های سطحی اندازه‌گیری کنید.

۴. با سرعت تولید، با محرک واقعی و مسیر اکتساب، تکرار کنید.

۵. پس از گرم شدن، تغییر دما و تمیز کردن یا نگهداری معمول، این کار را تکرار کنید.

۶. نتایج را با محدودیت‌های توافق‌شده مقایسه کنید و قبل از انتشار، خرابی‌ها را بررسی کنید.

این کمیت‌ها، نقاط شروع پیشنهادی هستند، نه اندازه‌های نمونه استاندارد. پوشش را با توجه به تنوع فرآیند، الزامات اطمینان و هزینه یک تصمیم نادرست افزایش دهید. یک آزمایش کوتاه می‌تواند بدون اثبات قابلیت اطمینان بلندمدت، یک مشکل را شناسایی کند.

میانگین‌گیری را در مقابل سرعت خط متعادل کنید

میانگین‌گیری می‌تواند نویز تصادفی را کاهش دهد، اما همچنین می‌تواند نتیجه را به تأخیر بیندازد و ویژگی‌ای را که باید تشخیص داده شود، هموار کند. برای نمونه‌های تصادفی مستقل، انحراف معیار یک میانگین با جذر تعداد نمونه کاهش می‌یابد. نویز همبسته، رانش آهسته و خطاهای وابسته به سطح لزوماً از این بهبود پیروی نمی‌کنند.

در یک بازرسی حرکتی تشریحی، یک قطعه ۵ میلی‌متری که با سرعت ۰.۵ متر بر ثانیه حرکت می‌کند، حدود ۱۰ میلی‌ثانیه زیر محل اندازه‌گیری نقطه‌ای باقی می‌ماند. تنظیم پاسخ اسمی ۴۰ میلی‌ثانیه طولانی‌تر از آن بازه مشاهده است. قطعه ممکن است تضعیف شده یا با محیط اطرافش ترکیب شده باشد. ممکن است تنظیم سریع‌تری لازم باشد و به دنبال آن یک آزمایش تکرارپذیری جدید در آن تنظیم انجام شود.

تأخیر در شروع عملیات، زمان اسکن کنترلر، به‌روزرسانی‌های ارتباطی و هرگونه میانگین‌گیری انجام‌شده در PLC را در نظر بگیرید. نمایشگر حسگر ممکن است پایدار به نظر برسد در حالی که PLC داده‌های قدیمی یا داده‌های فیلترشده‌ی متفاوت را می‌خواند. مقداری را که واقعاً برای تصمیم‌گیری در مورد تولید استفاده شده است، ارزیابی کنید.

بررسی قوانین ادغام و پذیرش

برای یک رابط آنالوگ، مقیاس‌بندی، وضوح ورودی، اتصال زمین، مسیریابی کابل و بار حلقه را بررسی کنید. برای یک رابط دیجیتال، واحدها، تفسیر رجیستر، نرخ به‌روزرسانی، مدیریت داده‌های نامعتبر و زمان‌های وقفه را بررسی کنید. هیچ یک از رابط‌ها به طور خودکار نتیجه بازرسی بهتری را تضمین نمی‌کنند. پیاده‌سازی کامل، عملکرد را تعیین می‌کند.

یک قانون تصمیم‌گیری صریح در نزدیکی حدود مشخصات تعیین کنید. اندازه‌گیری نزدیک به یک حد ممکن است نیاز به نوار محافظ، اندازه‌گیری مجدد یا یک روش بازرسی جایگزین داشته باشد، که بستگی به عدم قطعیت و سیاست کیفیت توافق شده دارد. طبقه‌بندی‌های نامشخص را با اندازه‌گیری مکرر تا زمانی که مقدار قابل قبول ظاهر شود، پنهان نکنید.

بخش تدارکات می‌تواند از خانواده محصولات Lanbao PDA به عنوان کاندیدایی برای ارزیابی استفاده کند، ضمن اینکه درخواست برگه اطلاعات دقیق مدل، پیکربندی خروجی و تست کاربرد را نیز دارد. [2] سنسور را فقط با یک خط پایه ثبت شده، نقشه نصب، فایل تنظیمات، روش تأیید و دستورالعمل‌های جایگزینی، منتشر کنید. این سوابق به حفظ عملکرد معتبر پس از تعمیر و نگهداری کمک می‌کنند.

منابع

[1] برگه اطلاعات و شرایط آزمایش سری Lanbao PDA CR50 با دقت بالا

[2] خانواده محصول و منبع تصویر حسگر جابجایی لیزری Lanbao PDA

سوالات متداول

آیا تکرارپذیری همان دقت است؟

خیر. تکرارپذیری، توافق بین قرائت‌های مکرر تحت شرایط تعریف‌شده را توصیف می‌کند. دقت مربوط به توافق با کمیت مورد اندازه‌گیری است. یک انحراف پایدار می‌تواند تکرارپذیری عالی ایجاد کند، در حالی که فاصله گزارش‌شده برای تصمیم‌گیری قطعی در مورد بازرسی نامناسب است.

چه تکرارپذیری برای بازرسی من کافی است؟

یک الزام را از بین تلرانس قطعه، بودجه عدم قطعیت و پیامدهای طبقه‌بندی نادرست انتخاب کنید. کل سیستم نصب شده را اعتبارسنجی کنید. یک مقدار کاتالوگ به تنهایی نمی‌تواند حد پذیرش مناسبی را برای یک فرآیند ناشناخته تعیین کند.

آیا یک سنسور با وضوح 10 میکرومتر می‌تواند تلرانس 10 میکرومتر را بررسی کند؟

تفکیک‌پذیری به تنهایی این نتیجه‌گیری را تأیید نمی‌کند. نویز، بایاس، خطی بودن، اثرات حرارتی، تغییر در فیکسچر و رفتار اکتساب ممکن است بزرگتر از افزایش نمایش داده شده باشند. تلورانس نیاز به یک مطالعه مناسب برای قابلیت اندازه‌گیری دارد.

چرا خوانش‌ها روی فلز براق پایداری کمتری دارند؟

سطوح بازتابنده می‌توانند با تغییر زاویه یا موقعیت، نوری که به گیرنده می‌رسد را تغییر دهند. پرداخت و هندسه واقعی را آزمایش کنید. ممکن است پس از ارزیابی کاربرد، زاویه نصب، چیدمان نوری یا فناوری حسگر متفاوتی مورد نیاز باشد.

آیا میانگین‌گیری همیشه تکرارپذیری را بهبود می‌بخشد؟

میانگین‌گیری اغلب تغییرات تصادفی غیرهمبسته را کاهش می‌دهد. این روش به طور قابل اعتمادی رانش یا خطای سیستماتیک را حذف نمی‌کند و می‌تواند باعث کاهش دید ویژگی‌های کوتاه روی قطعات متحرک شود. تنظیمات را در سرعت تولید مورد نیاز مقایسه کنید.

هر چند وقت یکبار باید سنسور بررسی شود

فاصله زمانی را از ریسک فرآیند، رانش مشاهده شده، محیط زیست و سابقه نگهداری تنظیم کنید. پس از تغییرات نصب یا تعویض سنسور، بررسی کنید. بررسی مرجع در فواصل تولید تعریف شده، به آشکار شدن تغییرات قبل از تأثیر بر یک دسته بزرگ کمک می‌کند.

چه چیزی باید برای یک آزمایش مفید به تأمین‌کننده ارسال شود؟

قطعات نمونه، نقشه‌ها، تلرانس‌ها، تغییرات سطح، محدودیت‌های نصب، سرعت خط، جزئیات کنترلر و قانون تصمیم‌گیری مورد نظر را ارائه دهید. اندازه‌گیری‌های خام و تنظیمات کامل را درخواست کنید تا آزمایش بتواند روی دستگاه تکرار شود.