专利名称：简化的测量过程统计控制方法
技术领域：
本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种简化的测量过程统计控制方法。
背景技术：
计量标准或测量设备的准确性通常采用检定或校准的方式来进行量值溯源而得以保证，这种量值溯源是有时间间隔的，例如1年或2年等，在下次量值溯源前，其量值发生超出允许值的偏移有很多时候使用者是觉察不到的，在这期间若通过一定的测量技术手段对其量值加以监控，将能够及时发现问题并加以处理，以减少由于量值失准而产生的错误传递或错误的测量结果，能够最大限度地减少不必要的损失。像在国家电网公司大计量形势下尤为重要，尤其是对于电能计量标准，能够及时发现其异常或失准将具有很可观的经济效益。目前国内进行统计控制的依据是文献[1]，它等同采用国际标准IS08258:1991 《休哈特控制图》(Shewhart control charts)及其1993年1号修改单。在文献[2]中，也提出了采用控制图的方法对测量过程是否处于统计控制状态进行控制，并在附录C中详细介绍了休哈特控制图，同时说明对于准确度较高且重要的计量标准，建议尽量采用控制图对其测量过程进行连续和长期的统计控制，文献[3]更作了详细的介绍。文献[4]中还给出了休哈特控制图确定控制界限的推导。但是，文献[5]从理论分析和实践应用表明，其中最重要的平均值控制界限的确定方法不是普遍适用的，对于计量标准或测量设备来说具有很大的局限性，究其根本原因就是，其平均值控制界限是依据重复性条件下所得数据的标准偏差来设置，用它来控制复现性条件下量值(子组的平均值 )的波动性，由于条件不同 (时间不同、环境条件等也有所不同)，因此，前者不能来控制后者。若以各组内平均值算得的标准偏差的3倍来设置平均值控制界限将是比较合理的。另外，休哈特控制图中的平均值控制界限与组内标准偏差或极差想关联，因此每个子组必须进行多次测量，其工作量势必增大。原国家技术监督局于1993年批准实施了 8个(JJG1038 JJG1045)计量保证方案 (试行)，计量保证方案的英文是Measurement Assurance Program，该方案由原美国国家标准局(NBS)提出，其中也涉及了采用核查标准对计量标准进行统计控制的问题，就这8个计量保证方案来看，统计控制方法、需计算的参数和表示符号各不相同，平均值控制界限的设置也不尽相同，例如JJG1039 JJG1042都是根据各组内平均值算得的标准偏差的倍数来设置平均值控制界限，而JJG1038和JJG1044则不同，多数平均值控制图与t检验对应， 标准偏差控制图与F检验对应。
发明内容
本发明的目的就是为解决上述问题，提出了一种对计量标准或测量设备通过一定的测量技术手段对其量值加以监控的简化的测量过程统计控制方法，该方法省去了标准偏差或极差控制图，提出了先根据标准偏差试验结果的大小，来确定子组最少测量次数的方法，以各组内平均值算得的标准偏差的3倍来设置平均值控制界限，控制图异常的判断准则简化为3种判据，进而即恰当又大大减少了实施测量统计控制的工作量，便于推广应用。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案一种简化的测量过程统计控制方法，它的步骤为1)单次测量的标准偏差获得；利用测量设备在重复性条件下，对选定的核查标准进行一个子组的测量，获得一个子组的标准偏差。如此重复再获得2 3个子组的标准偏差，计算合并标准偏差
sp = √∑si2/k，此即为单次测量的标准偏差成每个子组的标准偏差；k为子组个数；2)子组最少测量次数η的确定；有了单次测量的标准偏差，于是组内平均值x-的标准偏差sx- = sp/√n。组内平均值x-的标准偏差sx-与控制界限3 Sb的关系至少应满足2sx-≤1/3控制界限取被控制计量标准或测量设备控制点的最大允许误差作为平均值控制界限目标， 则组内平均值 的标准偏差h与被控制控制标准或测量设备的最大允许误差的绝对值MPEV 应满足如下关系2sx-<1/3MPEV从更严的要求考虑，将上述关系调整为2sx-≤1/5MPEV 即
权利要求
1. 一种简化的测量过程统计控制方法，其特征是，它的步骤为1)单次测量的标准偏差获得；利用测量设备在重复性条件下，按照选定的核查标准进行一个子组的测量，直至无异常值存在，从而获得一个子组的标准偏差；2)子组最少测量次数η的确定；根据组内平均值-的标准偏差
2.如权利要求1所述的简化的测量过程统计控制方法，其特征是，所述步骤1)中，开始试验时组内测量次数取η ^ 12，此时可采用拉伊达准则又称3s准则来剔除异常值，即若测量值Xi的残差满足h -^l 则认为Xi为异常值应剔除，而后补做一次数据，重新计算组内平均值 和组内标准偏差s，再进行检验，直至无异常值存在，从而获得一个子组的标准偏差。
3.如权利要求1所述的简化的测量过程统计控制方法，其特征是，所述步骤3)中，在规定的测量条件下，按一定的时间间隔重复上面的测量过程，要求子组数111 > 20.
4.如权利要求3所述的简化的测量过程统计控制方法，其特征是，所述子组数m在实际工作中最好能达到25组。
5.如权利要求1所述的简化的测量过程统计控制方法，其特征是，如果MPEV与3Sb的比值(MPEV/3Sb)和MPEV与子组平均值极差的比值(MPEV/R)均大于1，该值可不剔除；同样，如果U95与3Sb的比值(U95/3Sb)和U95与子组平均值极差的比值(U95/R)均大于1，该值也可不剔除。
6.如权利要求1所述的简化的测量过程统计控制方法，其特征是，所述步骤7)中在控制图建立时，由于控制图采用3 σ原则设计控制界限，为此将控制图的控制范围均分为6个区，每个区的宽度均相当于所采用统计控制量的标准偏差。
全文摘要
本发明公开了一种简化的测量过程统计控制方法，它省去了标准偏差或极差控制图，根据标准偏差试验结果的大小，进而大大减少了实施统计控制的工作量，便于推广应用。它的步骤为1)单次测量的标准偏差获得；利用测量设备在重复性条件下，按照选定的核查标准进行一个子组的测量，直至无异常值存在，从而获得一个子组的标准偏差；2)子组最少测量次数n的确定；3)预备数据的取得；在重复性条件下，根据步骤2)确定的子组测量次数n对选择好的核查标准作n次独立重复测量，该n次测量结果称为一个子组；4)计算初始统计控制参数；5)组内平均值的检验；6)计算统计控制参数；7)组内平均值控制界限的确定和控制图的建立。
文档编号G06F19/00GK102495961SQ20111039915
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月5日 优先权日2011年12月5日
发明者张红, 祝福, 范巧成 申请人:山东电力研究院