建立視覺量測不確定度計算表

本測試要回答的問題

不確定度預算把所報告的尺寸與可能使它發生變化的各種影響連結起來。不要用像素解析度或單獨的重複性來代替總不確定度。

這是一份與廠商無關的現場調機方法。更改任何設定之前，請先查閱所用具體型號的相機、鏡頭、感測器或控制器手冊。文中的數值範例表為假設資料，既不是 Deyi Vision 的量測結果，也不是產品規格。

前置條件

明確待測量、報告的是單一零件的結果還是平均結果、溫度條件以及量測模型。先修正已知偏差，並保留該修正本身的不確定度；對參考件和比例進行表徵。

先寫明待測量：報告的是哪個尺寸，在什麼條件下，經過哪些修正。針對單一報告結果的不確定度預算，與針對平均值的預算是不同的。要界定零件裝載方式、高度和溫度的變化是否屬於預期母體。不要把這份計算表當作宣稱已獲認證的依據，也不要當作通用的符合性規則；驗收判定需要一項與應用相適應、並經各方約定的策略。

測試台與紀錄

準備重複觀測資料、參考件證書、比例驗證紀錄和環境紀錄。藉助靈敏係數，把每一項分量都表示成結果所用的單位。

準備量測模型、未經四捨五入的重複量測結果、參考件證書，以及校正、解析度和相關環境或治具影響的紀錄。對每一項分量，記錄其來源、單位、分布或評定方法、標準不確定度和靈敏係數。缺失的分量要明確列出，不要把它們記為零。記錄各分量之間可能存在的共同原因，因為比例、參考件和修正項可能相關，而不是相互獨立。

執行測試

1. 用至少 30 次有代表性的重複量測估計單次讀數的重複性；除非報告的正是那個實際平均值，否則不要除以 √n。
2. 用證書上給出的涵蓋因子，把證書的擴充不確定度換算為標準不確定度。
3. 對有依據的矩形界限，將半寬除以 √3，換算為標準不確定度。
4. 必要時連同共變異數一起合成各分量；報告結果時一併說明涵蓋因子和各項假設。

按量產中使用的同一種報告方式，收集有代表性的重複量測序列。估計適用的重複性分量，然後依各自有記載的依據，把證書上給出的擴充不確定度和假定的有界影響換算為標準不確定度。透過量測模型，把每個分量都表示成待測量的單位。偏差修正及其不確定度要單獨複核。只有在檢查了獨立性假設，並確認所列分量涵蓋了所聲明的工作範圍之後，才彙總出合成結果。

假設範例表

假設相互獨立的標準不確定度分量為 0.004、0.003、0.002 mm，合成後為 0.005385 mm，k=2 時擴充不確定度為 0.01077 mm。在高度、溫度、偏差修正等其他相關影響得到評估之前，該範例表是不完整的；k=2 並不自動等於有保證的信賴水準。

u_c = sqrt(u_repeat^2 + u_reference^2 + u_scale^2)
= sqrt(0.004^2 + 0.003^2 + 0.002^2) = 0.005385 mm
U = k * u_c = 2 * 0.005385 = 0.01077 mm
Independent components assumed; covariance excluded only with justification.

本例的方和根合成，假定各分量相互獨立，並採用所述的靈敏係數。其擴充值採用的是所述的涵蓋因子；這本身並不能證明某個涵蓋機率。證書分量和有界的比例分量採用了不同的換算方式，因為它們所含的資訊不同。如果報告的量是單一結果，把它的重複性分量除以重複次數的平方根，會低估相關的波動。

測試流程

解讀佐證

藉助分量圖，把每個數字追溯到對應的紀錄，而不是只按大小給各分量排序。一個沒有可信依據的小分量，同樣可能破壞整份預算的可信度，就像遺漏一個很大的高度影響一樣。要考慮零件重新裝載或在視野的另一位置量測時，哪些量會發生變化。如果這一影響已經包含在有代表性的重複量測序列中，應記錄兩者的界線，以免重複計算。

故障排除

• 共用的校正資料會使各項相關；簡單的方和根可能低估不確定度。
• 把證書的擴充值與標準值混在一起，會把它的因子重複計入；要檢查單位和涵蓋因子的定義。

如果合成值出現意外變化，應檢查單位換算、靈敏係數，以及標準不確定度與擴充不確定度的區別。如果參考件證書中已包含在別處用到的某一項，要檢查是否重複計算。如果兩項共用同一份校正資料，應研究共變異數，而不是硬把它們當作相互獨立。遺漏了已知的溫度、高度或偏差修正影響的預算，即使所列各項的算術都正確，仍然是不完整的。

驗收與交接

只批准有書面記載的預算，且其中涵蓋各項顯著影響，並包含約定的符合性判定規則。在該規則下，把不確定度與公差相比較；不要憑空設定一個通用的驗收比值，也不要宣稱已獲認證。

將原始檔案、設定、樣品標識和判定限值一併歸檔。請參照下方相關的產品指南與準備指南，與 Deyi Vision 討論已有書面記載的需求。

在把結果用於符合性判定之前，由指定的計量負責人審查模型、佐證和判定策略；只有審查確實進行過，才記錄審查情況。透過獨立重新計算各分量並檢查量綱來核對計算表。把報告值、單位、合成不確定度、涵蓋因子和適用條件一併寫明。歸檔對接近限值的結果所約定的處理方式；量測配方或適用母體發生變化時，重新審查預算。