量測工具選擇與數值紀錄

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量測工具使用與結果紀錄是航空工業中每天在做的事,似乎不是甚麼難事,其實這當中有一些規定,很多人做了二三十年都還沒去弄明白,雖然照著資深同仁做也不容易出現問題,但制定作業程序與規定的工程師也不清楚,會造成系統性的缺失,這些日子輔導一個實驗室準備Nadcap認證,發現存在這件事。

現在的量測工具大多是數位式的,量測技術上也都會教導,但是如何挑選合適合規的工具卻常被忽略,量測工具的挑選主要是為了測量某些物理量,如長度、重量、力矩、電壓、電流、溶液濃度等,測量的結果作為判斷先前執行的工作是否符合作業的要求,因此工具的選擇流程:

  1. 確認作業的要求來決定工具的種類、範圍及校驗精度:以常見簡單的尺寸量測為例,首先依據量測位置的特徵決定是使用卡尺還是深度規或是其他形式的尺規,接著要看目標合規的範圍,例如10.386"~10.396",這個資訊提示的是:
    (1)尺規的校驗範圍應包含10"~11"之間,最好這段是在其校驗範圍的中段,例如其校驗範圍0~20",當然只有0~11"也是可以用的;
    (2)尺規的精度必需要校驗到+/- 0.0001"或0.0002",依照量測規定,量測工具的精度至少必須是受測要求的1/4,以此例,目標的合格範圍10.386"~10.396"要求到小數第三位,也就是量測結果的精度必須到0.001",因此尺規的精度要求是0.001"*(1/4)=0.00025",所以校驗精度0.0001"或0.0002"都是可以使用的。
  2. 確定使用工具的校驗有效期,沒有校驗標籤或標籤上的有效期已過都不能使用且必須提報提用並隔離。
  3. 紀錄測量結果,除了要求字跡清晰可辨外,
    (1) 有單位的必須同時填寫,如果是用打印的,依照ASTM SI10規定,單位跟數字之間必須留一空格,單位必須是其代碼或完整的英文名稱,例如使用英吋,可以用代碼in 或全名 inch,使用全名時,若數值>1時要用複數形,如 inches,數值小於或等於1時則維持單數形,另常見的錯誤是以為in是縮寫在後面加點,像是in.。重要的單位代碼及全名都可以在ASTM SI10中查到。
    (2) 依據校驗精度填寫位數:先確定數位顯示的位數與校驗精度相符,有時顯示的位數會多於校驗精度,多於校驗精度的位數不可填寫,例如數位顯示10.38579,但校驗精度為0.0001,則只能記錄10.3858。由於大部分的判斷規定都是使用絕對方法比對,例如合格範圍10.386"~10.396",在精度為+/- 0.0001"的卡尺測量的結果是10.3858",是必須判定不合格,因此紀錄必須到小數點後四位,但若客戶或規範要求使用捨入法,則可以只寫到和合格範圍相同的位數如10.386",也可以寫成10.386"(10.3859"),保留原始測得的數值紀錄,可方便萬一需要調查事故時的參考。明文要求使用捨入法的客戶或規範很少,較常見的如洛氏硬度測試,依據ASTM E18建議使用捨入法紀錄到整數位(通常規範要求的硬度範圍數值也只到整數位),而捨入法除非客戶同意使用四捨五入,否則須依照ASTM E29的捨入法,待捨入的位數若大於5則進位,小於5則捨去,剛好等於5,則視前面一位的奇偶數,若為奇數則進位為偶數,如10.3855捨入後進位到10.386,若為偶數則維持偶數不進位,例如10.3865捨入後維持10.386,此外ASTM E29也有處理捨入到最近的2或5等較特殊的應用,其原理原則相同;若是測得的數值在校驗範圍外,則不能直接記錄測量結果的數值,例如化學溶液分析常用標準溶液校正儀器,若使用1 ppm及10 ppm校正,而測量的結果是0.15 ppm,只能記錄"< 1 ppm"或是"未檢出"。
    (3) 填寫量測工具的ID識別號碼,以維持結果的可追溯性。
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