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Industrial Inspection & Measurement Instruments

分辨力、精度、重複性:三個最容易被混為一談的指標

分辨力、精度、重複性:三個最容易被混為一談的指標

一句話結論

參數列裡最容易被誤用的三個詞是分辨力、精度、重複性。它們描述完全不同的事情:分辨力看顯示,精度看真值,重複性看一致性。驗收判定必須以後兩者為依據。

三者分別是什麼

指標 定義 看什麼 典型量級(塗層測厚)
分辨力 Resolution 顯示或輸出的最小步進 顯示器的位數 0.1μm / 1μm
精度 Accuracy 示值與真值的最大允許偏離 與標準片/基準對比 ±(1%~3%)H+1.5μm
重複性 Repeatability 同一位置、同一條件多次量測的一致性 連續多次量測的分散度 通常優於標稱精度
量測不確定度 Uncertainty 對量測結果可信區間的定量表達 校準證書上的擴充不確定度 由證書給出

怎麼讀 「±(1%~3%)H+1.5μm」

這是 Dongru 承包商檔機型(如 DR280A、DR360A)的精度表達方式。它由兩部分相加:

  • 比例項:1%~3% × H。H 是當前讀數。讀到 1000μm 時,比例項允許 10-30μm;
  • 固定項:+1.5μm。來自零點、訊雜比等與厚度無關的誤差。

所以同一臺儀器在薄塗層上表現更好、在厚塗層上允差更大,這是物理規律。比較兩臺儀器時,必須在同一厚度點上比較,否則沒有意義。

為什麼重複性常比精度更好

精度要覆蓋系統誤差(基材差異、校準曲線、溫漂),而重複性是同條件下的相對一致性。實測中重複性通常明顯優於標稱精度,這也是為什麼工程判定更關注平均值而不是單點讀數。

SSPC-PA 2 要求每個測點(spot)至少取 3 個讀數的平均值,本質上就是在用重複性換穩定性。

不同機型的指標對照

機型 類別 精度 量程
DR280A 塗層 · 兩用 ±(1%-3%)H+1.5μm 0-1250μm
DR360A 塗層 · 磁性(鍍鋅克重) ±(1%-3%)H+1.5μm 0-2000μm
DR15A 塗層 · 大量程 ±3%H+2μm 100μm-15mm
DR87A 超聲 · 穿透塗層 ±(0.5%H+0.05)mm 0.55-500mm
DR89S 超聲 · 超薄單晶 ±(0.01+0.3%H)mm(15P6 標配) 0.15-300mm

校準證書上的「不確定度」才是終點

廠家標稱精度是設計目標,實際可信度以校準證書上給出的量測不確定度為準。ASTM D7091-22 引用的量測不確定度表達導則(ISO/IEC Guide 98-3,即 GUM)要求證書給出擴充不確定度與包含因子,缺少這一項的證書在審計中通常不被接受。

常見誤解

  • ❌ 「分辨力 0.1μm 說明精度很高」 —— 分辨力只說明顯示能力,與真值偏差無關。
  • ❌ 「精度 ±2% 比 ±3% 一定更好」 —— 還要看固定項。±2%H+3μm 與 ±3%H+1.5μm 在薄塗層上後者可能更優。
  • ❌ 「同一位置讀三次一樣就是精度高」 —— 那說明重複性好,系統偏差可能仍然存在,需要標準片或基準比對才能發現。