En el siguiente análisis se ofrecen definiciones, explicaciones, limitaciones y ejemplos prácticos de la terminología metrológica relacionada con los medidores de DeFelsko: recubrimiento ,espesor ymedición . Los recursos utilizados para elaborar este documento incluyen, principalmente, artículos técnicos y normas publicadas por organizaciones internacionales como la SSPC, la ISO, la ANSI y la ASTM. El objetivo es crear una plataforma de referencia común para la documentación de DeFelsko, incluyendo publicaciones, manuales, artículos técnicos, correspondencia y materiales web.
exactitud Es una medida de la magnitud del error entre el resultado de un medición y el espesor verdadero del elemento que se está midiendo. Una declaración de exactitud predice la capacidad de un recubrimiento espesor medidor para medir el verdadero espesor de un recubrimiento que se va a medir. Las declaraciones de exactitud proporcionan la capacidad de rendimiento en todo el rango funcional medición del medidor. A menudo, el rango de medición se divide en dos secciones: una que va de 0 a un valor fijo; y otra que abarca todo lo que sea mayor que ese valor fijo (hasta el medidor's medición límite). Las declaraciones de exactitud suelen incluir una parte fija que permanece constante en todo el rango medición , más una parte variable que está relacionada con el medición resultado para un espesor concreto. Dichas declaraciones exactitud son fundamentales, ya que aquellas que carecen de un valor fijo implican un medición at cero exacto. Para evitar errores de conversión, las declaraciones exactitud se expresan tanto en sus equivalentes imperiales como métricos. La siguiente figura muestra un ejemplo de declaración exactitud para un DeFelsko medidor.
precisión es un indicador de la proximidad entre lecturas repetidas de medidor . Las lecturas no tienen por qué estar cerca de un valor esperado o real para considerarse precisas; basta con que estén próximas entre sí.
La figura 1 es una representación de exactitud sin precisión. Las miles de lecturas se equilibrarían en una media cercana al centro del objetivo. El pequeño círculo en el centro representa la especificación de la pieza que se está midiendo. Al tomar múltiples lecturas, podemos mejorar estadísticamente nuestro conocimiento del parámetro que se está midiendo. Este es un proceso recomendado cuando se utilizan recubrimiento espesor medidores. La dispersión de las lecturas representa el rango de lecturas y debe estar dentro del rango exactitud de la medidor. El medidor mostrado tiene un rango exactitud más amplio que la especificación de la recubrimiento que se está midiendo. Esta no es una buena medición situación. Sería equivalente a medir un recubrimiento con una especificación deseada de ± 0,1 utilizando un medidor que tenga un exactitud de ± 1,0. La media a largo plazo de las lecturas se situará cerca del centro de la especificación, pero el número de mediciones necesarias no resultaría práctico para una aplicación en la vida real. Por este motivo, el medidor debería ser más preciso que la especificación.
La figura 2 muestra precisión sin exactitud. Las lecturas son muy precisas y están agrupadas, pero distan mucho del valor real at del centro del objetivo. La distancia entre el centro del objetivo y el centro (media) de las lecturas se denomina «sesgo» del instrumento que realiza las mediciones. Un ejemplo con un recubrimiento espesor medidor es aquel en el que siempre se lee un valor superior o inferior al real espesor. El medidor puede ser consistente (preciso), pero no es exacto. El sesgo puede deberse al propio medidor , al desgaste, a daños o a que se estén midiendo un sustrato y un recubrimiento concretos. Aunque no es deseable, el sesgo suele poder corregirse realizando una calibración ajuste , como por ejemplo poner a cero.
La figura 3 muestra precisión y exactitud at al mismo tiempo. Esto representa un medidor que tiene un exactitud equivalente a la especificación de la pieza. El centro del objetivo tiene el mismo diámetro que el grupo de lecturas. Se trata de una relación de incertidumbre de 1:1. Esta situación aún no es ideal, ya que un lectura fuera del círculo de especificación puede deberse bien a la precisión limitada del instrumento, bien a un medición atípico real.
Una situación más idónea es la que se muestra en la figura 4, en la que el « precisión » de las lecturas forma un círculo más compacto que sigue situándose « en el centro » del círculo de especificación. En este caso, se garantiza que un « lectura » que se sitúe fuera de la especificación es un valor atípico « medición ».
La incertidumbre es la duda (posible medición error) asociada a la validez de un medición. En términos de un recubrimiento espesor medidor , la incertidumbre identifica los medición errores que podrían producirse razonablemente al medir el espesor de un recubrimiento. Esto puede incluir la incertidumbre medidor (repetibilidad basada en medidor exactitud at la espesor en cuestión), la incertidumbre del operador (reproducibilidad basada en la capacidad del operador para influir en las lecturas), las incertidumbres de temperatura y humedad (impacto de condiciones ambientales), así como otras incertidumbres específicas de la aplicación. Un método habitual para combinar estas incertidumbres es el método de la suma de cuadrados, que se muestra en la siguiente fórmula.
El usuario suele evitar el complicado proceso de estimar las incertidumbres del proceso utilizando una regla de relación de incertidumbre aceptada, como la de 4:1 (según las normas ANSI Z540-1 y MIL-STD-45662). Una relación de incertidumbre de 4:1 establece que, si su valor de « medidor » (valor de referencia) at es al menos cuatro veces más preciso que la especificación, el usuario puede omitir el proceso de cálculo de la incertidumbre. Para cumplir con esta relación de incertidumbre, DeFelsko utiliza patrones de calibración de alta exactitud en todos los procesos de fabricación y calibración. Para garantizar aún más la idoneidad de dichas relaciones de incertidumbre, nuestros procedimientos de calibración establecen criterios para minimizar las fuentes de variación relevantes, como la temperatura y la humedad.
Un cliente desea medir un producto recubierto. Se espera que el espesor de la capa ( recubrimiento ,espesor ) sea de 10 mils. La especificación de la aplicación del espesor de la capa ( recubrimiento ) es del 10 % o ± 1 mil. Por lo tanto, el rango aceptable de lecturas es de 9 a 11 mils.
La especificación de « exactitud » del instrumento es de ±(0,1 mil + 1 %) del valor de « lectura ». Por lo tanto, la « exactitud » del instrumento respecto al « lectura » que se va a medir es de ±[0,1 mil + (0,01 × 10 mils)] = ± 0,2 mils.
Por lo tanto, la relación entre la especificación y el instrumento exactitud se calcula como 1 frente a 0,2. Esto equivale a una relación de incertidumbre de 5:1, lo cual suele ser aceptable para aplicaciones de « medición ».
En recubrimiento espesor medición , la resolución de un instrumento es el incremento más pequeño que muestra el medidor . La resolución de los instrumentos DeFelsko oscila entre 0,01 y 1 mil (0,5 a 20 µm), dependiendo del espesor y del tipo de instrumento. Todos los medidores DeFelsko tienen la capacidad de pantalla una mayor resolución, ya que las lecturas internas medidor y los cálculos posteriores se realizan con muchos más decimales. Posteriormente, se redondean y se presentan al usuario en función de la resolución configuración del medidor. Aunque la visualización del medidor podría modificarse para mostrar varios dígitos más de resolución, dicho aumento no haría que el instrumento fuera más preciso, sino que simplemente incrementaría la variación aparente en las lecturas.
repetibilidad y la repetibilidad y reproducibilidad ( reproducibilidad , R&R) son factores fundamentales estrechamente relacionados con la repetibilidad y la reproducibilidad de un instrumento ( precisión ) y la reproducibilidad de un instrumento ( exactitud). Resulta útil considerar la reproducibilidad de un instrumento ( repetibilidad ) en términos de la capacidad que tiene la repetibilidad de un instrumento ( medidor ) para proporcionar el mismo resultado de repetibilidad ( lectura ) a un único usuario al medir una muestra concreta. La capacidad de que diferentes usuarios obtengan el mismo resultado de repetibilidad ( lectura ) al medir una muestra concreta se denomina reproducibilidad de un instrumento ( reproducibilidad). Existen métodos estadísticos, como los estudios de repetibilidad y reproducibilidad ( medidor R&R), para comparar la repetibilidad de un instrumento ( repetibilidad ) y la reproducibilidad de un instrumento ( reproducibilidad ) de diferentes instrumentos.
Debido al impacto que esto tiene en los estudios de investigación y desarrollo ( medidor ), hay que tener en cuenta varios factores fundamentales a la hora de evaluar los instrumentos.
1. Variación dentro de la muestra que se está midiendo. Cuando recubrimiento y sustrato presentan una variación significativa debido a factores como la rugosidad, dicha variación debe tenerse en cuenta como parte del estudio de R&R. La Especificación de Aplicación de Pintura n.º 2 (PA2) de la Sociedad para la Protección de la Superficie ( recubrimientos protectores , SSPC) establece específicamente: «Los medidores magnéticos son necesariamente sensibles a irregularidades muy pequeñas de la recubrimiento superficie o del acero superficie situado directamente debajo del sonda centro». Las lecturas repetidas medidor en una superficie rugosa superficie, incluso at en puntos muy próximos entre sí, suelen diferir considerablemente, sobre todo en el caso de películas finas sobre una superficie rugosa superficie con un perfil pronunciado». La variación puede minimizarse fijando la muestra y sonda para garantizar que las lecturas se realicen at en el mismo punto; no obstante, el usuario debe asegurarse de que las especificaciones y los objetivos correspondientes repetibilidad sean razonables para la aplicación.
2. Resolución de las lecturas. Un instrumento que no cuente con la función de «alta resolución» para proporcionar al usuario más dígitos significativos puede dar la impresión de ofrecer resultados más repetibles. Por ejemplo, un instrumento con una resolución de un dígito puede proporcionar las siguientes lecturas (2,1; 2,1; 2,1). El mismo instrumento en modo de «alta resolución» modo podría mostrar (2,06; 2,14; 2,07). Aunque ambos conjuntos de números son válidos at , a primera vista el primero parece mucho más repetible. Por el contrario, consideremos los dos conjuntos de lecturas siguientes: (2,1; 2,2; 2,1) y (2,14; 2,15; 2,14). En este caso, la función de redondeo tiene un impacto negativo en la repetibilidad de la «baja resolución» modo.
3. exactitud del valor real medición. Dada una muestra con un valor conocido de 2,00 espesor, consideremos las lecturas de un instrumento (preciso): 2,21; 2,22; 2,21, frente a las de un segundo instrumento (exacto): 1,96; 2,04; 1,97. Si se sabe que el valor verdadero de la espesor es 2,00, ¿qué instrumento resulta más práctico de utilizar: el instrumento preciso con un sesgo evidente o el instrumento exacto con una variabilidad ligeramente mayor? Estos factores son fundamentales a la hora de seleccionar un recubrimiento espesor instrumento para cualquier aplicación.
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