以下の説明では、DeFelsko Coating Thickness Measurementゲージに関連する計測用語の定義、説明、制限、および実用例について説明します。この文書の作成に使用した資料には、主に SSPC、ISO、ANSI、ASTM などの国際機関が発行した技術論文や規格が含まれ ています。本書の目的は、文献、マニュアル、技術論文、通信文、ウェブ資料など、DeFelsko の文書に共通する参照基 準を開発することです。
精度とは、測定結果と被測定物の真の厚さとの誤差の大きさを示す尺度です。精度表示とは、膜厚計が被測定物の真の膜厚を測定できるかどうかを予測するものです。精度表示では、ゲージの全機能測定範囲における性能を表示します。多くの場合、測定範囲は0から固定値までの範囲と、その固定値より大きい範囲（ゲージの測定限界まで）の2つに分けられます。精度表示には、測定範囲全体にわたって一定の固定部分と、特定の厚さの測定結果に関連する可変部分が含まれることがよくあります。固定値のないものはゼロat 正確な測定を意味するため、このような精度表示は非常に重要です。変換ミスを防ぐため、確度表記はインペリアルとメートル法の両方で記載します。次の図は、デフェルスコゲージの精度表示例を示しています。
精度とは、繰り返し測定されるゲージの読み取りの間の近さを示す指標です。読み取り値が期待値や真の値に近くなくても、互いに近ければ精度が高いとみなされます。
図1は、精度のない精度を表現したものです。何千もの測定値がバランスして、ターゲットの中心に近い平均値（mean）になるのです。中央の小さな円は、測定される部品の仕様を表しています。複数の読み取りを行うことで、測定されるパラメータに関する知識を統計的に向上させることができます。これは、膜厚計を使用する際に推奨されるプロセスです。読み取り値の広がりは、読み取り値の範囲を表し、ゲージの精度範囲内である必要があります。表示されているゲージの精度範囲は、測定する塗膜の仕様よりも広くなっています。これは良い測定状況とは言えません。これは、±0.1という望ましい仕様の塗膜を±1.0という精度のゲージで測定するのと同じことになります。測定値の長期平均は仕様の中心に近くなるが、必要な測定回数は実際の用途では実用的でないだろう。このような理由から、ゲージは仕様以上の精度を持つことが望ましいのです。
図2は精度のない精度を示している。測定値は非常に正確でグループ化されているが、ターゲットのat 真の値からはかけ離れている。ターゲットの中心から読み取り値の中心（平均値）までの距離は、測定を行う機器のバイアスと呼ばれます。膜厚計の例としては、常に真の膜厚よりも高い、または低い値を示す場合があります。ゲージの精度は一定（正確）かもしれませんが、正確ではありません。偏りは、ゲージ自体、摩耗、損傷、または測定される特定の基材やコーティングに起因する場合があります。望ましいことではありませんが、バイアスは通常、ゼロ調整などの校正調整を行うことで修正することができます。
図3は、精度と正確さをat います。これは、部品の仕様と同等の精度を持つゲージを表しています。ターゲットの中心は、読み取り値のグループと同じ直径です。これは不確かさ比1:1です。仕様の円の外側にある読み取り値は、測定器の精度の限界によるものか、実際に外れた測定値である可能性があるため、これはまだ理想的な状況ではありません。
より理想的な状況は図4で、読み取り値の精度は、仕様の円の中心に位置する、よりタイトな円になっている。この場合、測定値が仕様の範囲外であれば、それは異常値であることが保証される。
不確かさとは、測定の妥当性に関連する疑念（潜在的な測定誤差）のことです。膜厚ゲージに関して言えば、不確かさは、膜厚を測定する際に合理的に起こり得る測定誤差を特定するものです。これには、ゲージの不確かさ（問題の厚at ゲージ精度に基づく再現性）、オペレーターの不確かさ（オペレーターが測定値に影響を与える能力に基づく再現性）、温度と湿度の不確かさ（環境条件の影響）、およびその他のアプリケーション固有の不確かさが含まれます。これらの不確かさを組み合わせる一般的な方法は、以下の式で示される二乗和法です。
ユーザーは通常、4:1（ANSI Z540-1およびMIL-STD-45662による）のような不確かさ比規則を使用することで、プロセスの不確かさを見積もる複雑なプロセスを回避します。4:1の不確かさ比は、ゲージの精度が仕様の4倍at であれば、不確かさの計算プロセスを省略できるというものです。この不確かさ比を満たすために、デフェルスコはすべての製造および校正プロセスを通して高精度の校正標準を利用しています。このような不確かさ比の妥当性をさらに保証するために、当社の校正手順では、温度や湿度などの関連する変動源を最小限に抑えるための基準を設けています。
あるお客様が、コーティングされた製品を測定したいと考えています。コーティングの厚さは10milと予想されます。コーティングアプリケーションの仕様は、10%または±1 milです。したがって、許容できる読み取り範囲は9～11milです。
測定器の精度に関する記述は、読み取り値の±(.1mil + 1%) です。したがって、測定する読み取りの機器精度は±[.1mil + (.01 x 10 mils)] = ± 0.2 milsとなります。
したがって、仕様対装置精度は 1 対 0.2 として計算されます。これは 5:1 の不確かさ比に相当し、測定用途では通常許容されます。
膜厚測定において、測定器の分解能とは、ゲージが表示する最小の増分値のことです。デフェルスコの測定器の分解能は、膜厚と測定器の種類によって、0.01～1mil（0.5～20μm）の範囲にあります。すべてのデフェルスコゲージは、内部ゲージの読み取りとそれに続く計算がより多くの小数点以下の桁数で行われるため、より高い分解能を表示することが可能です。ゲージの分解能設定に基づき、小数点以下は丸められ、ユーザーに表示されます。ゲージの読み出しは、さらに数桁の分解能を表示するように変更することができますが、そのような増加は、測定器をより正確にするのではなく、単に読み出しの見かけの変動を増加させるだけです。
反復性と再現性（R&R）は、精度と正確さに密接に関連する重要な要因です。反復性を、特定のサンプルを測定するときに1人のユーザーに同じ読み取り値を提供するゲージがどの程度可能であるかという観点から考えることが役に立ちます。特定のサンプルを測定するときに，異なるユーザーが同じ読み取り値を得る能力は，再現性と呼ばれる．ゲージ R&R 研究のような統計的手法は，異なる測定器の反復性と再現性を比較するために存在する．
ゲージ R&R 研究に影響を与えるため、機器を評価する際にはいくつかの重要な要因を考慮する必要があります。
1.測定するサンプル内のばらつき。塗膜と下地が粗さなどの要因によって大きなばらつきを持つ場合は、R&R 調査の一環としてそのばらつきを考慮する必要があります。SSPC（Society for Protective Coatings）のPA2（Paint Application Specification No.2）には、「磁気ゲージは、塗膜表面やプローブ中心直下の鋼鉄表面の非常に小さな凹凸に対して必然的に敏感である」と明記されています。特に高プロファイルの粗い表面上の薄膜の場合、非常に近い点at あっても、粗い表面上で繰り返しゲージを読み取ると、かなり異なることがよくあります。試料とプローブを固定し、同じat 読み取りを行うことで、ばらつきを最小限に抑えることができますが、それでもユーザーは、仕様とそれに対応する繰返し精度の目標値がアプリケーションにとって妥当であることを確認する必要があります。
2.測定値の分解能。より多くの有効桁をユーザーに提供する「高分解能」機能を持たない測定器は、より再現性の高い結果を提供するように見えるかもしれない。例えば、分解能が1桁の計器では、次のような読み取り値(2.1, 2.1, 2.1)が得られるかもしれません。同じ測定器を "高分解能 "モードにすると、(2.06, 2.14, 2.07)となる。一見したat どちらの数値も有効だが、最初の数値の方がはるかに再現性があるように見える。逆に、次の2組の測定値(2.1, 2.2, 2.1)と(2.14, 2.15, 2.14)を考えてみよう。この例では、丸め機能が「低分解能」モードの再現性に悪影響を及ぼしている。
3.実際の測定の正確さ。厚さ2.00の既知の試料がある場合、（精密）測定器からの測定値2.21, 2.22, 2.21と第2の（正確）測定器1.96, 2.04, 1.97を考えてみてください。厚みの真値が2.00であることが分かっている場合、明らかに偏りのある精密な測定器と、わずかにばらつきのある正確な測定器のどちらがより実用的なのでしょうか。これらの要素は、どのような用途でも膜厚計を選択する際に重要です。
