QC手法

計測とは?測定・計量・計数との違いと正確さ・精密さを図解|判定ツール付き

計測とは何かを表すアイキャッチ。ノギスで部品を測り、その結果をグラフにして機械の調整に使う

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お悩み
こんなふうに思っていませんか?
  • 計測と測定、計量、計数の違いを説明できない
  • 「正確さ」と「精密さ」がごちゃごちゃになる
  • 測定値が信用できるのか、どう確かめればいいかわからない
この記事でわかること
  • 計測とは何か、測定・計量・計数との違い
  • 真の値と誤差、正確さと精密さ
  • 正しく測る5つのポイントとSI基本単位
  • 測定値のかたよりとばらつきを確かめる判定ツール
結論|まず30秒でわかる答え

計測とは、目的をもって物ごとを量でとらえ、その結果を使って目的を果たすまでの全体をいいます。測定は、その中の「ある量を基準と比べて数値で表す」作業です。計量は公的な基準にもとづく測定、計数は個数を数えることで、どれも計測の一部です。

計測とは何かを表すアイキャッチ。ノギスで部品を測り、その結果をグラフにして機械の調整に使う
ノギスで測り、結果を機械の調整に使う計測

計測とは?測定・計量・計数との違い

いちばん広いのが「計測」で、その中に「測定」があり、計量と計数もその仲間です。計測用語はJIS Z 8103で定義されています。

用語意味例
計測目的をもって量でとらえる方法を考え、測り、結果を使って目的を果たすこと(JIS Z 8103)炉の温度を測って、ヒーターを調整し、焼き入れを安定させる
測定ある量を、基準とする量と比べて数値で表すこと(JIS Z 8103)ノギスで軸の直径を測る
計量公的に決めた測定標準をもとにした測定(JIS Z 8103)。取引・証明に使う計量器は計量法で検定などが求められるお店のはかり、ガソリンの給油量、電力量計
計数個数を数えること。結果は0, 1, 2…のとびとびの値(計数値)不良品の数、キズの数

ポイントは、計測には「何のために測るか」と「結果をどう使うか」まで含まれることです。測定は、その中の「数値にする」作業だけを指します。測ったデータを使わずに記録して終わりでは、計測の目的は果たせていません。

計量値と計数値

品質管理では、測定で得る長さ・重さ・温度などの連続した値を計量値、数えて得る不良数・欠点数を計数値と呼び分けます。使う管理図や抜取検査が変わるので、データを取る前にどちらかを意識しておきます。

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計測・測定・計量・計数の関係の図。いちばん広い計測の中に、基準と比べて数値にする測定があり、その中に公的な標準にもとづく計量がある。数える計数も計測の仲間
計測・測定・計量・計数の関係

真の値と誤差|測定値には必ずずれがある

測りたい物が本当にもっている値を「真の値」といいますが、真の値をぴったり知ることはできません。測定値は「真の値+誤差」です。

誤差ずれ方原因の例へらし方
系統誤差(かたより)いつも同じ向きにずれるゼロ点のずれ、温度による伸び校正・補正で取りのぞく
偶然誤差(ばらつき)毎回ちがう向き・大きさ読み取りのくせ、細かな振動何回か測って平均する

このほか、目盛りの読みまちがいや記録ミスのような「過失(ミス)」もあります。これは誤差ではなく、手順やチェックで防ぎます。誤差の種類や、ばらつきの見積もり方(不確かさ)は、誤差の記事でくわしく解説しています。

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測定の誤差とは?系統誤差・偶然誤差・不確かさ

真の値と誤差の図。測定値は真の値に誤差が加わったもの。いつも同じ向きにずれる系統誤差は校正で直し、毎回ちがう偶然誤差は平均でへらす
系統誤差は校正で、偶然誤差は平均で減らす

正確さと精密さの違い|的当てで考える

正確さは「真の値に近いか(かたよりが小さいか)」、精密さは「何回測ってもそろうか(ばらつきが小さいか)」です。

的当てでいうと、矢がまとまって中心に集まるのが「正確で精密」。まとまっているのに中心から外れているのが「精密だが正確でない」、中心のまわりに散らばるのが「正確だが精密でない」です。

例題:10.00gの分銅を2台のはかりで5回ずつ測る

はかり測定値(g)平均とかたよりばらつき(標準偏差)判断
A10.05, 10.06, 10.04, 10.05, 10.0510.05(+0.05)0.007精密だが正確でない → 校正する
B9.98, 10.03, 9.97, 10.04, 9.9810.00(0)0.032正確だが精密でない → 置き方・環境を見直す

Aは毎回ほぼ同じ値ですが、いつも0.05g重く出ます。これは系統誤差なので、校正すれば直ります。Bは平均は合っていますが、1回ごとの値が信用できません。1回だけの測定で合否を決める検査では、Bのほうが困ります。

正確さと精密さの図。はかりAは値がそろっているが0.05g重く出る精密だが正確でない状態、はかりBは平均は合っているがばらつく正確だが精密でない状態
精密だが正確でない、正確だが精密でない

測定値のかたより・ばらつき判定ツール

同じものを数回測った値と、基準値(分銅やゲージブロックなど、値がわかっている基準)を入れてください。

入力すると、その場で計算し直します。判定は平均のかたよりを2s/√nとくらべる簡単な目安です。入力した数字は画面の中で計算するだけで、どこにも送信されません。

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正しく測る5つのポイント

測定値をゆがめる原因は、測定器・測り方・人・環境・測る物の5つに分けて考えると、もれなく点検できます。

ポイントやること
① 測定器校正済みで、公差に対して十分細かく測れるものを使う(目安は公差の10分の1程度まで読めること)
② 測り方測る位置・向き・回数・当て方を手順書で決める
③ 人教育し、人によるちがいがないか確かめる(ゲージR&R)
④ 環境温度・湿度・振動・ほこりを管理する。長さは20℃を基準に考える
⑤ 測る物汚れ・バリ・温度をそろえてから測る(加工直後の熱い部品は縮む前)

校正とトレーサビリティ

校正は、測定器の表示と基準の値の関係を確かめることです。その基準も、さらに上の基準で校正され、最後は国家標準や国際単位(SI)までつながっています。このつながりをトレーサビリティといい、日本では計量法の校正事業者登録制度(JCSS)などで支えられています。工場で使うノギスの1mmが、世界の1mmと同じだと言えるのはこのためです。

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校正とは?調整との違いとトレーサビリティ

正しく測る5つのポイントとトレーサビリティの図。測定器・測り方・人・環境・測る物を点検する。工場のノギスは社内の基準器、校正事業者、国家標準・SIまで校正でつながっている
正しく測る5つのポイントとトレーサビリティ

SI基本単位|世界共通のものさし

測定の基準になるのが、国際単位系(SI)です。7つの基本単位があり、2019年からは7つすべてが、光の速さなどの決まった定数で定義されています。

量単位記号
長さメートルm
質量キログラムkg
時間秒s
電流アンペアA
熱力学温度ケルビンK
物質量モルmol
光度カンデラcd

電圧のボルト(V)や力のニュートン(N)は、基本単位の組み合わせでできる「組立単位」です。

計測・測定でよくある間違い

よくある間違い正しい考え方
計測と測定は同じ意味計測は目的と結果の活用まで含む。測定は数値にする作業
値がそろえば正しいそろっていても、かたよっていることがある(精密≠正確)
校正済みなら誤差はないかたよりは減らせても、ばらつきは残る
何回も測れば系統誤差も消える平均で減るのは偶然誤差だけ。かたよりは校正で直す
表示の桁が多いほど正確桁数は細かさ(分解能)。正確さとは別
計測と測定のよくある間違いの図。計測は結果の活用まで含む、値がそろってもかたよることがある、かたよりは平均では消えず校正で直す、表示の桁数は正確さとは別
計測と測定で多い4つの間違い

よくある質問

Q. 計測とは簡単にいうと?

A. 目的をもって物ごとを量でとらえ、その結果を使って目的を果たすまでの全体です。

Q. 計測と測定の違いは?

A. 測定は基準と比べて数値にする作業です。計測は、その目的と結果の使い方まで含む広い言葉です。

Q. 計量と測定の違いは?

A. 計量は公的に決めた測定標準をもとにした測定です。取引や証明に使う計量器は計量法で管理されます。

Q. 正確さと精密さの違いは?

A. 正確さは真の値に近いこと(かたよりが小さい)、精密さは値がそろうこと(ばらつきが小さい)です。

Q. SI基本単位はいくつある?

A. 7つです。m・kg・s・A・K・mol・cdで、ほかの単位はこれらの組み合わせでできます。

まとめ
  • 計測は目的と活用まで含む全体、測定は数値にする作業
  • 計量は公的な標準にもとづく測定、計数は個数を数えること
  • 測定値=真の値+誤差。かたよりは校正、ばらつきは平均でへらす
  • 正確さ=かたよりが小さい、精密さ=ばらつきが小さい
  • 測定器・測り方・人・環境・測る物の5つで点検する
計測のまとめの図。計測は測って結果を使うまで、測定は基準と比べて数値にする、正確さと精密さは別、5つのポイントで点検する
計測の要点:正確さと精密さは別
この記事の理解を深める本と道具
おすすめの道具

正確さと精密さの違いを身近に確かめるなら、デジタルノギスで同じ部品を何回か測ってみるのがわかりやすい方法です。ミツトヨのデジタルノギス(ABSデジマチックキャリパ)CD-15AXです。測定範囲は0〜150mm、最小表示量は0.01mmで、電源を入れるたびのゼロ合わせが要りません。

おすすめの本

品質管理の全体を、1冊で見渡したいときに向いています。品質管理と品質改善の基本を、図解でわかりやすくまとめた本です(日本実業出版社)。

おすすめの本

品質管理の手法をQC検定の勉強で体系的に身につけたいなら、2級のテキストが1冊あると心強いです。QC検定2級のテキストと問題集が1冊になった本です。受験者が苦手にしやすい統計の分野をていねいに説明しています(TAC出版)。

S
シラス
電験三種・QC検定1級 / メーカーでパワエレ設計・品質保証 実務10年

メーカーで電気設計と品質保証に携わってきた経験をもとに執筆しています。むずかしい専門用語をできるだけ使わず、はじめて学ぶ人がつまずかないように、図とたとえで説明することを大切にしています。

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