Come garantire la Qualita’ dei Risultati di Prova e Misura

Convegno Affidabilità e Tecnologie TÜV Rheinland Italia Srl Data: 20 Aprile 2016

Come garantire la Qualita’ dei Risultati di Prova e Misura

Assicurazione della qualità dei risultati di prova e di taratura

Il laboratorio deve disporre di procedure di tenuta sotto controllo della qualità per monitorare la validità delle prove e delle tarature effettuate

Il monitoraggio deve essere pianificato e riesaminato e può comprendere, non limitandosi ad essi, quanto segue:

- a) l’utilizzo regolare di materiali di riferimento certificati e/o la tenuta sotto controllo della qualità interna nell’utilizzo di materiali di riferimento secondari;

- b) la partecipazione a programmi di confronti interlaboratorio o prove valutative;

- c) la ripetizione di prove o di tarature utilizzando metodi identici o differenti;

- d) l’effettuazione di nuove prove o tarature sugli oggetti conservati;

- e) la correlazione di risultati fra caratteristiche diverse di un oggetto.

01.09.2016 Corporate Presentation 2

Da ISO/IEC 17025:2005 par. 5.9

L’approccio matriciale per Metodo di prova vs Norma


Metodo Norma 1 Norma 2 Norma n

Metodo 1 X X

Metodo 2 X X X

X X

X X X

X X X

Metodo m X

Tipiche prove relative alla Sicurezza dei Prodotti Elettrici

Misura di tensione, corrente, potenza

Prova di Rigidità Dielettrica

Misura della Resistenza d’Isolamento

Misura della Tensione residua alla spina

Misura della Corrente di dispersione

Misura della Continuità di Terra

Prova del Glow Wire


Intervallo di Specifica e Incertezza di Misura


œU (k=2) d ¼ (USL • •L• S•L•)• • •U• •d 1/8 dell•intervallo di specifica •

•

Intervallo di Specifica LSL USL

RISULTATO DI MISURA

U U Area NC Area NC

Area di Rischio


Processo di Misura

C’è una variabilità che non può essere eliminata ma solo ridotta


Accuratezza e Precisione

Accuratezza: occorre stabilire dove mediamente spara il tiratore

Ripetibilità: occorre capire se il risultato è frutto del caso o si è in grado di replicarlo


Capacità di un Processo


σ

ε

Da un Processo Instabile ad un Processo Stabile


Ripetibilità ed Accuratezza

L’esecuzione delle verifiche di ripetibilità in accordo al documento Accredia DT0002/6 permette di analizzare la variabilità della ripetibilità Capacità di Processo

Non permette di valutare se il processo è centrato


Carte di Controllo


http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjM9LDe0IvMAhVDxRQKHQA4BLcQjRwIBw&url=http://www.summitmeasurement.net/HRB-224-Magnetic-Force-Laboratory-Balance-p/hrb-224.htm&bvm=bv.119408272,d.ZWU&psig=AFQjCNEIjUKpPUFvrpQDnxmSOm6AGkQoaQ&ust=1460637442273737

I Settori sotto Accreditamento di TRI


Settore Istruzioni Operative per la Ripetibilità

Sicurezza IO_BSP_239_027

Meccanico IO_BSP_239_050

EMC IO_BSP_933_002

R&TTE IO_BSP_933_201

Chimica IO_BSP_931_001

Verifica di Ripetibilità di un Metodo di Prova Acquisizione Dati


500 V 1000 V 2000 V 3000 V 4000 V

1 510,7 1040,7 1976,5 2970,7 3892,22 511,2 1041,0 1975,0 2968,9 3890,93 511,3 1042,6 1976,5 2969,1 3890,84 510,9 1040,3 1975,2 2965,2 3888,25 510,9 1042,6 1977,2 2969,1 3889,46 512,3 1042,3 1976,8 2967,8 3888,57 512,0 1042,2 1976,6 2965,4 3889,28 513,5 1043,2 1977,8 2962,9 3893,89 513,1 1044,7 1978,5 2967,5 3895,210 512,9 1040,7 1975,1 2968,4 3890,4

Media (V) 511,87 1042,01 1976,518 2967,50 3890,86Dev.Std (V) 1,0364 1,3733 1,1630 2,3352 2,2858Dev.Std (%) 0,202 0,132 0,059 0,079 0,059

Prova N.VALORI RILEVATI VS LIVELLI DI PROVA

Verifica Normalità dei Dati – Normal Probability Plot


Dati ordinati Quantili sperim z Rango Freq. Cum. Rel. Quantili teorici

1 2918,5 -1,28 1 0,05 -1,642 2918,7 -1,24 2 0,15 -1,043 2920,6 -0,76 3 0,25 -0,674 2921,6 -0,52 4 0,35 -0,395 2923,3 -0,09 5 0,45 -0,136 2924,3 0,15 6 0,55 0,137 2924,9 0,30 7 0,65 0,398 2926,3 0,65 8 0,75 0,679 2927,2 0,87 9 0,85 1,0410 2931,4 1,91 10 0,95 1,64

Media 2923,68Dev.Std 4,03

Prova N.VERIFICA DELLA NORMALITA' DEI DATI

y = 0,9943x - 7E-14 R² = 0,9664

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

-2,00 -1,50 -1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00

Verifica Normalità dei Dati – Metodo Analitico


Dati ordinati |z| Freq. Cum. Sperim. Rango Freq. Cum.

Teorica |∆|

1 2918,5 1,28 0,10 1 0,1 0,0012 2918,7 1,24 0,11 2 0,2 0,0923 2920,6 0,76 0,22 3 0,3 0,0784 2921,6 0,52 0,30 4 0,4 0,0975 2923,3 0,09 0,46 5 0,5 0,0386 2924,3 0,15 0,56 6 0,6 0,0397 2924,9 0,30 0,62 7 0,7 0,0818 2926,3 0,65 0,74 8 0,8 0,0589 2927,2 0,87 0,81 9 0,9 0,09110 2931,4 1,91 0,97 10 1,0 0,028

Media 2923,68 MASSIMA DIFFERENZA ASS(FCT-FCR) 0,097Dev.Std 4,03 DIFFERENZA CRITICA 95% 0,409

I DATI SONO DISTRIBUITI IN MODO NORMALE

INDICETEST DI KOLGOMOROV SMIRNOV NORMALITA' DEI DATI

CONCLUSIONE:

Ricerca dei dati anomali (Outliers)


Dati ordinati Residui Test Dmx4,5 Dati anomali

1 2918,5 5,30 12,8252 2918,7 5,10 12,8253 2920,6 3,20 12,8254 2921,6 2,20 12,8255 2923,3 0,50 12,8256 2924,3 0,50 12,8257 2924,9 1,10 12,8258 2926,3 2,50 12,8259 2927,2 3,40 12,82510 2931,4 7,60 12,825

2924 3Di Dm

Mediana

Prova N.VERIFICA PRESENZA OUTLIERS

Verifica di Fisher


VERIFICA DELLA RIPETIBILITA' NEL TEMPO DI UN METODO SECONDO ACCREDIA DT0002/6

Sr u.m ν1 DATA OPERATORE Sa u.m ν2 Sa^2/Sr^2 Fcrit (95%) ESITO

Rigidità dielettrica EN 60335-1 0,140 % 9 18/09/2014 0,132 % 9 0,8890 3,18 PASS 0,14 %

Resistenza di isolamento EN 60335-1 0,055 % 9 24/09/2014 0,031 % 9 0,3177 3,18 PASS 0,06 %

Resistenza contatto terra EN 60335-1 2,00 mohm 9 24/09/2014 0,51 mohm 9 0,0650 3,18 PASS 2,00 mohm

Corrente di dispersione EN 60335-1 0,250 % 9 24/09/2014 0,1100 % 9 0,1936 3,18 PASS 0,25 %

Tensione residua EN 60335-1 2,200 V 9 24/09/2014 0,516 V 9 0,0550 3,18 PASS 2,20 V

NUOVO SrMETODO NORMARIPETIB. DICHIARATA PARAMETRI RIPETIBILITA' IN VERIFICA VERIFICA FISHER CONFIDENZA 95%

https://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwinkpfx0YbMAhVIVhQKHWD8D9oQjRwIBw&url=https://en.wikipedia.org/wiki/Bullseye_(target)&psig=AFQjCNGtZFOrdbFvGzBhiph3Rkn4LrWACg&ust=1460465974113165

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/48/Colored_Bullseye.png

Verifica di Accuratezza dei Dati

Valutazione del Principio Fisico su cui si basa la Misura / Prova

Costruzione di un Dummy Product che riproduca tale principio fisico e che risulti più stabile possibile nel tempo

Caratterizzazione del Dummy mediante strumenti tarati al momento del loro rientro dalla sessione di taratura, prima di re-inserirli all’interno del ciclo di prova


Occorre avere un valore di riferimento

MSA Aiag – Valutazione del Bias

In general, the bias or linearity error of a measurement system is acceptable if it is not statistically significantly different from zero when compared to the repeatability.

Consequently, the repeatability must be acceptable when compared to the process variation in order for this analysis to be useful


MSA Aiag – Valutazione del Bias

Obtain a sample and establish its reference value relative to a traceable standard

If one is not available, select a production part that falls in the mid-range of the production measurements and designate it as the master sample for bias analysis.

Measure the part n ≥ 10 times in the gage or tool room, and compute the average of the n readings

Use this average as the “reference value


Esempio 1 – Misura della Corrente di dispersione

Rappresenta la corrente dispersa verso la terra di protezione dal prodotto elettrico in prova

Viene simulata mediante la serie di resistenze mostrate in Figura 2


Figura 1 Figura 2

http://www.google.it/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0ahUKEwik-L2A2obMAhVEvxQKHZukCi4QjRwIBw&url=http://power-topics.blogspot.com/2010/08/power-supply-leakage-current-testing-to.html&psig=AFQjCNGl9JN2T9LAJoxLDvXbHHny2rGOyQ&ust=1460468122192598

Passi da seguire

Costruzione del dummy product

Taratura degli strumenti di riferimento per la misura

Conferma Metrologica degli Strumenti

Caratterizzazione del Dummy Product mediante la catena di strumenti metrologicamente confermati con stima dell’Incertezza di Misura della catena

Utilizzo periodico del dummy product per valutare la stabilità nel tempo della catena di misura


Esempio 2 – Analisi della Armoniche di Corrente secondo IEC 61000-3-2

Regolatore di fase con taglio di fase regolato a (90 œ 0,5)˚

Carico costante ottenuto mediante cassetta di resistenze

Circuito alimentato a (230 œ 0,5) V


Esempio 2 – Analisi della Armoniche di Corrente secondo IEC 61000-3-2

Se l’angolo di fase è regolato a (90 œ 0,5)˚, l’ampiezza delle armoniche segue il rapporto riportato in tabella

Il controllo della corrente efficace permette di verificare anche l’aspetto di accuratezza


Esempio 3 – Misura delle Fluttuazioni di tensione e Flicker

Un carico resistivo di valore fisso viene alimentato mediante il circuito di figura

I valori di Pst, dc e dmax richiesti dalla norma IEC/EN 61000-3-3 vengono misurati immediatamente dopo la taratura dell’analizzatore


Esempio 3 – Misura delle Fluttuazioni di tensione e Flicker

Valori rilevati durante una sessione di verifica


Pst dc [%] dmax [%]

1 0,826 0,795 0,8722 0,823 0,793 0,8483 0,823 0,794 0,8404 0,824 0,795 0,8375 0,822 0,796 0,8426 0,827 0,796 0,8427 0,822 0,796 0,8438 0,820 0,796 0,8399 0,820 0,795 0,83710 0,819 0,794 0,838

Media 0,8226 0,7950 0,8438Dev.Std 0,0026 0,0011 0,0105

Dev.Std (%) 0,31 0,13 1,24

Prova N.PARAMETRI FONDAMENTALI FLICKER

Esempio 4 – Misura delle Emissioni Elettromagnetiche Irradiate

Generatore a pettine autocostruito con passo a 8 MHz


Esempio 4 – Misura delle Emissioni Elettromagnetiche Irradiate


30 MHz 100 MHz 200 MHz 500 MHz 1000 MHz

1 32,06 48,30 46,10 36,73 46,982 32,25 49,46 44,05 36,08 46,703 31,21 48,67 44,14 37,68 44,774 33,18 50,13 44,82 37,66 46,015 31,10 49,97 45,16 36,18 44,636 31,76 48,08 45,06 38,46 47,437 31,66 49,74 44,95 38,54 44,308 32,49 49,15 46,08 37,05 44,849 32,49 48,93 44,19 38,84 44,1510 31,31 50,37 45,76 37,50 45,20

Media (dBuV/m) 31,95 49,28 45,03 37,47 45,50Dev.Std (dBuV/m) 0,6652 0,7846 0,7671 0,9669 1,1879

Dev.Std (%) 2,082 1,592 1,704 2,580 2,611

Prova N.VALORI RILEVATI (dBuV/m)

y = 0,966x - 3E-15 R² = 0,9121

-2,00

-1,50

-1,00

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

-2,00 -1,50 -1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00

Prove Interlaboratorio

Per le Prove di Sicurezza dei prodotti elettrici e per le prove EMC

- IFM Quality Services: Società privata Australiana che organizza Interlaboratori

Tipicamente vengono richieste 2-3 Proficiency Testing all’anno


Technology

Come garantire la Qualita’ dei Risultati di Prova e Misura