什么是测量系统的偏倚、线性及稳定性

测量系统的偏倚

测量系统的偏倚(Bias)是指对同一测量对象测量多次的平均值与该测量对象的标准值之间的差值，通常我们可以通过校准来确定是否存在偏倚。例如，如果对同一对象的一组测量值的均值是30.02，而其标准值是30，则偏倚为30.02-30=0.02。

是否存在偏倚的判定

事实上，由于测量误差的普遍存在，偏倚值在任何时候都会存在，而我们计算出的偏倚实际上只是一组测量值（样本）中每个测量值的偏倚的平均值。在此基础上，我们需要用统计方法来判断偏倚是误差造成的表面现象，还是确实存在。常用的统计方法就是假设检验。

如果测量系统确有偏倚，则应在校准时确认其偏倚值，并在以后测量时，对在此特定标准值出的观测值加以相应的修正。

测量系统的线性

理论上讲，好的测量系统应该在其量程的任何一处都不存在偏倚。在实际工作中，由于偏倚可以通过校准而加以修正，有时可以对测量系统的偏倚放宽些要求。但为了在任何一处都能对观测值加以修正，我们必须要求测量系统的偏倚j具有线性：在其量程范围内，偏倚是其标准值的线性函数，即当标准值较小时，测量偏倚应较小，当标准值较大时，测量偏倚相应地较大。我们可以通过线性回归分析来确定这种线性关系是否存在。

测量系统的稳定性

稳定性通常是指测量系统的各项统计性能随时间保持恒定的能力，它主要用测量结果的统计稳定性来衡量。我们可以定期地对标准件进行重复测量，然后通过绘制Xbar-R或Xbar-S控制图来判断测量系统是否处于统计稳定状态，并针对引起不稳定的原因进行分析和纠正。例如，当控制图上出现失控信号时，可能表明我们需要对测量系统进行全面的统计分析了以找出失控的原因了。

参考文献：《六西格玛管理》(第二版)，中国质量协会组织编写，马林、何桢主编，中国质量协会六西格玛黑带注册考试指定辅导教材