ISO 14978:2006
(Main)Geometrical product specifications (GPS) — General concepts and requirements for GPS measuring equipment
Geometrical product specifications (GPS) — General concepts and requirements for GPS measuring equipment
ISO 14978:2006 specifies the general requirements, terms and definitions of characteristics of simple GPS measuring equipment, e.g. micrometers, dial gauges, callipers, surface plates, height gauges, gauge blocks, but not necessarily excluding more complicated equipment. It forms the basis for standards defining and describing the design characteristics and metrological characteristics for measuring equipment. It also gives guidance for the development and content of standards for GPS measuring equipment. ISO 14978:2006 is intended to ease the communication between manufacturer/supplier and customer/user and to make the specification phase of GPS measuring equipment more accurate. It is also intended as a tool to be used in companies in the process of defining and selecting relevant characteristics for measuring equipment to be used in the quality assurance of measuring processes, i.e. in calibration and in workpiece measurements. ISO 14978:2006 also includes terms which are frequently used in connection with the characterization of specific measuring equipment.
Spécification géométrique des produits (GPS) - Concepts et exigences généraux pour les équipements de mesure GPS
L'ISO 14978:2006 spécifie les exigences générales, les termes et définitions des caractéristiques des équipements de mesure GPS simples, par exemple les micromètres, comparateurs, pieds à coulisse, marbres, calibres à limites, cales-étalons, sans toutefois exclure des équipements plus complexes. Elle constitue la base des normes destinées à définir et à déterminer les caractéristiques de conception et de fabrication et les caractéristiques métrologiques des équipements de mesure. Elle fournit également des lignes directrices pour l'élaboration et le contenu des normes relatives aux équipements de mesure GPS. L'ISO 14978:2006 a été établie afin de faciliter la communication entre le fabricant/fournisseur et le client/utilisateur, et clarifier le cahier des charges de spécification des équipements de mesure GPS. Elle constitue également un outil que les sociétés peuvent utiliser pour définir et sélectionner les caractéristiques pertinentes des équipements de mesure utiles pour l'assurance de la qualité des processus de mesure, c'est-à-dire dans les processus d'étalonnage ou de vérification et de mesure des pièces. L'ISO 14978:2006 comprend les termes fréquemment utilisés en relation avec la caractérisation des équipements de mesure spécifiques.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 14978
FIrst edition
2006-07-01
Geometrical product specifications
(GPS) — General concepts and
requirements for GPS measuring
equipment
Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts et
exigences généraux pour les équipements de mesure GPS
Reference number
ISO 14978:2006(E)
©
ISO 2006
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ISO 14978:2006(E)
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ISO 14978:2006(E)
Contents Page
Foreword. iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 2
4 Abbreviations . 12
5 Design characteristics. 13
5.1 General. 13
5.2 Indicating measuring equipment . 14
5.3 Material measures. 14
6 Metrological characteristics . 15
6.1 General. 15
6.2 Identification, definition and choice of metrological characteristics. 16
6.3 Indicating measuring equipment — identification of general metrological characteristics. 17
6.4 Material measures — Identification of general metrological characteristics. 19
7 Types of presentation and types of specifications for characteristics. 21
7.1 General. 21
7.2 Presentation of characteristic curves — Fixed and floating zero . 21
7.3 Presentation of a characteristic — Statistical . 24
7.4 Specifications for single-value metrological characteristics. 25
7.5 Specification for metrological characteristics defined in a range. 25
7.6 Specification for metrological characteristics defined in a two- or three-dimensional
range . 29
8 Calibration of metrological characteristics. 29
8.1 Manufacturer and supplier of measuring instruments . 29
8.2 User of measuring instruments. 29
8.3 Measurement uncertainty . 29
9 Marking . 30
Annex A (normative) General minimum requirements and guidance for clauses in GPS standards
for specific measuring equipment . 31
Annex B (informative) Data sheet for measuring equipment requirements. 33
Annex C (normative) Relation to the GPS matrix model. 35
Bibliography . 37
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ISO 14978:2006(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 14978 was prepared by Technical Committee ISO/TC 213, Dimensional and geometrical product
specifications and verification.
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ISO 14978:2006(E)
Introduction
This International Standard is a geometrical product specification (GPS) standard and is to be regarded as a
global GPS standard (see ISO/TR 14638). It influences chain links 5 and 6 of all chains of standards in the
general GPS matrix.
For more detailed information of the relation of this International Standard to other standards and the GPS
matrix model, see Annex C.
This International Standard contains guidance for writing the standards for specific measuring equipment.
This International Standard is intended to give the user a basic understanding of the use of ISO standards for
GPS measuring equipment. This International Standard presents and defines general concepts to be used in
connection with GPS measuring equipment to avoid multiple repetitions in the ISO standards for specific GPS
measuring equipment. This International Standard is also intended as guidance for the manufacturer to
evaluate and present specifications for characteristics for GPS measurement equipment.
This International Standard should be close at hand when reading and using ISO standards for a specific GPS
measuring equipment.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 14978:2006(E)
Geometrical product specifications (GPS) — General concepts
and requirements for GPS measuring equipment
1 Scope
This International Standard specifies the general requirements, terms and definitions of characteristics of
simple GPS measuring equipment, e.g. micrometers, dial gauges, callipers, surface plates, height gauges,
gauge blocks, but not necessarily excluding more complicated equipment. It forms the basis for standards
defining and describing the design characteristics and metrological characteristics for measuring equipment. It
also gives guidance for the development and content of standards for GPS measuring equipment.
This International Standard is intended to ease the communication between manufacturer/supplier and
customer/user and to make the specification phase of GPS measuring equipment more accurate. This
International Standard is also intended as a tool to be used in companies in the process of defining and
selecting relevant characteristics for measuring equipment to be used in the quality assurance of measuring
processes, i.e. in calibration and in workpiece measurements.
This International Standard also includes terms which are frequently used in connection with the
characterization of specific measuring equipment.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 1:2002, Geometrical Product Specifications (GPS) — Standard reference temperature for geometrical
product specification and verification
ISO 1101:2004, Geometrical Product Specifications (GPS — Geometrical tolerancing — Tolerances of form,
orientation, location and run-out
1)
ISO 5459:— , Geometrical Product Specifications (GPS) — Geometrical tolerancing — Datums and datum
systems
ISO 14253-1:1998, Geometrical Product Specifications (GPS) — Inspection by measurement of workpieces
and measuring equipment — Part 1: Decision rules for proving conformance or non-conformance with
specifications
ISO/TS 14253-2:1999, Geometrical Product Specifications (GPS) — Inspection by measurement of
workpieces and measuring equipment — Part 2: Guide to the estimation of uncertainty in GPS measurement,
in calibration of measuring equipment and product verification
ISO/TS 17450-2, Geometrical product specifications (GPS) — General concepts — Part 2: Basic tenets,
specifications, operators and uncertainties
International vocabulary of basic and general terms in metrology (VIM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP,
1987
1) To be published. (Revision of ISO 5459:1981.)
© ISO 2006 – All rights reserved 1
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ISO 14978:2006(E)
International vocabulary of basic and general terms in metrology (VIM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP,
1993
Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM), BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML,
2)
1993
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 14253-1, ISO/TS 14253-2,
ISO/TS 17450-2, VIM and GUM and the following apply.
3.1
measuring equipment
ME
any instrument, measurement standard, reference material and/or auxiliary apparatus or any combination
thereof necessary to implement a measurement process for carrying out a specified and defined
measurement
NOTE 1 This definition is necessarily wider than that of a measuring instrument [VIM:1993, 4.1] since it includes all the
means necessary for producing a measurement result.
NOTE 2 The concept measuring equipment includes, for example, indicating measuring instruments (3.2) and
material measures (3.3).
3.2
indicating measuring instrument
measuring equipment that displays an indication
NOTE 1 The display can be analog (continuous or discontinuous) or digital.
NOTE 2 Values of more than one quantity can be displayed simultaneously.
NOTE 3 A displaying measuring instrument can also provide a record.
[VIM:1993, 4.6]
EXAMPLES
a) Analog mechanical dial gauge,
b) digital calliper,
c) micrometer.
NOTE 4 The examples given in VIM are changed here to examples in length units.
3.3
material measure
device intended to reproduce or supply, in a permanent manner during its use, one or more known values of a
given quantity
NOTE 1 The quantity concerned can be called the supplied quantity.
[VIM:1993, 4.2]
2) Corrected and reprinted in 1995.
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ISO 14978:2006(E)
EXAMPLES
a) Gauge block,
b) ball plate,
c) angle block,
d) limit gauge (e.g. gap gauge),
e) functional gauge,
f) surface texture standard,
g) reference ring,
h) tape measure.
NOTE 2 Material measure is included in the concept measuring equipment.
NOTE 3 The examples given in VIM are changed here to examples in length units.
3.4
mono-characteristic measuring equipment
measuring equipment which can be characterised by a single metrological characteristic
NOTE 1 Mono-characteristic measuring equipment is a simplifying theoretical concept which is described in this
standard as a contrast to the case of actual multi-characteristic measuring equipment.
NOTE 2 For simplification, especially when evaluating uncertainty contributions, multi-characteristic measuring
equipment (3.5) can be considered as a “black box” and therefore can be assumed to be a mono-characteristic
measuring equipment.
3.5
multi-characteristic measuring equipment
measuring equipment which is characterised by two or more metrological characteristics
NOTE All GPS measuring equipment is multi-characteristic (see 3.4 NOTE 2).
3.6
measurement process
set of interrelated resources, activities and influences which produce a measurement
NOTE 1 This term is commonly used for the calibration of measuring equipment and the measurement of workpieces.
NOTE 2 Resources can be human or material.
3.7
intended use
〈measuring equipment〉 measurement process in which specific measuring equipment is to be used
NOTE 1 Knowledge about intended use usually reduces the number of metrological requirements to be calibrated.
NOTE 2 Knowledge about intended use of the maximum permissible errors (MPE, see 3.21) for the metrological
requirements that need to be calibrated usually allows adjustment to more economical and less restrictive values.
3.8
calibration
〈measuring equipment〉 set of operations that establish, under specified conditions, the relationship between
values of quantities indicated by a measuring instrument or measuring system, or values represented by a
material measure or a reference material, and the corresponding values realized by standards
NOTE 1 The result of a calibration permits either the assignment of values of measurands to the indications, or the
determination of corrections with respect to indications.
NOTE 2 A calibration can also determine other metrological properties, such as the effect of influence quantities.
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ISO 14978:2006(E)
NOTE 3 The result of a calibration can be recorded in a document, sometimes called a calibration certificate or a
calibration report.
[VIM:1993, 6.11]
NOTE 4 The VIM definition of calibration only applies to mono-metrological characteristic measuring equipment and
therefore usually does not apply to GPS measuring equipment (see 3.4 and 3.5).
3.9
calibration of a metrological characteristic
set of operations that establish, under specified conditions, the relationship between values of quantities of a
metrological characteristic, and the corresponding values realized by standards
NOTE Metrological characteristics can be defined and calibrated as quantities that need mathematical or geometrical
transformations to be compatible with the measurement result of the measuring equipment, e.g. flatness and parallelism of
the measuring faces of an external micrometer.
3.10
global calibration
〈measuring equipment〉 calibration of all metrological characteristics for measuring equipment
NOTE 1 Global calibration can be used if the intended use of the equipment is not known at the time of calibration, or
as an acceptance test to verify the agreed specifications in connection with the delivery of new measuring equipment.
NOTE 2 In cases of daily operation of the metrology system in a company, global calibration is usually not needed
(see 3.11).
3.11
task-related calibration
〈measuring equipment〉 calibration of only those metrological characteristics which influence the measurement
uncertainty for the intended use
NOTE 1 Usually a task-related calibration will include the calibration of only those metrological characteristics that have
a major influence on the measurement uncertainty for the intended use.
NOTE 2 Task-related calibrations can be performed using other, more economical procedures than those used in
global calibration; and a task-related calibration can be designed to deliver information (values and conditions) optimised
for use in the specific uncertainty budget.
NOTE 3 This definition of task-related calibration is intentionally formulated differently from that in ISO 12179, but the
meaning is the same. The difference in the text indicates a development in the GPS field.
3.12
metrological characteristic
MC
〈measuring equipment〉 characteristic of measuring equipment, which may influence the results of
measurement
NOTE 1 The influence on the results of measurement is an immediate (short-term) uncertainty contribution (see
Clause 6).
NOTE 2 A metrological characteristic is expressed in numerical values and can be evaluated in a unit other than that of
the measurement result of the actual measuring equipment.
NOTE 3 Measuring equipment usually has several metrological characteristics.
NOTE 4 Metrological characteristics can be subject to calibration (see 3.10 and 3.11).
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ISO 14978:2006(E)
3.13
design characteristic
DC
〈measuring equipment〉 characteristic of measuring equipment which does not influence the measurement
directly, but which may be of interest for other reasons when the measuring equipment is used
NOTE 1 Design characteristics can influence interchangeability, readability of line scales and digital read-outs, wear
resistance, etc. (see Clause 5).
NOTE 2 Some design characteristics can influence the equipment’s long-term capacity to make measurements
(influencing design characteristics), e.g. its wear resistance, its environmental resistance, etc. Other design characteristics
have no influence the measurements (non-influencing design characteristics).
3.14
metrological requirement
MR
〈measuring equipment〉 requirement for a metrological characteristic
NOTE 1 Metrological requirements can be derived from specified requirements for a product/feature to be measured,
or can be decided on a general basis.
NOTE 2 A metrological requirement can be presented as a maximum permissible error (MPE, see 3.21) or as
permissible limits (MPL, see 3.20).
NOTE 3 Measuring equipment usually has several metrological requirements, one for each metrological characteristic.
3.15
design requirement
DR
〈measuring equipment〉 requirement for a design characteristic
NOTE 1 Design requirements can be derived from the intended use of the measuring equipment or decided on a
general basis, and can be given in a standard.
NOTE 2 A design requirement can be given in the form of dimensions, material requirements, interface protocols, etc.
(see Clause 5).
3.16
error (of indication)
〈measuring equipment〉 indication of measuring equipment minus a true value of the corresponding input
quantity
NOTE 1 Since a true value cannot be determined, in practice a conventional true value is used (see VIM:1993, 1.19
and 1.20).
NOTE 2 This concept applies mainly where the instrument is compared to a reference standard.
NOTE 3 For a material measure, the indication is the value assigned to it.
[VIM:1993, 5.20]
NOTE 4 The VIM term and definition generally do not apply to set-up specifications for GPS measuring equipment and
certainly not to the concept of a metrological characteristic in multi-characteristic measuring equipment. Term 3.18 is used
instead.
3.17
value of the actual metrological characteristic
value found by calibration and characterising the metrological characteristic
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ISO 14978:2006(E)
3.18
error (deviation value) of a metrological characteristic
error value characterising the actual metrological characteristic (actual value minus ideal value of the
characteristic)
NOTE 1 An error of a metrological characteristic can be evaluated in a unit other than that of the measurement result of
the actual measuring equipment.
NOTE 2 This term is used for multi-characteristic measuring equipment (see 3.16, NOTE 4).
3.19
maximum permissible errors
〈measuring equipment〉 extreme values of an error permitted by specifications, regulations, etc. for a given
piece of measuring equipment
See 7.5 and Figures 9 to 12.
NOTE 1 This definition is a parallel to VIM:1993, 5.21 for measuring instruments.
NOTE 2 This term is only applicable to mono-metrological characteristic measuring equipment.
NOTE 3 This term and definition generally do not apply to specifications for GPS measuring equipment and certainly
not to the concept of a metrological characteristic in multi-characteristic measuring equipment. Term 3.20 or 3.21 is used
instead.
3.20
permissible limits of a metrological characteristic
MPL
extreme values of a metrological characteristic permitted by specifications, regulations, etc. for a given piece
of measuring equipment
See 7.5.5 and Figure 12.
NOTE MPL can be a value or set of values or a function (MPL-function).
3.21
maximum permissible errors for a metrological characteristic
MPE
extreme values of an error of a metrological characteristic permitted by specifications, regulations, etc. for a
given piece of measuring equipment
See 7.5 and Figures 9 to 12.
NOTE 1 This definition is a parallel to VIM:1993, 5.21 for measuring instruments (see 3.19).
NOTE 2 MPE can be a value or set of values or a function (MPE-function).
3.22
repeatability
〈measuring instrument〉 ability of a measuring instrument to provide very similar indications for repeated
applications of the same measurand under the same conditions of measurement
NOTE 1 These conditions include:
⎯ reduction to a minimum of the variations due to the observer,
⎯ the same measurement procedure,
⎯ the same observer,
⎯ the same measuring equipment, used under the same conditions,
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ISO 14978:2006(E)
⎯ the same location,
⎯ repetition over a short period of time.
NOTE 2 Repeatability can be expressed quantitatively in terms of the dispersion characteristics of the indications.
[VIM:1993, 5.27]
NOTE 3 This term and definition generally do not apply to specifications for GPS measuring equipment and certainly
not to the concept of a metrological characteristic in a multi-characteristic measuring equipment. Term 3.23 is used
instead.
3.23
repeatability of a metrological characteristic
ability of measuring equipment to provide very similar values for repeated measurements of a particular
metrological characteristic under the same conditions
NOTE 1 This definition is parallel to 3.22 for the total measurement equipment.
NOTE 2 Repeatability can be expressed quantitatively in terms of the dispersion characteristics of the indications.
3.24
hysteresis
property of measuring equipment, or a characteristic whereby the indication of the equipment or value of the
characteristic depends on the orientation of the preceding stimuli
NOTE Hysteresis can also depend, for example, on the distance travelled after the orientation of stimuli has changed.
3.25
discrimination (threshold)
largest change in a stimulus that produces no detectable change in the response of a measuring instrument,
the change in the stimulus taking place slowly and monotonically
NOTE The discrimination threshold can depend, for example, on noise (internal or external) or friction. It can also
depend on the value of the stimulus.
[VIM:1993, 5.11]
3.26
resolution (of a displaying device)
smallest difference between indications of a displaying device that can be distinguished meaningfully
NOTE 1 This concept also applies to a recording device.
[VIM:1993, 5.12]
NOTE 2 See 6.3.2.3.
NOTE 3 For a digital displaying device, the resolution is equal to the digital step.
3.27
digital step
in a digital displaying device, the smallest possible change in the least significant digit
3.28
analogue scale
See Figures 1 and 2.
NOTE For detailed definitions of 3.28.1 to 3.28.10, see VIM:1993, 4.16, 4.18, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22, 4.28 and
VIM:1987, 4.17.
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ISO 14978:2006(E)
Key
a
scale division (3.28.1)
b
scale interval (3.28.2): in this example, 0,1 cm for the minor scale marks or
1 cm for the major scale marks
c
scale spacing: in this example, 0,1 cm for the minor scale marks or 1 cm for
the major scale marks
d
scale length: in this example, 7 cm
e
scale range: in this example, 0 to 7 cm
scale span: in this example, 7 cm
f
units marked on the scale (in this example, cm)
g
index
h
face dial
i
scale numbering: in this example 0, 1,…,7
j
scale mark
Figure 1 — Terms related to an analogue straight scale
Key
a
scale division (3.28.1)
b
scale interval (3.28.2): in this example, 0,01 mm for the minor scale
marks or 0,1 mm for the major scale marks
c
scale spacing: in this example, 1 mm for the minor scale marks or
10 mm for the major scale marks
d
scale length: in this example, approximately 100 mm
e
scale range: in this example, 0,00 to 1,00 mm
scale span: in this example, 1 mm
f
units marked on the scale (in this example, 0,01 mm)
g
index
h
face dial
i
scale numbering: in this example there are two sets of scale numbering
j
scale mark
Figure 2 — Terms related to an analogue circular scale
3.28.1
scale division
part of a scale between any two successive scale marks
[VIM:1993, 4.20]
NOTE i.e. the space between two successive scale marks
8 © ISO 2006 – All rights reserved
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ISO 14978:2006(E)
3.28.2
scale interval
distance between the values corresponding to two successive scale marks, in the units marked on the scale
NOTE Adapted from VIM:1993, 4.22
3.28.3
scale spacing
distance between two successive scale marks
NOTE 1 Adapted from VIM:1993, 4.21
NOTE 2 i.e. the physical distance between two successive scale marks
3.28.4
scale length
〈analog straight scale〉 physical length between the first and the last scale marks
NOTE Adapted from VIM:1993, 4.18.
3.28.5
scale length
〈analog circular scale〉 physical length of the circle passing through the centres of all the shortest scale marks
NOTE Adapted from VIM:1993, 4.18
3.28.6
scale range
set of values bounded by the extreme indications
NOTE 1 The lower limit of the scale range is not necessarily zero, e.g. in the case of an internal micrometer whose
scale range starts at 5 mm.
NOTE 2 Adapted from VIM:1993, 4.19
3.28.7
scale span
modulus of the difference between the two limits of a scale range (see also 3.37)
3.28.8
index
pointer
NOTE Adapted from VIM:1993, 4.16
3.28.9
face dial
physical part (surface) which carries the scale
NOTE Adapted from VIM:1993, 4.27
3.28.10
scale numbering
ordered set of numbers associated with the scale marks
[VIM:1993, 4.28]
3.28.11
scale mark
lines on the face dial
NOTE Adapted from VIM:1987, 4.17 and from VIM:1993, 4.17
© ISO 2006 – All rights reserved 9
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ISO 14978:2006(E)
3.29
fixed zero
fixed reference point of indication or value (of a metrological characteris
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 14978
Première édition
2006-07-01
Spécification géométrique des produits
(GPS) — Concepts et exigences généraux
pour les équipements de mesure GPS
Geometrical product ppecifications (GPS) — General concepts and
requirements for GPS measuring equipment
Numéro de référence
ISO 14978:2006(F)
©
ISO 2006
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ISO 14978:2006(F)
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ISO 14978:2006(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
Introduction . iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions. 2
4 Abréviations . 13
5 Caractéristiques de conception . 13
5.1 Généralités . 13
5.2 Équipements de mesure indicateurs. 14
5.3 Mesures matérialisées. 15
6 Caractéristiques métrologiques. 15
6.1 Généralités . 15
6.2 Identification, définition et choix des caractéristiques métrologiques. 17
6.3 Équipements de mesure indicateurs — Identification des caractéristiques métrologiques
générales . 18
6.4 Mesures matérialisées – Identification des caractéristiques métrologiques générales . 20
7 Types de présentation et types de spécifications des caractéristiques. 22
7.1 Généralités . 22
7.2 Présentation des courbes de caractéristiques — Zéro fixe ou flottant . 22
7.3 Présentation d’une caractéristique — Statistique. 25
7.4 Spécifications de caractéristiques métrologiques à valeur unique . 26
7.5 Spécification des caractéristiques métrologiques définies sur une étendue. 26
7.6 Spécifications de caractéristiques métrologiques définies sur une étendue
bidimensionnelle ou tridimensionnelle . 30
8 Étalonnage des caractéristiques métrologiques. 30
8.1 Fabricant et fournisseur des instruments de mesure. 30
8.2 Utilisateur des instruments de mesure . 30
8.3 Incertitude de mesure. 30
9 Marquage . 31
Annexe A (normative) Exigences générales minimales et guides pour les articles des normes
GPS relatives aux équipements de mesure spécifiques . 32
Annexe B (informative) Fiche technique pour les exigences des équipements de mesure . 35
Annexe C (normative) Relations avec la matrice GPS . 37
Bibliographie . 39
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Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 14978 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 213, Spécifications et vérification dimensionnelles
et géométriques des produits.
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ISO 14978:2006(F)
Introduction
La présente Norme internationale, qui traite de la spécification géométrique des produits (GPS), est
considérée comme une norme GPS globale (voir l’ISO/TR14638). Elle influence les maillons 5 et 6 de toute la
chaîne des normes comprises dans la matrice générale GPS.
Pour de plus amples informations sur la relation de la présente Norme internationale avec les autres normes
ainsi que la matrice GPS, voir l’Annexe C.
La présente Norme internationale fournit des recommandations permettant de rédiger les normes relatives
aux équipements de mesure spécifiques.
La présente Norme internationale est destinée à donner à l’utilisateur une compréhension de base de
l’utilisation des normes ISO pour les équipements de mesure GPS. Elle présente et définit les concepts
généraux à appliquer aux équipements de mesure GPS afin d’éviter les répétitions dans les normes ISO sur
les équipements de mesure GPS spécifiques. La présente Norme internationale fournit également des lignes
directrices pour permettre au fabricant d’évaluer et de présenter les spécifications des caractéristiques des
équipements de mesure GPS.
Lors de la lecture et de l’utilisation des normes ISO relatives aux équipements de mesure GPS spécifiques, il
convient de s’appuyer sur la présente Norme internationale.
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NORME INTERNATIONALE ISO 14978:2006(F)
Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts et
exigences généraux pour les équipements de mesure GPS
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie les exigences générales, les termes et définitions des
caractéristiques des équipements de mesure GPS simples, par exemple les micromètres, comparateurs,
pieds à coulisse, marbres, calibres à limites, cales étalons, sans toutefois exclure des équipements plus
complexes. Elle constitue la base des normes destinées à définir et à déterminer les caractéristiques de
conception et de fabrication et les caractéristiques métrologiques des équipements de mesure. Elle fournit
également des lignes directrices pour l’élaboration et le contenu des normes relatives aux équipements de
mesure GPS.
La présente Norme internationale a été établie afin de faciliter la communication entre le fabricant/fournisseur
et le client/utilisateur, et clarifier le cahier des charges de spécification des équipements de mesure GPS. La
présente Norme internationale constitue également un outil que les sociétés peuvent utiliser pour définir et
sélectionner les caractéristiques pertinentes des équipements de mesure utiles pour l’assurance de la qualité
des processus de mesure, c’est-à-dire dans les processus d’étalonnage ou de vérification et de mesure des
pièces.
La présente Norme internationale comprend les termes fréquemment utilisés en relation avec la
caractérisation des équipements de mesure spécifiques.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 1:2002, Spécification géométrique des produits (GPS) — Température normale de référence pour la
spécification géométrique des produits et vérification
ISO 1101:2004, Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique —
Tolérancement de forme, orientation, position et battement
1)
ISO 5459:— , Spécification géométrique des produits (GPS) — Tolérancement géométrique — Références
spécifiées et systèmes de références spécifiées
ISO 14253-1:1998, Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces et
des équipements de mesure — Partie 1: Règles de décision pour prouver la conformité ou la non-conformité
à la spécification
ISO/TS 14253-2:1999, Spécification géométrique des produits (GPS) — Vérification par la mesure des pièces
et des équipements de mesure — Partie 2: Guide pour l'estimation de l'incertitude dans les mesures GPS,
dans l'étalonnage des équipements de mesure et dans la vérification des produits
1) À publier. (Révision de l’ISO 5459:1981)
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ISO 14978:2006(F)
ISO/TS 17450-2, Spécification géométrique des produits (GPS) — Concepts généraux — Partie 2: Principes
de base, spécifications, opérateurs et incertitudes
Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie (VIM), BIPM, CEI, FICC, ISO,
OIML, UICPA, UIPPA, 1987
Vocabulaire international des termes fondamentaux et généraux de métrologie (VIM), BIPM, CEI, FICC, ISO,
OIML, UICPA, UIPPA, 1993
Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure (GUM), BIPM, CEI, FICC, ISO, OIML, UICPA, UIPPA,
ère
1 édition, 1995
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 14253-1, l’ISO/TS 14253-2,
l’ISO/TS 17450-2, le VIM et le GUM, ainsi que les suivants, s'appliquent.
3.1
équipement de mesure
ME
tout instrument, étalon, matériau de référence et/ou appareil auxiliaire ou toute association de ces appareils,
nécessaires à la mise en œuvre d’un processus de mesure pour l’exécution d’une mesure spécifiée et définie
NOTE 1 Cette définition est nécessairement plus large que celle relative aux instruments de mesure [VIM:1993, 4.1]
car elle doit comprendre tous les moyens nécessaires à l’obtention d’un résultat de mesurage.
NOTE 2 Le concept d’équipement de mesure comprend, par exemple, les appareils de mesure indicateurs (3.2) et
les mesures matérialisées (3.3).
3.2
appareil de mesure indicateur
équipement de mesure qui affiche une indication
NOTE 1 L’indication peut être analogique (continue ou discontinue) ou numérique.
NOTE 2 Plusieurs valeurs d’une grandeur peuvent être indiquées simultanément.
NOTE 3 Un appareil de mesure afficheur peut, de plus, fournir un enregistrement.
[VIM:1993, 4.6]
EXEMPLES
a) Comparateur mécanique analogique,
b) pied à coulisse numérique,
c) micromètre.
NOTE 4 Les exemples donnés dans le VIM ont été remplacés ici par des exemples en unités de longueur.
3.3
mesure matérialisée
dispositif destiné à reproduire ou à fournir, d’une façon permanente pendant son emploi, une ou plusieurs
valeurs connues d’une grandeur donnée
NOTE 1 La grandeur en question peut être appelée grandeur fournie.
[VIM:1993, 4.2]
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ISO 14978:2006(F)
EXEMPLES
a) Cale étalon,
b) plaque à billes,
c) cale étalon d’angle,
d) calibre à limites (par exemple calibre à mâchoires),
e) calibre fonctionnel,
f) étalon d’état de surface,
g) bague étalon,
h) mètre à ruban.
NOTE 2 La mesure matérialisée s’inscrit dans le concept d’équipement de mesure.
NOTE 3 Les exemples donnés dans le VIM ont été remplacés ici par des exemples en unités de longueur.
3.4
équipement de mesure à caractéristique unique
équipement de mesure qui peut être caractérisé par une seule caractéristique métrologique
NOTE 1 L’équipement de mesure à caractéristique unique est un concept théorique simplifié décrit dans la présente
Norme internationale par opposition à l’équipement de mesure à caractéristiques multiples.
NOTE 2 Pour simplifier, un équipement de mesure à caractéristiques multiples (3.5), notamment lors de
l’évaluation des contributeurs à l’incertitude de mesure, peut être considéré comme une «boîte noire» et de ce fait, comme
un équipement de mesure à caractéristique simple.
3.5
équipement de mesure à caractéristiques multiples
équipement de mesure caractérisé par au moins deux caractéristiques métrologiques
NOTE Tous les équipements de mesure GPS sont à caractéristiques multiples (Voir 3.4, NOTE 2).
3.6
processus de mesure
ensemble de moyens, d’activités et d’influences corrélés produisant un mesurage
NOTE 1 Ce terme est communément utilisé pour l’étalonnage ou la vérification d’équipement de mesure et le
mesurage de pièces.
NOTE 2 Les moyens peuvent être humains ou matériels.
3.7
usage normal
〈équipement de mesure〉 processus de mesure avec lequel un équipement de mesure spécifique doit être
utilisé
NOTE 1 En général, la connaissance des informations relatives à l’usage normal réduit le nombre d’exigences
métrologiques à étalonner.
NOTE 2 La connaissances des erreurs maximales tolérées (MPE, voir 3.21) relatives à l’usage normal permet
généralement de réaliser la vérification à un coût moindre pour des exigences métrologiques moins contraignantes.
3.8
étalonnage
〈équipement de mesure〉 ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation
entre les valeurs de la grandeur indiquées par un appareil de mesure ou un système de mesure, ou les
valeurs représentées par une mesure matérialisée ou par un matériau de référence, et les valeurs
correspondantes de la grandeur réalisées par des étalons
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NOTE 1 Le résultat d’un étalonnage permet soit d’attribuer aux indications les valeurs correspondantes du mesurande,
soit de déterminer les corrections à appliquer aux indications.
NOTE 2 Un étalonnage peut aussi servir à déterminer d’autres propriétés métrologiques telles que les effets de
grandeurs d’influence.
NOTE 3 Le résultat d’un étalonnage peut être consigné dans un document parfois appelé certificat d’étalonnage ou
rapport d’étalonnage.
[VIM:1993, 6.11]
NOTE 4 La définition du VIM ne s’applique qu’aux équipements de mesure à caractéristique métrologique simple et de
ce fait, ne s’applique généralement pas aux équipements de mesure GPS (voir 3.4 et 3.5)
3.9
étalonnage d’une caractéristique métrologique
ensemble des opérations établissant, dans des conditions spécifiées, la relation entre les valeurs de la
grandeur d’une caractéristique métrologique et les valeurs correspondantes matérialisées par des étalons
NOTE Les caractéristiques métrologiques peuvent être définies et étalonnées comme des grandeurs qui nécessitent
des transformations mathématiques ou géométriques pour être compatibles avec le résultat de mesurage de l’équipement
de mesure, par exemple la planéité et le parallélisme des touches d’un micromètre d’extérieur.
3.10
étalonnage global
〈équipement de mesure〉 étalonnage de toutes les caractéristiques métrologiques d’un équipement de mesure
NOTE 1 L’étalonnage global peut être utilisé, lorsque l’usage normal de l’équipement n’est pas connu au moment de
l’étalonnage, ou en tant qu’essai de réception pour vérifier les spécifications convenues relatives à la livraison d’un nouvel
équipement de mesure.
NOTE 2 Dans le cas d’une entreprise où l’exploitation du système de métrologie est quotidienne, il n’est en général
pas nécessaire d’effectuer un étalonnage global (voir 3.11).
3.11
étalonnage partiel
〈équipement de mesure〉 étalonnage qui ne concerne que les caractéristiques métrologiques ayant une
influence sur l’incertitude de mesure pour l’usage normal
NOTE 1 En général, un étalonnage partiel comprend uniquement l’étalonnage des caractéristiques métrologiques
ayant une influence majeure sur l’incertitude de mesure pour l’usage normal.
NOTE 2 Les étalonnages partiels peuvent être réalisés en utilisant d’autres modes opératoires moins coûteux que
ceux employés pour un étalonnage global. Un étalonnage partiel peut être conçu pour fournir des informations (valeurs et
conditions) optimisées à utiliser dans un budget d’incertitude spécifique.
NOTE 3 Cette définition est volontairement différente de celle formulée dans l’ISO 12179, sans toutefois en modifier la
signification. Cette différence reflète une évolution dans le domaine des GPS.
3.12
caractéristique métrologique
MC
〈équipement de mesure〉 caractéristique susceptible d’avoir une influence sur les résultats de mesurage
NOTE 1 L’influence sur les résultats de mesurage est immédiatement issu des contributeurs de l’incertitude de mesure
(à court terme) (voir Article 6).
NOTE 2 Une caractéristique métrologique s’exprime en valeurs numériques et peut être évaluée dans une unité autre
que celle du résultat de mesurage de l’équipement de mesure.
NOTE 3 Un équipement de mesure a généralement plusieurs caractéristiques métrologiques.
NOTE 4 Chaque caractéristique métrologique peut faire l’objet d’un étalonnage (voir 3.10 et 3.11).
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3.13
caractéristique de conception
DC
〈équipement de mesure〉 caractéristique qui ne doit pas influencer directement le mesurage, mais qui peut,
pour d’autres raisons, être utile lors de l’utilisation de l’équipement de mesure
NOTE 1 L’influence des caractéristiques de conception est, par exemple, l’interchangeabilité, la lisibilité des échelles à
traits et des affichages numériques, la résistance à l’usure, etc. (voir Article 5).
NOTE 2 Certaines caractéristiques de conception peuvent avoir une influence sur la capacité de l’équipement à
effectuer des mesurages à long terme (caractéristiques de conception influentes), par exemple résistance à l’usure,
résistance à l’environnement, etc. D’autres caractéristiques de conception n’ont aucune influence sur les mesurages
(caractéristiques de conception non influentes).
3.14
exigence métrologique
MR
〈équipement de mesure〉 exigence d’une caractéristique métrologique
NOTE 1 Les exigences métrologiques peuvent dériver d’exigences spécifiées pour un produit/une caractéristique à
mesurer ou bien elles peuvent être définies sur une base générale.
NOTE 2 Une exigence métrologique peut se présenter sous la forme d’erreur maximale tolérée (MPE, voir 3.21) ou de
limites tolérées (MPL, voir 3.20).
NOTE 3 Les équipements de mesure ont plusieurs exigences métrologiques, généralement une par caractéristique
métrologique.
3.15
exigence de conception
DR
〈équipement de mesure〉 exigence relative à une caractéristique de conception
NOTE 1 Les exigences de conception peuvent être issues de l’usage normal de l’équipement de mesure ou être
définies sur un cahier des charges et figurer dans une norme.
NOTE 2 Une exigence de conception peut se présenter sous la forme de dimensions, d’exigences de matériau, de
protocoles d’interface, etc. (voir Article 5).
3.16
erreur (d’indication) d’un équipement de mesure
indication d’un équipement de mesure moins une valeur vraie de la grandeur d’entrée correspondante
NOTE 1 Étant donné qu’une valeur vraie ne peut pas être déterminée, on utilise dans la pratique une valeur
conventionnellement vraie (voir VIM:1993, 1.19 et 1.20)
NOTE 2 Ce concept s’applique principalement lorsqu’on compare l’instrument à un étalon de référence.
NOTE 3 Pour une mesure matérialisée, l’indication est la valeur qui lui est assignée.
[VIM:1993, 5.20]
NOTE 4 Ce terme et cette définition ne s’appliquent généralement pas aux spécifications de montage des
équipements de mesure GPS, et certainement pas au concept d’une caractéristique métrologique d’un équipement de
mesure à caractéristiques multiples. Le terme défini en 3.18 doit être employé à la place.
3.17
valeur de la caractéristique métrologique vraie
valeur obtenue par l’étalonnage et qui définit la caractéristique métrologique
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3.18
erreur d’une caractéristique métrologique
écart qui définit la caractéristique métrologique vraie (valeur vraie moins la valeur idéale de la caractéristique)
NOTE 1 L’erreur d’une caractéristique métrologique peut être évaluée dans une unité autre que celle du résultat de
mesurage de l’équipement de mesure réel.
NOTE 2 Ce terme est utilisé pour les équipements de mesure à caractéristiques multiples (voir 3.16, NOTE 4).
3.19
erreurs maximales tolérées
〈équipement de mesure〉 valeurs extrêmes d’une erreur tolérées par les spécifications, règlements, etc., pour
un équipement de mesure donné
Voir 7.5 et Figures 9 à 12.
NOTE 1 Cette définition est un parallèle à la définition 5.21 du VIM:1993, relative aux instruments de mesure.
NOTE 2 Ce terme ne s’applique qu’aux équipements de mesure à caractéristique métrologique simple.
NOTE 3 Ce terme et cette définition ne s’appliquent généralement pas aux spécifications des équipements de mesure
GPS, et certainement pas au concept d’une caractéristique métrologique d’un équipement de mesure à caractéristiques
multiples. Le terme 3.20 ou 3.21 doit être utilisé à la place.
3.20
limites tolérées d’une caractéristique métrologique
MPL
valeurs extrêmes d’une caractéristique métrologique tolérées par les spécifications, règlements, etc., pour un
équipement de mesure donné
Voir 7.5.5 et Figure 12.
NOTE Les MPL peuvent être une valeur ou un ensemble de valeurs ou encore une fonction (fonction MPL).
3.21
erreurs maximales tolérées d’une caractéristique métrologique
MPE
valeurs extrêmes d’une erreur d’une caractéristique métrologique tolérées par les spécifications, règlements,
etc., pour un équipement de mesure donné
Voir 7.5 et Figures 9 à 12.
NOTE 1 Cette définition est un parallèle à la définition 5.21 du VIM:1993, relative aux instruments de mesure (voir
3.19).
NOTE 2 Les MPE peuvent être une valeur ou un ensemble de valeurs ou encore une fonction (fonction MPE).
3.22
fidélité d’un instrument de mesure
aptitude d’un instrument de mesure à donner des indications très voisines lors de l’application répétée du
même mesurande dans les mêmes conditions de mesure
NOTE 1 Ces conditions comprennent:
— réduction au minimum des variations dues à l’observateur,
— même mode opératoire de mesure,
— même observateur,
— même équipement de mesure, utilisé dans les mêmes conditions,
— même lieu,
— répétition durant une courte période de temps.
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NOTE 2 La fidélité peut s’exprimer quantitativement à l’aide des caractéristiques de dispersion des indications.
[VIM:1993, 5.27]
NOTE 3 Ce terme et cette définition ne s’appliquent généralement pas aux spécifications des équipements de mesure
GPS, et certainement pas au concept d’une caractéristique métrologique d’un équipement de mesure à caractéristiques
multiples. Le terme défini en 3.23 doit être utilisé à la place.
3.23
fidélité d’une caractéristique métrologique
aptitude d'un équipement de mesure à donner des indications très voisines lors de mesurages répétés d’une
caractéristique métrologique particulière dans les mêmes conditions
NOTE 1 Cette définition est un parallèle à la définition 3.22 relative aux équipements de mesure.
NOTE 2 La fidélité peut s’exprimer quantitativement à l’aide des caractéristiques de dispersion des indications.
3.24
hystérésis
propriété d'un équipement de mesure ou d’une caractéristique dont l’indication, lorsqu’il s’agit d’un
équipement de mesure, ou la valeur, lorsqu’il s’agit d’une caractéristique, dépend de l’orientation des signaux
d'entrée
NOTE L’hystérésis peut également dépendre, par exemple, de la longueur du déplacement après modification de
l’orientation des signaux d’entrée.
3.25
(seuil de) mobilité
variation la plus grande du signal d’entrée qui ne provoque pas de variation détectable de la réponse d’un
instrument de mesure, la variation du signal d’entrée étant lente et monotone
NOTE Le seuil de mobilité peut dépendre, par exemple, du bruit (interne ou externe) ou du frottement; il peut aussi
dépendre de la valeur du signal d’entrée.
[VIM:1993, 5.11]
3.26
résolution (d’un dispositif afficheur)
la plus petite différence d’indication d’un dispositif afficheur qui peut être perçue de manière significative
NOTE 1 Ce concept s’applique aussi à un dispositif enregistreur.
[VIM:1993, 5.12]
NOTE 2 Voir 6.3.2.3.
NOTE 3 Pour un dispositif afficheur numérique, la résolution correspond à la valeur d’échelon numérique.
3.27
valeur d’échelon numérique
pour un dispositif afficheur numérique, plus petit changement possible du chiffre le moins significatif
3.28 Échelles analogiques
Voir Figures 1 et 2.
NOTE Pour les définitions détaillées de 3.28.1 à 3.28.10, voir le VIM:1993, 4.16, 4.18, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22 et 4.28
et le VIM:1987, 4.17.
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ISO 14978:2006(F)
Légende
a
division (3.28.1)
b
échelon (3.28.2): dans cet exemple, 0,1 cm pour les petits repères et 1 cm
pour les grands repères
c
longueur d’une division: dans cet exemple, 0,1 cm pour les petits repères
et 1 cm pour les grands repères
d
longueur d’échelle: dans cet exemple, 7 cm
e
étendue d’échelle: dans cet exemple, 0 à 7 cm
plage d’échelle: dans cet exemple, 7 cm
f
unité marquée sur l’échelle (dans cet exemple, cm)
g
index
h
face de lecture
i
chiffraison d’une échelle: dans cet exemple, 0, 1, …, 7
j
repère
Figure 1 —Termes relatifs à une échelle analogique rectiligne
Légende
a
division (3.28.1)
b
échelon (3.28.2): d
...
Questions, Comments and Discussion
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