式中，x和ε可看成随机变量。对式（1）求方差，可得：
式中：σ2total为测量数据的总方差；σ2p为测量对象的方差；σ2ms为测量系统的方差。
任何一个过程的输出值都是通过测量系统获得数据的。所以，在过程输出值的总波动中包括过程的实际波动和测量系统的波动。σ2total（或σ2T）由σ2p与σ2ms组成，而σ2ms又由测量者的方差和量具的方差构成，即
式中：σ2op为操作员与零部件的交互作用方差。
所以：
对式（4）两端各乘上5.15，则
式中：TV为总波动；PV为测量对象间的波动；（AV）2+（EV）2为量具重复性和再现性波动的平方，这就是σ2ms。有时也直观地记为（R&R）2，因此有公式：
通常先算出PV，再由式（5）算出TV。如果过程总波动TV已知，那么测量对象间的波动PV可以由下式求得：
1.6 测量系统能力的评价准则
测量过程是否有能力准确可靠地反映被测对象的波动，是测量系统分析所关注的主要问题。因此，需要对测量系统的能力作出评价。