เครื่องมือวัด ตอนที่ 1

reader 17965 Views

ทุกวันนี้เราอยู่กับการวัดตลอดเวลา ยกตัวอย่างเช่นการใช้ นาฬิกา, การวัดความเร็วของรถยนต์ ในขณะขับขี่ เป็นต้น และยิ่งเมื่อทำงานในโรงงานอตุสาหกรรม ยิ่งมีความสำคัญ ซึ่งการวัดที่ถูกต้องตามความต้องการและเหมาะสม จะทำให้สามารถควบคุมคุณภาพ ของสินค้าและบริการ รวมทั้งยังพัฒนาคุณภาพได้อย่างต่อเนื่องโดยการใช้หลักสถิติ มาประกอบการวิเคราะห์

ก่อนอื่นเรามาเริ่มต้นด้วยการรู้จักคำศัพท์และ ความหมาย ของคำศัพท์ที่ใช้ในกระบวนการวัด

  1. Accuracy และ Precision ในภาษาไทยเราอาจแปลว่าความถูกต้องและ ความแม่นยำ เราสามารถอธิบายและทำความเข้าใจง่ายๆ โดยแทน ค่าจากการวัดด้วยจุดสีแดง และ กรอบของการวัดด้วยเป้า ดังรูปที่ 1
    • โดยตำแหน่งที่ 2 แสดงให้เห็นว่า ค่าที่วัดได้นั้น มีค่าความถูกต้องที่ดี (Good accuracy)เมื่อนำมาหาค่าเฉลี่ยก็จะพบว่าค่าที่ได้นั้นจะได้ตามเป้าตรงกลาง
    • เมื่อมาดูตำแหน่งที่ 3 จะพบว่า ค่าที่ได้จากการวัดนั้น มีค่าที่ซ้ำกัน (Replete ability) และใกล้เคียงกันมาก เรียกว่ามีความแม่นยำที่ดี (Good precision) แต่เมื่อนำมาหาค่าเฉลี่ยก็จะพบว่าไม่เข้าใกล้เป้าเลย
    • จากตำแหน่งที่ 2 พบว่า accuracy ดี และ precision ไม่ดี และ ตำแหน่งที่ 3 พบว่า accuracy ไม่ดี และ Precision ดี ดังนั้นการใช้งานเครื่องมือวัดที่ดีจะต้องมีทั้ง accuracy ดี และ Precision ดี ตามรูปในตำแหน่งที่ 4

  • สำหรับ accuracy นั้นในเครื่องมือวัดที่เป็นแบบ Analog จะบอกค่าเป็น % of full scale ส่วนถ้าเป็น Digital นิยมบอกค่าเป็น % of Reading +digit
  1. Replete ability คือความสามารถในการทำซ้ำได้ ดังตัวอย่างในข้อ 1
  2. Acceptance accuracy คือ ค่าความยอมรับรับได้ ที่กระบวนการนั้น ๆ สามารถยอรับได้เมื่อใช้เครื่องมือวัดนั้น โดยทั่วไป จะสามารถระบุได้เป็น +/- เป็นเปอร์เซ็นต์ หรือค่าตามหน่วยวัด เช่น วัดชิ้นงานขนาด 10mm มี acceptance accuracy ที่ +/- 1% หรือ +0 / -1mm เป็นต้น
  3. Resolution คือหน่วยที่เล็กที่สุดที่เครื่องมือวัดนั้น ๆ สามารถอ่านค่าได้ ตัวอย่าง จากข้อ 3 ถ้าใช้ Vernier Caliper ที่สามารถอ่านได้ค่าเล็กสุด 05mm ขนาด 200mm มาทำการวัดจะพบว่าเราสามารถอ่านค่าได้ เป็น 10.05mm เป็นต้น
    • ข้อควรระวัง เราจำเป็นต้องรู้ว่าเครื่องมือในการวัดนั้น ๆ มี Resolution ทุกครั้งก่อนการวัด เพื่อให้การอ่านค่าถูกต้อง เช่น กรณีตัวอย่าง ถ้าเราอ่านค่า ได้ 00mm ก็จะต้องจดบันทึกการอ่านค่านั้น เป็น 10.00mm ไม่อ่านเป็น 10mm หรือ 10.0mm เพราะ Vernier Caliper เรานั้นสามารถ อ่านค่าที่เล็กที่สุด ลงท้ายที่ 0.00mm หรือ 0.05mm
    • เราไม่สามารถ อ่านค่าต่าง ๆ ได้ละเอียดเกินกว่า Resolution ของเครื่องมือวัด ดังรูปที่ 2
      การอ่านค่าจะต้องพิจารณาถึง Resolution ของเครื่องมือวัด ในตัวอย่างนี้ ถ้าเราพิจารณาแล้วพบว่า resolution คือ 1 ดังนั้นเราจะอ่านค่าได้ 2 หรือถ้าเราพิจารณาแล้วพบว่า resolution คือ 0.5 ดังนั้นเราจะอ่านค่าได้ 2.5 และในรูปที่ 3 พิจารณาแล้วพบว่า resolution คือ 0.5 จะอ่านค่าได้ 2.0 ไม่ใช่ 2 หรือ 2.25 ต้องระบุการอ่านค่าจากการวัดให้สอดคล้องกับ Resolution เสมอ

  • ในการเลือกเครื่องมือวัดนั้นจะต้องเลือกให้ Resolution มีค่าเล็กกว่าค่า Acceptance accuracy ประมาณ 10 เท่า เช่น ตัวอย่างข้อ 3 Acceptance accuracy คือ 1mm ดังนั้น เลือก Vernier อย่างน้อยต้องมี Resolution 0.1mm มาใช้งาน เป็นต้น
  1. Calibration คือ การสอบเทียบเครื่องมือวัด เพื่อที่จะสามารถรู้ ว่าเครื่องมือวัดนั้น ๆ ยังสามารถที่ใช้งานได้ และ บอกค่าการวัดได้ตรงตามวัตถุประสงค์ ของการวัดนั้น ๆ จึงมีความจำเป็นที่จะต้องสอบเทียบเครื่องมือวัดของเรากับ เครื่องมือวัด มาตรฐาน โดยสามารถส่งสอบเทียบ ที่สถานที่บริการสอบเทียบ ทั้งภาครัฐ และเอกชน ทั้งนี้ ในบางงานนั้นเน้นความถูกต้องมาก จึงต้องตรวจสอบว่าสถานที่บริการนั้น ๆ ได้รับการรับรองการสอบเทียบด้วยมาตรฐาน ISO/IEC 17025 หรือ มอก. 17025 ซึ่งประเทศไทย สามารถเข้า ตรวจสอบ ความสามารถ ของสถานที่สอบเทียบได้ ใน Website tisi.go.th
  2. Uncertainty คือ ความไม่แน่นอน ของการวัด เนื่องจากไม่มีการวัดครั้งใดที่เรา สามารถที่จะระบุปริมาณการวัดที่แน่นอน ดังนั้นในการวัด จะต้องคำนึงถึง ความไม่แน่นอนของการวัดด้วย เช่น ถ้ามีการบอกว่า วงล้อรถมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15นิ้ว บางคนอาจวัด ได้ 1นิ้ว บางคน อาจวัดได้ 15.09นิ้ว หรือ บางคน ใช้เครื่องมือที่มีความละเอียดสูง วัดได้ 15.08996 นิ้ว ดังนั้นเราจึงมีความจำเป็น ในการประเมิน ความไม่แน่นอนของการวัด