บทที่ 2 หลักการและองค์ประกอบของการวัด

หลักการและองค์ประกอบของการวัด สาขาอุตสาหกรรมศิลป์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี

วิธีการเบื้องต้นของการวัด การวัดมีวิธีการพื้นฐาน 2 วิธี คือ 1. การเปรียบเทียบโดยตรง (Direct comparison) เป็นการเปรียบเทียบค่าที่วัดกับค่ามาตรฐานปฐมภูมิหรือค่า มาตรฐานทุติยภูมิ เช่น การใช้ตลับเมตรวัดความยาวของโต๊ะ ตลับเมตรถือเป็น ค่ามาตรฐานทุติยภูมิ เพราะตลับ เมตรที่ใช้ย่อมไม่ใช่ตลับเมตรอันแรกที่ใช้ปรับเทียบกับความยาว

2. การเปรียบเทียบโดยอ้อม (Indirect comparison) การวัดแบบนี้จะใช้วัดปริมาณที่เกินความสามารถของ ประสาทสัมผัสของมนุษย์ที่จะรับรู้ได้ เป็นการเปรียบเทียบที่ผ่านระบบการเปรียบเทียบ (Calibration system) วิธีการนี้ใช้อุปกรณ์รับรู้ส่งผ่านสัญญาณที่เชื่อมต่อกันเป็นระบบการวัด

ความถูกต้องและความไม่แน่นอน ความถูกต้อง (Accuracy) ของระบบสามารถประมาณได้ในระหว่างการ ปรับเทียบ สมมติว่ารู้ค่าที่แท้จริงของอินพุต เราสามารถบอกความถูกต้องของเอาต์พุต จากการวัดได้ ความถูกต้องของระบบการวัดหมายถึงความสามารถของระบบที่ชี้ผลลัพธ์ ของการวัดได้อย่างถูกต้อง

• ความผิดพลาดพื้นฐานที่เกิดขึ้นในการวัด มี 2 ชนิด คือ ความผิดพลาด ระบบ (Systematic, or bias error) และ ความผิดพลาดความเที่ยงหรือ ความผิดพลาดแบบสุ่ม (Precision, or random error)

• ความไม่แน่นอนของการวัด (Uncertainty of measurement) เป็น พารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับผลการวัดซึ่งบอกลักษณะการกระจายของค่าที่ วัดซึ่งสามารถบอกค่าของสิ่งที่ถูกวัดอย่างสมเหตุสมผล

ตัวอย่างที่ 1 ความไม่แน่นอนของการวัด

ตัวอย่างที่ 2 เมื่อนาโวลต์มิเตอร์ตัวหนึ่งไปวัดแหล่งจ่ายไฟ 220 โวลต์ อ่านค่า ได้ 225 โวลต์ จงหาค่าความผิดพลาดที่เกิดขึ้น

ระบบของหน่วยวัด หน่วยวัดความยาวที่ใช้กันอยู่ในประเทศไทย มีอยู่ 3 ระบบ คือ

1. ระบบอังกฤษ ใช้กันประเทศสหรัฐอเมริกา มีหน่วยวัดเรียงจากสัน้ สุดไปถึงยาวสุด ดังนี้ นิ้ว ฟุต หลา ไมล์ 2. ระบบเมตริก ปัจจุบันเป็นระบบวัดสากล นิยมใช้กันมากโดยเฉพาะแถบยุโรป และเอเชีย มีหน่วยวัดเรียงจากสัน้ ไปถึงยาวสุด ดังนี้ มิลลิเมตร เซนติเมตร เดซิเมตร เมตร เดคาเมตร เฮกโตเมตร และกิโลเมตร 3. ระบบเอสไอ ในปี ค.ศ. 1960 ประเทศฝรั่งเศสได้จัดการประชุมเกี่ยวกับมาตราชั่งวัด เพื่อกาหนดใช้เป็นมาตรฐานหน่วยวัดสาหรับนานาชาติสาหรับงานวัดทุกชนิด เรียกว่า “ระบบ หน่วยวัดนานาชาติ (International System of Units)” ใช้ตัวย่อว่า SI

การเปรียบเทียบความยาวระหว่างระบบเมตริกและระบบอังกฤษ

มาตรฐานหน่วยวัด SI

เครื่องมือวัดในงานช่างอุตสาหกรรม เครื่องมือวัดในงานช่างอุตสาหกรรมเป็นเครื่องมือวัดละเอียด แบ่ง ออกเป็น 4 ประเภทดังนี้ 1. เครื่องมือวัดที่มีขีดมาตรา เช่น บรรทัดเหล็ก บรรทัดพับ สายวัด และสายวัดม้วน 2. เครื่องมือวัดแบบเลื่อนได้ที่มีขีดมาตรา เช่น เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ (Vernier Caliper), ไมโครมิเตอร์ (Micrometer) และนาฬิกาวัด (Dial Indicator)

เครื่องมือวัดในงานช่างอุตสาหกรรม (ต่อ) 3. เครื่องมือวัดแบบถ่ายขนาด เช่น คาลิเปอร์ (Caliper) หรือวงเวียน ถ่ายขนาด และเกจสปริงวัดรูใน

4. เครื่องมือวัดแบบค่าคงทีเ่ กจต่างๆ เช่น เกจวัดรัศมี เกจก้ามปู เกจท รงกระบอก และ เกจบล็อก

ค่าผิดพลาดที่เกิดขึ้นในการวัด การวัดงานย่อมเกิดค่าผิดพลาดได้เสมอไม่มากก็น้อย ขึ้นอยู่กับสาเหตุ หลายประการ ค่าผิดพลาดในการวัดมีสาเหตุจากหลายประการเช่น • ค่าผิดพลาดที่เกิดจากการอ่านค่าหรือคานวณค่าตัวเลขผิด • ค่าผิดพลาดที่เกิดจากการหดตัวหรือขยายตัวของเครื่องมือวัดและชิ้นงาน • ค่าผิดพลาดเนื่องจากความลาเอียงเข้าข้างตนเอง เป็นต้น