ระบบมาตรวทยา โดยสถาบนมาตรวทยาแหงชาต กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย

ISBN 978-616-12-0170-8

ระบบมาตรวทยา โดยสถาบนมาตรวทยาแหงชาต

ทปรกษา : รศ.พล.ต.ดร. ชยณรงค เชดช ผเขยน : พล.อ.ต.ดร. เพยร โตทาโรง ISBN : 978-616-12-0170-8 พมพครงท 1 : สงหาคม 2554 จานวนพมพ : 2,000 เลม จานวน : 24 หนา

สงวนลขสทธ พ.ศ. 2548 ตาม พ.ร.บ. ลขสทธ พ.ศ. 2537 โดย สถาบนมาตรวทยาแหงชาต

ไมอนญาตใหทาซาและดดแปลงสวนใดสวนหนงของหนงสอเลมน นอกจากจะไดรบอนญาตเปนลายลกษณอกษรจากเจาของลขสทธเทานน

Copyright@2005 by :

National Institute of Metrology (Thailand) Ministry of Science and Technology

3/4 - 5 Moo 3, Klong 5, Klong Luang, Pathumthani 12120, Thailand Tel. (662) 577 5100 Fax (662) 577 2823

E-mail: iro@nimt.or.th Website: www.nimt.or.th

จดพมพเผยแพรโดย

สถาบนมาตรวทยาแหงชาต กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย

3/4 – 5 หม 3 ตาบลคลองหา อาเภอคลองหลวง จงหวดปทมธาน 12120 โทรศพท 0 2577 5100 โทรสาร 0 2577 2823

E-mail: iro@nimt.or.th Website: www.nimt.or.th

คานา

วตถประสงคในการพฒนาระบบมาตรวทยาแหงชาตของทกประเทศเหมอนกน คอ ตองการใหผล การวดซงรวมถงการวเคราะห และการทดสอบตาง ๆ ในประเทศสามารถอางองยอนกลบไปสมาตรฐานการวดสากล หรอทเรยกวา ความสามารถสอบกลบไดทางการวดสหนวยวดสากล (Measurement Traceability to the International System of Units; SI Units) ซงเปนหวใจของระบบมาตรวทยาแหงชาต กจกรรมทสาคญททาใหผลการวดสามารถ สอบกลบไดสหนวยวดสากล ไดแก การสอบเทยบเครองมอวด การสอบเทยบวตถอางองทางการวด ในแตละระดบทเชอมโยงกนเปนโครงสรางระบบมาตรวทยาแหงชาต จนกระทงถงหนวยวดสากล หนงสอเลมนมจดมงหมายเพอใหทานผอานเขาใจกลไกของระบบมาตรวทยาแหงชาต รจดประสงคของการสอบเทยบเครองมอวด มความรความเขาใจเหนความสาคญของการสอบเทยบเครองมอวด สามารถนาขอมลในใบรบรองการสอบเทยบเครองมอวดไปใชประโยชนในการรายงานผลการวด ตลอดจนเขาใจบทบาทของระบบมาตรวทยาแหงชาตในการเปนหลกประกนใหกบระบบการรบรองคณภาพตามมาตรฐานสากลตาง ๆ เชน ISO 9001, ISO/IEC 17025, HACCP เปนตน หนงสอเลมนมเนอหาเหมาะกบผอานทกระดบ ตงแตนกเรยน นกศกษา จนถงคร อาจารย นกวจย ตลอดจนวศวกรในภาคอตสาหกรรม มตวอยาง การใชขอมลจากใบรบรองการสอบเทยบตงแตระดบขนตนทไมยงยากมากนก จนถงตวอยางทมการคานวณคาความไมแนนอนของการวดโดยใชขอมลจากการทดลอง ทานผอานสามารถนาความรไปประยกตใชไดจรงตามความเหมาะสม

ผเขยนมความหวงวาเนอหาความรทอยในหนงสอเลมน นาจะเปนการเปดประตใหทานผอานไดรจก

ระบบมาตรวทยาแหงชาต เขาใจเหนความสาคญ สามารถนาความรไปใชเพอใหสาเรจประโยชนในกจกรรมตาง ๆ ตอไป

พล.อ.ต. ดร. เพยร โตทาโรง 11 สงหาคม 2554

สารบญ

หนา 1. กลาวนา 1 2. มาตรวทยาคออะไร 1 3. ระบบมาตรวทยาสากล 2 4. ระบบมาตรวทยาในประเทศไทย 2 5. ตวอยางของการสอบกลบไดทางการวด 4 5.1. การสอบกลบไดของการวดแรงดนไฟฟากระแสตรง 4 5.2. การสอบกลบไดของการวดความยาว 5 5.3. การสอบกลบไดของการวดมวล 6 6. ใบรบรองการสอบเทยบและการใชงาน 7 7. มาตรวทยากบระบบคณภาพ 15 8. บทสรป 17 เอกสารอางอง 17 ประวตผเขยน 18

1

ระบบมาตรวทยา

พลอากาศตรเพยร โตทาโรง ผอานวยการสถาบนมาตรวทยาแหงชาต

1. กลาวนา

การวดขนาดและปรมาณ เปนกจกรรมทสงคมมนษยกระทากนมาตงแตมการอยรวมกนเปนชมชน เชน การวดขนาดพนทเพอระบกรรมสทธในการครอบครองทดน การวดขนาดและปรมาณในการซอขายสนคาเปนตน ใน การวดขนาดและปรมาณจาเปนจะตองมการกาหนดหนวยวดตางๆ ขน ในอดตหนวยวดทกาหนดขนจะใชกนเฉพาะภายในกลมเดยวกน เปนหนวยวดทยอมรบและใชกนภายในสงคมทมวฒนธรรมและการปกครองเดยวกน เรยกวา หนวยวดทองถน เมอมนษยมการตดตอคบคาสมาคมกบกลมการปกครองอนๆ กเกดความไมสะดวกในการซอขายแลกเปลยนสนคาระหวางกน สาเหตเนองจากแตละกลมมหนวยวดทแตกตางกน สงคมมนษยตองการหนวยวดขนาดและปรมาณ ซงเปนทยอมรบกนในทกๆ กลมสงคมมนษย อนเปนทมาของการกาหนดหนวยวดสากล ในหนงสอเลมนจะกลาวถงระบบมาตรวทยาสากล ระบบมาตรวทยาแหงชาต ตลอดจนบทบาทความสาคญของระบบมาตรวทยาทจาเปนในการพฒนาประเทศใหเจรญกาวหนาเปนสงคมทสมาชกมคณภาพชวตทดตอไป

2. มาตรวทยาคออะไร ความหมายของคาวา มาตรวทยา (Metrology) อางองจากพจนานกรมและเอกสารราชการ ดงน 2.1 Webster’s New World College Dictionary (1999) ใหความหมายวา

“The science of weights and measures” 2.2 The American Heritage Dictionary of the English Language ใหความหมายวา

“The science that deals with measurement, a system of measurement” 2.3 International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and

Associated Terms (VIM) : 2008 ใหความหมายวา “Science of measurement and its applications” Note: Metrology includes all theoretical and practical aspects of

measurement, whichever the measurement uncertainty (Measurement result with level of confidence) and field of applications.

2.4 พระราชบญญตการพฒนาระบบมาตรวทยาแหงชาต พ.ศ.2540 “มาตรวทยา หมายความวา กจกรรมทางวทยาศาสตรทเกยวของกบการสอบเทยบ ปรบตง

ความถกตองของเครองมอและอปกรณทใชในการวดปรมาณหรอวเคราะหทดสอบ”

เมอพจารณาถงความหมายของคาวา มาตรวทยา จากเอกสารอางองดงกลาวขางตนแลว สรปไดวา มาตรวทยา คอ วทยาการดานวทยาศาสตรทเกยวของกบการวด เมอเปนวทยาศาสตรจงตองมทงทฤษฎและการปฏบตทดลอง เพอใหผลของการวดถกตองเปนทยอมรบของสงคมโลก มการกาหนดรายละเอยดของหนวยวด มาตรฐานดาน การวดทเปนสากลเพอเปนทอางองของกจกรรมการวดตางๆ

2

3. ระบบมาตรวทยาสากล เพอใหกจกรรมการวดตางๆ เปนไปในทศทางเดยวกนทวโลก นานาประเทศไดมารวมประชมเพอ

กาหนดมาตรฐานเกยวกบการวด การประชมดานมาตรวทยานานาชาตครงแรกของโลกเกดขน เมอวนท 20 พฤษภาคม ค.ศ. 1875 (พ.ศ. 2418) ผลการประชมครงนนไดมการลงนามสนธสญญานานาชาตทเรยกวา “สนธสญญาเมตรก” (The Metre Convention) ซงเปนสนธสญญานานาชาตทเกาแกอนดบสองของโลก (สนธสญญานานาชาตทเกาแกอนดบแรกของโลก ไดแก Strasbourg Agreement (1675) banning the use of chemical weapons) สาระสาคญของสนธสญญาเมตรก มดงน

1. ใหจดตงสานกงานชง ตวง วด ระหวางประเทศ (International Bureau of Weights and Measures : BIPM) ซงมภาระหนาทหลก คอ การสถาปนาและเกบรกษาหนวยวดสากล (International System of Units, SI)

2. ใหจดตงคณะกรรมการมาตรวทยาสากล (International Committee of Weights and Measures : CIPM) ประกอบดวย นกวทยาศาสตรชนนาทมผลงานเปนทประจกษ จานวน 18 คน เพอกาหนดมาตรฐานทเกยวกบหนวยวดสากล ตลอดจนกจกรรมกระบวนการทเกยวของกบการวด เพอใหนานาชาตมการวดเปนไปในทศทางเดยวกน อนจะทาใหผลของการวดเปนทยอมรบไปทวโลก

3. ใหมการประชมนานาชาตดานมาตรวทยาเปนประจาทกๆ 4 ปเพอใหประเทศทเปนสมาชกตามสนธสญญาเมตรกลงมตยอมรบขอกาหนดตางๆ ทคณะกรรมการมาตรวทยาสากลนาเสนอ เพอใหมผลเปนขอกาหนดรวมซงเปนทยอมรบของทกๆ ประเทศตอไป

กจกรรมตามสนธสญญาเมตรกดงกลาวขางตน จะทาใหกจกรรมการวดในแตละประเทศเปนไปใน

ทศทางเดยวกนผลของการวดเปนยอมรบของนานาประเทศ

4. ระบบมาตรวทยาในประเทศไทย ประเทศไทยเขารวมประชมมาตรวทยากบนานาชาต และเขาเปนสมาชกของ “สนธสญญาเมตรก”

(The Metre Convention) ในป พ.ศ. 2455 (ค.ศ. 1912) ในรชสมยของพระบาทสมเดจพระมงกฏเกลาเจาอยหว รชกาลท 6 และอก 11 ปตอมา ใน พ.ศ. 2466 (ค.ศ. 1923) ประเทศไทยมกฎหมายทเกยวของกบมาตรวทยาฉบบแรก คอ พระราชบญญต ชง ตวง วด พ.ศ. 2466 สาระสาคญในพระราชบญญตดงกลาว คอ ประเทศไทยยอมรบระบบเมตรกเปนระบบการวดของชาต

ระบบมาตรวทยาในประเทศไทย ไดเกดขนเปนรปธรรมเมอมการจดตงหองปฏบตการสอบเทยบ

เครองมอวดขนในประเทศไทยเปนครงแรก ในป พ.ศ. 2506 โดยสถาบนวจยวทยาศาสตรประยกต (ชอในปจจบน คอ สถาบนวจยวทยาศาสตรและเทคโนโลยแหงประเทศไทย) หองปฏบตการสอบเทยบเครองมอวดแหงท 2 จดตงขนในป พ.ศ. 2508 คอ กองปรบเทยบมาตรฐานเครองมอวด กรมสอสารทหารอากาศ กองทพอากาศ และหองปฏบตการ สอบเทยบแหงท 3 จดตงขนในป พ.ศ. 2509 คอ หองปฏบตการสอบเทยบของกรมวทยาศาสตรบรการ กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย หองปฏบตการทง 3 นเปนหองปฏบตการสอบเทยบเครองมอวดททาใหระบบมาตรวทยาในประเทศไทยเรมเกดขนอยางเปนรปธรรม โครงสรางระบบมาตรวทยาของชาตจะประกอบดวย 3 สวนใหญๆ ไดแก สถาบนมาตรวทยาแหงชาต หองปฏบตการสอบเทยบระดบทตยภม และผใชเครองมอวดในทกภาคสวน เชน ภาคอตสาหกรรม การวดทางการแพทยเพอวนจฉยและรกษาโรค การวดในการควบคมมลพษในการอนรกษสงแวดลอม เปนตน

3

ในป พ.ศ. 2554 จานวนหองปฏบตการสอบเทยบเครองมอวดในประเทศมประมาณ 190 แหง ประมาณรอยละ 57 ไดรบการรบรองความสามารถหองปฏบตการตามขอกาหนด ISO/IEC 17025 กอน พ.ศ. 2541 ประเทศไทยยงไมมสถาบนมาตรวทยาแหงชาต จงไมมหนวยวดของชาต หองปฏบตการสอบเทยบเครองมอวดตองสงเครองมอและมาตรฐานอางองดานการวดไปสอบเทยบในตางประเทศ จนกระทงในป พ.ศ. 2540 รฐบาลไทยไดประกาศใชพระราชบญญตพฒนาระบบมาตรวทยาแหงชาต โดยพระราชบญญตดงกลาวใหจดตง “สถาบนมาตรวทยาแหงชาต” ขน และเรมดาเนนงานเมอวนท 1 มถนายน พ.ศ. 2541 โดยมวตถประสงคสรปไดดงน

1. เพอพฒนาระบบมาตรวทยาของชาตใหสอดคลองกบระบบมาตรวทยาสากล รวมถงการถายทอดความถกตองของการวดไปสผใชงาน

2. สงเสรมผประกอบอาชพดานมาตรวทยา และความสามารถของหองปฏบตการสอบเทยบ

จากโครงสรางระบบมาตรวทยาแหงชาต แสดงในรปท 1 จะเหนความเชอมโยงของผลการวดหรอความสามารถสอบกลบไดทางการวด (measurement traceability) จากเครองมอวดทใชในกระบวนการผลตของภาคอตสาหกรรม ตลอดจนเครองมอวดทใชในหองปฏบตการวเคราะหและทดสอบตางๆ ทไดรบการสอบเทยบโดยหองปฏบตการสอบเทยบเครองมอวด ซงเปนหองปฏบตการสอบเทยบระดบทตยภม และเครองมอวดของหองปฏบตการสอบเทยบระดบทตยภม จะไดรบการสอบเทยบจากหองปฏบตการของสถาบนมาตรวทยาแหงชาต ซงเปนหองปฏบตการระดบปฐมภม สถาบนมาตรวทยาแหงชาตมหนาทสถาปนาหนวยวดแหงชาต โดยตองเขารวมกจกรรมกบนานาชาต เพอดาเนนการใหหนวยวดของชาตเปนทยอมรบของนานาชาต ไดแก การเขารวมการวดเปรยบเทยบกบนานาชาต การจดทาระบบรบรองความสามารถหองปฏบตการตาม ISO/IEC 17025 เมอดาเนนการดงกลาวเรยบรอยแลว สถาบนมาตรวทยาแหงชาตตองประกาศใหนานาชาตรบรถงรายละเอยดของหนวยวดแหงชาตทไดสถาปนาขน โดยทาการสงรายละเอยดความสามารถการสอบเทยบและการวด (Calibration and Measurement Capability, CMC) ไปยงสานกงานชง ตวง วด ระหวางประเทศ (BIPM) เพอประกาศใหนานาชาตรบรโดยบรรจไวใน Website ของ BIPM

1

โครงสรางระบบมาตรวทยาของชาต การยอมรบของนานาชาตดานการวด

สถาบนมาตรวทยาแหงชาต

หองปฏบตการสอบเทยบ / หองปฏบตการอางองการวเคราะหทางเคม

ผ ประกอบการทใชการวด

ผลตภณฑ

International ComparisonQuality System

National Standards /Certified Reference Materials

สอบเทยบ Reference Standard กบ National Standard

สอบเทยบ User Standard และเครองมอวด

ปฏบตการวด

Reference Standardเครองมอสอบเทยบ

Working (User) Standard, เครองมอวด

Measurement Traceabilityการสอบกลบไดทางการวด

รปท 1 แสดงโครงสรางระบบมาตรวทยาแหงชาต

4

โดยกอนท BIPM จะบรรจ CMC ลงใน Website จะสงรายละเอยด CMC ไปใหองคกรมาตรวทยาของภมภาคตางๆ ทวโลกรบรอง ซงมทงหมด 5 องคกร ไดแก 1. Asia Pacific Metrology Programme (APMP) องคกรมาตรวทยาของภมภาคเอเซยและแปซฟค 2. The European Association of National Metrology Institutes (EURAMET) องคกรมาตรวทยาของภมภาค

ยโรป 3. Inter - American Metrology System (SIM) องคกรมาตรวทยาของภมภาคอเมรกา 4. The Inter - Africa Metrology System (AFRIMET) องคกรมาตรวทยาของภมภาคแอฟรกา 5. Euro-Asian Cooperation of National Metrological Institutes (COOMET) องคกรมาตรวทยาของภมภาค

ยโรปตะวนออกและเอเซยกลาง เมอองคกรดานมาตรวทยาของภมภาคทกภมภาครบรองแลว BIPM จงจะบรรจรายละเอยด CMC ลง

ใน Website ของ BIPM ตอไป (www.bipm.org) ทงน ในเดอนมถนายน พ.ศ. 2554 สถาบนมาตรวทยาแหงชาตไดสถาปนาหนวยวดแหงชาตใหเปนทยอมรบของนานาชาตแลวจานวน 393 รายการวด ซงมากเปนอนดบท 1 ในกลมประเทศอาเซยนและเปนอนดบท 4 ของ Asia-Pacific โดยรองจาก จน ญปน และเกาหล

5. ตวอยางของการสอบกลบไดทางการวด

5.1 การสอบกลบไดของการวดแรงดนไฟฟากระแสตรง (DC Voltage)

รปท 2 แสดงการสอบกลบไดของการวดแรงดนไฟฟากระแสตรง

5

จากรปท 2 จะเหนวา เครองมอวดแรงดนไฟฟากระแสตรงทใชในภาคอตสาหกรรมทวไป มคาความไมแนนอนของการวด (measurement uncertainty) อยในชวง +10-3 V จะถกสอบเทยบโดย Calibrator ทมความไมแนนอนของการวดอยในชวง +10-5 V และตว Calibrator จะถกสอบเทยบกบ Zener Reference Standard ซงมความไมแนนอนของการวดอยท +10-6 V ซงเปนมาตรฐานระดบทตยภม (secondary standard) และ Zener Reference Standard จะสอบเทยบกบ Josephson Voltage Standard ทมความไมแนนอนของการวด อยในชวงนอยมาก +10-9 V จดเปนมาตรฐานระดบปฐมภม (primary standard) ซงเปนมาตรฐานแหงชาตดานการวดแรงดนไฟฟากระแสตรง

5.2 การสอบกลบไดของการวดความยาว

จากรปท 3 จะเหนวา ไมโครมเตอรเปนเครองมอวดความยาวพนฐานทใชในภาค อตสาหกรรม โดยม

คาความไมแนนอนของการวดอยในชวง +10-5 m จะถกสอบเทยบดวย Gauge Blocks ทมความไมแนนอนของการวด อยในชวง +10-8m และ Gauge Blocks จะถกสอบเทยบดวย Interferometer ทมความไมแนนอนของการวด อยในชวง +10-9m โดย Laser Source ทใชในเครอง Interferometer จะถกสอบเทยบกบ Stabilized He-Ne Laser ทเปนมาตรฐานดานการวดความยาวของชาต ซงมความถกตองสงสด มความไมแนนอนของการวดอยในชวง +10-11 m

1

Traceability Chart of Length

National Standard

Reference Standard

Working Standard

Gauge Blocks, Grade 1,2

Gauge Blocks, Grade 0

Ceramic Gauge Blocks, Grade K

Uncertainty = +3.9 x 10-8 m

Carbide Gauge Blocks,Grade AA

Uncertainty = + 3.6 x 10-8 m

Gauge Block Comparator

Stabilized He-Ne Laser(Gauge Block Interferometer)Wavelength 633 nm, 543 nmUncertainty = +1 x 10-9 m

Iodine Stabilized He-Ne LaserWavelength 633 nm

Uncertainty = +2.5 x 10-11 m

Gauge Block Comparator

MicrometerMeasuring Equipment

Tungsten Carbide Gauge Blocks,

Uncertainty = +2.2 x 10-8 m

Uncertainty = +6 x 10-5 m

Uncertainty = +3.2 x 10-8 m

Uncertainty = + 5 x 10-8 m

Steel Gauge Blocks, Grade 00

Uncertainty = +4.7 x 10-8 m

รปท 3 แสดงการสอบกลบไดของการวดความยาว

6

5.3 การสอบกลบไดของการวดมวล

จากรปท 4 จะเหนวาเครองชงเปนเครองมอวดนาหนก (มวล) พนฐานทใชในภาค อตสาหกรรม มคา

ความไมแนนอนของการวดอยในชวงมากกวา 10-6 kg จะถกสอบเทยบดวยตมนาหนก Class E2 หรอ F1, F2, M1, M2 ทมความไมแนนอนของการวดอยในชวง +10-7 kg และตมนาหนก Class E2 หรอตากวา จะถกสอบเทยบดวยตมนาหนก Class E1 ทมความไมแนนอนของการวด นอยกวาประมาณ 3 เทา สวนตมนาหนก Class E1 จะถกสอบเทยบดวย ตมนาหนก Class E0 ทมคาความไมแนนอนของการวด อยในชวง 10-8 kg และตมนาหนก Class E0 จะถกสอบเทยบกบตมนาหนกมาตรฐานแหงชาต P80 ซงมความถกตองสงสดทมความไมแนนอนของการวดอยในชวง 10-9 kg

จากโครงสรางระบบมาตรวทยาของชาต จะเหนไดชดเจนวา ผลการวดจะเปนทยอมรบของนานาชาตไดนน เครองมอวดจะตองไดรบการสอบเทยบอยางถกตองและการรายงานผลการวดจะตองประกอบดวยตวบงชระดบความเชอมนในความถกตองของผลการวด ซงไดแก คาความไมแนนอนของการวด (measurement uncertainty)

Traceability of Mass+2.3 x 10-9 (1σ) (BIPM) International

Prototype of the Kilogram

+4 x 10-9 (1σ) (NIMT) Primary Standard(National Standard)

+5 x 10-8 (2σ) Reference Standard

+1.5 x 10-7 (2σ) Secondary Standard

+5 x 10-7 (2σ)

P80(Pt – Ir)

E0

E1

E2 and Lower (F1 , F2 , M1 , M2 )

Balance

The National Prototype of the kilogram No. 80

R0(Pt – Ir)

The International Prototype of the kilogram

> 10-6

Traceability of Mass+2.3 x 10-9 (1σ) (BIPM) International

Prototype of the Kilogram

+4 x 10-9 (1σ) (NIMT) Primary Standard(National Standard)

+5 x 10-8 (2σ) Reference Standard

+1.5 x 10-7 (2σ) Secondary Standard

+5 x 10-7 (2σ)

P80(Pt – Ir)

E0

E1

E2 and Lower (F1 , F2 , M1 , M2 )

Balance

The National Prototype of the kilogram No. 80

R0(Pt – Ir)

The International Prototype of the kilogram

> 10-6

รปท 4 แสดงการสอบกลบไดของการวดมวล

7

6 ใบรบรองการสอบเทยบและการใชงาน

ใบรบรองการสอบเทยบ ประกอบดวยขอมลหลก ไดแก ชอเครองมอทสอบเทยบ (Unit Under Calibration, UUC) วธการและมาตรฐานอางอง ซงไดรบการสอบเทยบกบมาตรฐานแหงชาต ทใช ทาการสอบเทยบ ผลการสอบเทยบซงมคาความไมแนนอนของการวดทระบระดบความเชอมน (uncertainty with a level of confidence)

ตวอยางใบรบรองการสอบเทยบ

8

ตวอยางใบรบรองการสอบเทยบ

9

ตวอยางท 1 ใช Digital Thermometer ทมผลการสอบเทยบตามตารางขางตน วดอณหภม ได 1 C วธทา เมอพจารณาขอมลในใบรบรองการสอบเทยบ คาทวดได (1 ºC) ใกลกบคา –0.2 C ในตารางผลการสอบ

เทยบจงประมาณไดวา คาผดพลาดจะเทากบ –0.26 C

คาทรายงาน = Reading – Error + Uncertainty = [1 – (–0.26) + 0.28] C = 1.26C + 0.28 C ทระดบความเชอมนรอยละ 95

ผลการวดจะอยระหวาง 0.98 C และ 1.53 C ทระดบความเชอมนรอยละ 95

ตวอยางท 2 เปนกรณทคาทวดไดไมใกลกบคาทปรากฎในตารางผลการสอบเทยบ ตวอยางเชน ใช Digital Thermometer ตามตวอยางท 1 วดอณหภมได 10 C

วธทา จาเปนจะตองคานวณหาคาผดพลาดโดยใชการประมาณคาแบบเชงเสน (Linear Approximation) ดงน

การหาคาผดพลาด (error) เนองจากคาทวดไดอยระหวางชวงของคาผดพลาดในใบรบรองการสอบเทยบ จงตองคานวณหาคา

ผดพลาด ดงน คาระหวางชวงของคาทวดได (UUC) = 15.0 – (–0.2) = 15.2 คาระหวางชวงของคาผดพลาด (error) = (–0.260) – (–0.069) = –0.191 ฉะนน ณ คาทวดไดท 10 C จะมคาผดพลาด = –0.191 x (10 + 0.2) = -0.13 15.2

ฉะนน ผลการวด = Reading – Error + Uncertainty = [10 – (–0.13) + 0.28] C = 10.13 C + 0.28 C ทระดบความเชอมนรอยละ 95

ผลการวดจะอยระหวาง 9.85 C และ 10.41 C ทระดบความเชอมนรอยละ 95

10

ตวอยางใบรบรองการสอบเทยบ

11

ตวอยางใบรบรองการสอบเทยบ

ตวอยางท 3

12

ตวอยางใบรบรองการสอบเทยบ

ตวอยางท 3

13

ตวอยางท 3 ใช Digital Caliper วดชนงาน ไดคา 18 mm วธทา ใบรบรองการสอบเทยบระบวามคาปรบแก (correction) เทากบ 0.02 มคาความไมแนนอนของการวด

(measurement uncertainty) +0.014 mm ทระดบความเชอมนรอยละ 95

คาทรายงาน = คาทอาน + คาปรบแก + คาความไมแนนอนของการวด = (18 + 0.02 + 0.014 ) mm = 18.02 mm + 0.014 mm ทระดบความเชอมนรอยละ 95

ผลการวดจะอยระหวาง 18.01 mm และ 18.03 mm ทระดบความเชอมนรอยละ 95 หมายเหต ในใบรบรองของ Digital Caliper คาอางองจะเรยกวา Nominal Length และจะระบ

คาปรบแก (correction) แทนคาผดพลาด (error)

จากตวอยางการวดขางตน เปนการวดเพยงครงเดยวแลวรายงานผลการวด ในบางกรณจะทาการวดหลายๆ ครงเพอใหไดคาทถกตองแมนยายงขน ดงตวอยางตอไปน ตวอยางท 4 ใช Digital Thermometer ในตวอยางท 1 ทาการวดอณหภมของนาผสมนาแขงเพอทจะนามาใชเปน

มาตรฐานระดบใชงาน (Ice Point) แบบงายๆ ในการยนยนความถกตองของเทอรโมมเตอรทใชงานในโรงงานอตสาหกรรม ทาการวด 3 ครง ไดคา –0.1 –0.15 และ –0.05 ตามลาดบ

วธทา ขนตอนการรายงานผลการวดมดงน 1. หาคาเฉลย

0.13

0.050.15)(0.1)(x

2. หาคาความไมแนนอนของการวด (measurement uncertainty)

ความไมแนนอนของการวด จะประกอบดวย 2 สวน ไดแก ความไมแนนอนมาตรฐาน Type A ซงกคอ คาความไมแนนอนเชงสถตของขอมลจากการวด มคาเทากบ สวนเบยงเบนมาตรฐานของคาเฉลยจากการทดลอง (experimental standard deviation of the mean), )(xs และความไมแนนอนมาตรฐาน Type B ซงกคอ คาความไมแนนอนทเกดจากสาเหตอนๆ นอกเหนอจากคาความไมแนนอน Type A ในกรณของตวอยางนจะคดจาก คาความไมแนนอนทเกดจากเครองมอวด โดยใชคาความไมแนนอนของการวดทระบไวในใบรบรองการสอบเทยบเพยงอยางเดยวซงเปนแหลงกาเนดหลกของความไมแนนอนของการวดตามตวอยางน

2.1 หาคาสวนเบยงเบนมาตรฐาน (standard deviation)

2

1

)(1

1)( xx

nxs k

n

k

20.10.0520.10.152021

0.05

14

2.2 หาคาสวนเบยงเบนมาตรฐานจากการทดลองของคาเฉลย (experimental standard deviation of the mean), )(xs ซงกคอ ความไมแนนอนของการวด Type A, Au

0.0293

0.05nxsxsAu

(หมายเหต n = จานวนครงของการวด = 3, degree of freedom = n -1 = 2)

2.3 หาคาความไมแนนอนมาตรฐาน Type B จากใบรบรองการสอบเทยบ Digital Thermometer

ความไมแนนอนมาตรฐาน (standard uncertainty), Bu factorcoverage

yuncertaint expanded (จากใบรบรองการสอบเทยบ )

0.142

0.28

(หมายเหต level of confidence 95% เปนการกระจายขอมลแบบ normal, coverage factor 2)

2.4 หาคาความไมแนนอนมาตรฐานรวม (Combined Standard Uncertainty), cu

22BAc uuu

0.14320.142(0.029)cu

2.5 หาคาความไมแนนอนขยาย (expanded uncertainty), U , ทระดบความเชอมน (level of confidence) ทรอยละ 95

cukU 0.1432 , k = coverage factor 2 0.290.286

(หมายเหต Bu มคามากกวา Au หลายเทา จงประมาณไดวา Cu คณลกษณะเหมอน Bu นนคอ คา k = 2)

3. การรายงานผลการวด คาทรายงาน = คาเฉลย – คาผดพลาด + คาความไมแนนอนของการวด = [–0.1 – (–0.26) + 0.29] ºC = 0.16 ºC + 0.29 ºC ทระดบความเชอมน 95% ผลการวดจะอยระหวาง –0.13 C และ 0.45 C ทระดบความเชอมนรอยละ 95

15

7 มาตรวทยากบระบบคณภาพ

ปจจบนนการรบรองระบบคณภาพเปนสงจาเปนสาหรบภาคอตสาหกรรม เพราะเปนหลกประกนวา ผลตภณฑทผลตจากโรงงานอตสาหกรรมมคณภาพด มคณลกษณะตรงตามความตองการ ในขอกาหนดของมาตรฐาน การรบรองระบบคณภาพตางๆ จะมขอกาหนดขอหนงทระบวาเครองมอวดทใชในระบบตองไดรบการรบการสอบเทยบอยางถกตอง ตวอยางเชน

7.2 ISO 9001 : การรบรองระบบบรหารงานคณภาพ

มขอกาหนดทเกยวของกบเครองมอวด คอ ขอ 7.6 การควบคมอปกรณเฝาตดตามและเครองมอวด (Control of Monitoring and

Measuring Devices) ...เมอมความจาเปนทจะตองทาใหแนใจวาผลการวดสามารถยอมรบไดอยางเปนทางการ เครองมอวดจะตอง

a) ไดรบการสอบเทยบและทวนสอบ หรอ ทงค ตามชวงระยะเวลาทกาหนดไว หรอกอนใชงานกบมาตรฐานการวดทสามารถสอบกลบไดสมาตรฐานการวดแหงชาต หรอมาตรฐานการวดระหวางชาต ...

7.3 ISO/IEC 17025 : มาตรฐานทใชในการรบรองความสามารถของหองปฏบตการวเคราะห ทดสอบ

และสอบเทยบ(General Requirements for the Competence of Testing and Calibration Laboratories) มขอกาหนดทเกยวของกบเครองมอวด คอ ขอ 5.4 วธการทดสอบและวธการสอบเทยบ และการยนยนการใชงานได (Test and

Calibration Methods and Method Validation) ... หองปฏบตการจะตองใชวธการทดสอบและ/หรอการสอบเทยบ รวมไปถงวธการสาหรบสมตวอยาง ซงจะใหเปนไปตามความตองการของลกคา และใหเหมาะสมสาหรบการทดสอบและ/หรอการสอบเทยบทกระทาโดยหองปฏบตการ...

ขอ 5.5 เครองมอ (Equipment) ... กอนการนาไปสการใชงานเครองมอ (รวมถงเครองมอทใชในการสมตวอยาง) จะตอง

ไดรบการสอบเทยบหรอตรวจสอบ เพอพสจนวาเปนไปตามขอกาหนดจาเพาะทตองการของหองปฏบตการ...

7.4 ISO 14000: มาตรฐานทใชในการรบรองระบบบรหารจดการสงแวดลอม (Environmental Management System) เพอใหองคกร มระบบในการควบคม ปรบปรง และรกษาคณภาพของสงแวดลอม รวมทงปองกนสขอนามย

มขอกาหนดทเกยวของกบเครองมอวด คอ ขอ 4.5.1การเฝาระวงผล (Establish Monitoring and Measurement Capabilities) จดใหม

ระบบตดตามและตรวจวดคณลกษณะทสาคญของการปฏบตและกจกรรมทมผลกระทบทมนยสาคญตอสงแวดลอมอยางสมาเสมอ โดยเครองมอตรวจวด การสอบเทยบและดแลรกษาเพอใหมนใจวาไดผลการตรวจวดถกตอง

7.4 ISO 15189 : มาตรฐานทใชในการรบรองความสามารถของหองปฏบตการทางการแพทย

(Medical laboratories-Particular requirements for Quality and Competence)

16

มขอกาหนดทเกยวของกบเครองมอวด คอ ขอ 5.3 เครองมอในหองปฏบตการ (Equipment)

... มโปรแกรมการสอบเทยบและตรวจสอบการทางานของเครองมอ สารเคม ระบบ การตรวจวเคราะห โดยมการจดทาเปนเอกสาร และมการบนทกการบารงรกษาตามคมอของบรษทผผลต อาจนาคมอการใชของบรษทผผลตหรอเอกสารอนๆ ทมมาใชเพอเปนขอกาหนดระยะเวลาทาการสอบเทยบตามความเหมาะสม...

ขอ 5.6 การประกนคณภาพวธการทดสอบ (Assuring quality of examination procedures) 5.6.1 หองปฏบตการออกแบบระบบการควบคมคณภาพภายใน ซงทวนสอบไดวาผลการทดสอบมคณภาพ.... 5.6.3 แผนการสอบเทยบการวด และการยนยนคาจรงมการบงบอก และปฏบต เพอจะไดแนใจวาผลการวเคราะหสอบกลบไปยงระดบสากลหรอโดยการอางองอนๆ ... 5.6.4 หองปฏบตการตองเขารวมการเปรยบเทยบผลการทดสอบระหวางหองปฏบตการ....

7.5 HA : การรบรองคณภาพโรงพยาบาล (Hospital Accreditation) มขอกาหนดทเกยวของกบเครองมอวด คอ GEN.7 เครองมอ อปกรณ และสงอานวยความสะดวก ขอ 7.6 มระบบตรวจสอบเพอเตรยมเครองมอและอปกรณใหพรอมทจะใชงานไดตลอดเวลา

- มการกาหนดประเภทของเครองมอและอปกรณทตองตรวจสอบความพรอมเปนประจา - มการกาหนดลกษณะความพรอมทตองการ และวธการตรวจสอบ - มการสอบเทยบความเทยงตรง (Calibration) สาหรบเครองมอทจาเปน

7.6 HACCP : ระบบการวเคราะหอนตรายและจดวกฤตทตองควบคม (Hazard Analysis and

Critical Control Point) คอ มขอกาหนดทเกยวของกบเครองมอวด คอ ขอ 4.7 การกาหนดการตรวจตดตาม (Monitoring Procedures)

• Monitoring method, including - Calibration of monitoring and measuring equipment - ...

ขอ 4.9 การจดทาขนตอนการตรวจสอบความจรง (Verification Procedures) ... to ensure the safety of the food and continuing improvement of the

system ... including the calibration of monitoring equipment ...

จากขอกาหนดทเกยวกบเครองมอวดของมาตรฐานการรบรองระบบคณภาพตางๆ ขางตน ระบวา

เครองมอวดจะตองไดรบการสอบเทยบ เพอใหเกดความสามารถสอบกลบไดของผลการวดไปสหนวยวดของชาต และไปสหนวยวดสากลในทสด ซงจะทาใหผลการวดเปนทยอมรบของนานาชาตกลาวโดยสรปคอ การรบรองระบบคณภาพตองการสอบกลบไดทางการวด และระบบมาตรวทยาของชาต เปนระบบททาใหเกดความสามารถการสอบกลบไดทางการวดดงกลาว

17

8. สรป

ระบบมาตรวทยาของชาต เปนโครงสรางพนฐานดานวทยาศาสตรและเทคโนโลยของชาตซงเปนหนงในโครงสรางพนฐานดานคณภาพของชาต โดยมบทบาทเปนหลกประกนความถกตองของผลการวด การวเคราะห และ การทดสอบตางๆ ในประเทศ อนจะทาใหผลตภณฑการบรการ ตลอดจนการคมครองผบรโภคและการอนรกษสงแวดลอม มคณภาพเปนทยอมรบของนานาชาต อนมผลใหเศรษฐกจและคณภาพชวตของสงคมมการพฒนาใหดขนอยางยงยนตอไป บรรณานกรม 1. สถาบนมาตรวทยาแหงชาต, Metrology in Short 3rd Edition ฉบบแปลเปนภาษาไทย, 2552 2. T. Pfeifer, Production Metrology, 2002 3. R. Laaneots and O. Mathiesen, Introduction to Metrology, 2006 4. BIPM website, http://www.bipm.org 5. NIMT website, http://www.nimt.or.th

18

ประวตผเขยน

1. ชอ พลอากาศตร ดร. เพยร โตทาโรง 2. ประวตการศกษา - วท.บ.(เกยรตนยม) สาขา ฟสกส จาก มหาวทยาลยมหดล - M.S. in Electrical Engineering จาก Ohio University, USA. - Ph.D. in Electrical Engineering จาก University of Pittsburgh, USA. - ประกาศนยบตร วทยาลยการทพอากาศ หลกสตร วทอ. รนท 31 - ปรญญาบตร วทยาลยปองกนราชอาณาจกร หลกสตร วปอ. รนท 48 - ประกาศนยบตร หลกสตร Director Certification Program (Class120/2009) จาก Thai Institute of

Directors - วฒบตร วทยาลยปองกนราชอาณาจกร หลกสตรบรหารความมนคงขนสง รนท 1 3. ประวตการทางาน

- นกวจย การประยกตใชภาพถายทางอากาศและภาพถายดาวเทยมในทางทหาร กรมลาดตระเวนทหารอากาศ กองทพอากาศ

- นกวจย (ระบบการสอสารและระบบสงครามอเลกทรอนกส) ศนยวจยและพฒนาการทหาร กองบญชาการทหารสงสด (ศวพท.)

- ผอานวยการ กองวจยและพฒนาการสอสารและอเลกทรอนกส ศวพท. - ผอานวยการ กองวจยและพฒนาวทยาศาสตรและเทคโนโลย ศวพท. - ผอานวยการ สถาบนมาตรวทยาแหงชาต กระทรวงวทยาศาสตรและเทคโนโลย

4. ประสบการณการสอน - อาจารยพเศษ คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยธรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร มหาวทยาลย อบลราชธาน และ มหาวทยาลยเทคโนโลยมหานคร - อาจารยทปรกษาวทยานพนธ จฬาลงกรณมหาวทยาลย มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร สถาบนเทคโนโลยเจาคณ ทหารลาดกระบง และ มหาวทยาลยศรปทม สาขาวศวกรรมไฟฟา และวทยาการคอมพวเตอร นกศกษาจบ การศกษาระดบปรญญาโท จานวน 10 คน และระดบปรญญาเอก จานวน 2 คน

5. การตพมพเอกสารวชาการ วารสารตางประเทศ และรายงานทางเทคนค ประมาณ 20 ฉบบ ในสาขา Satellite Image Applications, Image Processing, Array Signal Processing, GPS receiver Performances, ASEAN Metrology System

6. รางวลเกยรตยศ - ศษยเกาดเดนโรงเรยนวดราชาธวาส กทม. - ประกาศนยบตรนกเรยนตางชาตดเดน (ป ค.ศ. 1981) - นกวจยดเดน กระทรวงกลาโหม (ป พ.ศ. 2545)

7. สมาชกองคกรวชาชพ สมาชก IEEE (USA) สมาชกThai Biomedical Engineering Society (Thai BME) และ นายกสมาคมมาตรวทยาแหงประเทศไทย 3 สมย

8. รางวลผลงานการบรหาร - โครงการวจยทหารดเดน (ป พ.ศ. 2545) - สถาบนมาตรวทยาแหงชาต ไดรบรางวลชมเชย ประเภทผลการปฏบตงานด ประจาป 2550 ไดรบรางวลดเดน

ประเภทผลการปฏบตงานด ประจาป 2551 และเปนหนวยงานผลการปฏบตงานด พ.ศ. 2552 – 2553 จาก กรมบญชกลาง กระทรวงการคลง