การสอบเทียบคืออะไร ?

การสอบเทียบ “ชุดของการดำเนินการเพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างค่าที่ชี้บอกโดยเครื่องมือวัด หรือระบบการวัด หรือค่าที่แสดงโดยเครื่องวัดที่เป็นวัสดุกับค่าสมนัยที่รู้ของปริมาณที่วัดภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้” ( พจนานุกรมระหว่างประเทศของคำศัพท์พื้นฐานและคำศัพท์ทั่วไปในมาตรวิทยา )

การตัดสินและทำเอกสารแสดงความบ่ายเบนของค่าชี้บอกของเครื่องมือวัดหรือค่าที่ระบุของวัสดุวัดจากค่าจริงที่ยอมรับร่วมกันของปริมาณที่ถูกวัด ค่าจริงที่ยอมรับร่วมกันคือค่าจริงที่มีความไม่แน่นอนของการวัดที่เหมาะสมกับการใช้งาน ซึ่งในที่นี้คือค่ามาตรฐานที่สามารถสอบกลับได้สู่มาตรฐานแห่งชาติ หรือมาตรฐานระหว่างชาติ

การสอบเทียบ ประกอบด้วยปัจจัยดังต่อไปนี้
- ตัดสินความสัมพันธ์ระหว่างค่าที่ชี้บอกของเครื่องมือวัดกับค่ามาตรฐาน ภายใต้สภาวะที่กำหนด และ ณ วัน เวลาที่ระบุ
- ออกใบรายงานผลการสอบเที่ยบที่รายงานทั้งค่าความบ่ายเบน หรือค่าแก้พร้อมกับความไม่แน่นอนของการวัด

หมายเหตุ :

  1. ผลของการสอบเทียบทำให้สามารถประมาณค่าความคลาดเคลื่อนของค่าชี้บอกของเครื่องมือวัด ระบบการวัดหรือวัสดุวัด หรือสามารถกำหนดค่าของขีดบนสเกลที่ทำขึ้น.
  2. การสอบเทียบอาจใช้ประเมินคุณสมบัติอื่นๆ ของมาตรวิทยาได้
  3. ผลของการสอบเทียบอาจนำไปบันทึกไว้ในเอกสารซึ่งบางครั้งเรียกว่า ใบรับรองการสอบเทียบหรือใบรายงานผลการสอบเทียบ
  4. ผลของการสอบเทียบบางครั้งแสดงในรูปของปัจจัยการสอบเทียบหรือชุดของปัจจัยการสอบเทียบในรูปแบบกราฟของการสอบเทียบ

- ตัวอย่างไมโครมิเตอร์

ถ้าเราพิจราณามาตรฐานของISOสำหรับไมโครมิเตอร์ (ISO 3611) เราจะเห็นข้อกำหนดจำนวนหนึ่งสำหรับไมโครมิเตอร์เหล่านี้ (มาตรฐานแห่งชาติของในหลายประเทศจำเป็นที่จะต้องใช้ข้อกำหนดเดียวกันกับมาตรฐานISO) ถ้าเรารวมข้อกำหนดเหล่านี้กับสภาวะแวดล้อมในห้องทำงานทั่วไป คือมีเครื่องปรับอากาศเพื่อสร้างความสบายในการทำงาน (ถ้าเพียงแค่นั้น) เราจะได้องค์ประกอบที่เป็นส่วนขององค์ประกอบความไม่แน่นอนสำหรับการวัดด้วยไมโครมิเตอร์ :

องค์ประกอบ

ความคลาดเคลื่อนที่กำหนด

ผลกระทบเทียบเท่าที่ระดับที่ 1

ความคลาดเคลื่อนของสเกลไมโครมิเตอร์

3 ไมโครเมตร 

1.73 ไมโครเมตร 

ความคลาดเคลื่อนของจุดค่าศูนย์

2 ไมโครเมตร 

1.15 ไมโครเมตร 

ความขนานของทั่ง

 2 ไมโครเมตร 

0.58 ไมโครเมตร 

อุณหภูมิเฉลี่ย

+/- 5 องศาเซนติเกรด

0.09 ไมโครเมตร 

ความแตกต่างของอุณหภูมิ

3 องศาเซนติเกรด

0.61 ไมโครเมตร 

ความสามารถในการทำซ้ำ

6 ซิกมา = 2 ไมโครเมตร 

0.33 ไมโครเมตร 

ค่าความไม่แน่นอนมาตรฐานรวม, u

2.27 ไมโครเมตร 

ค่าความไม่แน่นอนขยาย, U

5.54 ไมโครเมตร 

ตารางที่ 1 องค์ประกอบความไม่แน่นอนของการวัดด้วย 0-25 มิลลิเมตร ไมโครมิเตอร์ ในสภาพแวดล้อมของห้องทำงาน สมมุตติฐาน: ไมโครมิเตอร์สอบเทียบตามมาตรฐาน ISO 3611 อุณหภูมิของห้องทำงาน 20 oC +/- 5 oC ความแตกต่างสูงสุดของอุณหภูมิระหว่างไมโครมิเตอร์และชิ้นงานคือ 3 oC

ถ้าเราดูโดยละเอียดที่องค์ประกอบเราจะได้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์หลายชิ้นซึ่งสามารถช่วยให้เราพิจารณาได้ว่าเราควรลงทุน(หรือไม่ควรลงทุน)ในเรื่องใดเพื่อปรับปรุงค่าความไม่แน่นอนของการวัดของเราให้ดีขึ้น

เราเห็นว่าเราสามารถจำแนกองค์ประกอบของความไม่แน่นอนของการวัดออกเป็นสามกลุ่ม หนึ่งในสามองค์ประกอบแรก คือ คุณลักษณะของเครื่องมือ สององค์ประกอบถัดมาขึ้นอยู่กับสภาวะแวดล้อมและองค์ประกอบสุดท้ายขึ้นอยู่กับตัววิธีการวัด

ข้อสังเกตแรกได้แก่ องค์ประกอบหลักคือความคลาดเคลื่อนของสเกลไมโครมิเตอร์ สิ่งนี้เป็นคุณลักษณะหนึ่งที่เราจำเป็นจะต้องสอบเทียบเพื่อที่จะทำให้การวัดสามารถสอบกลับได้ สมมุติว่าเราทำการสอบเทียบไมโครมิเตอร์เอง เราจึงเน้นที่กระบวนการที่เราใช้ในการสอบเทียบสเกลไมโครมิเตอร์

กระบวนการทั่วไปสำหรับการสอบเทียบนี้ คือ ใช้ชุดเฉพาะของเกจจ์บล็อกวัดขนาดทำการตรวจสอบความแตกต่างของจุดตลอดสเกล เช่นเดียวกับความคลาดเคลื่อนสูงสุดในแต่ละรอบของแกนของไมโครมิเตอร์ เรามาสมมุติว่าเราวางแผนความสามารถของเราที่จะสอบเทียบความคลาดเคลื่อนของแกนหมุนของไมโครมิเตอร์ของเราเอง

ข้อสังเกตที่สองได้แก่ อุณหภูมิไม่ได้เป็นองค์ประกอบหลัก สิ่งนี้บอกเราว่าถ้าเรามีแผนที่จะย้ายการวัดไปยังสภาวะแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิ เราจะเสียเงินโดยเปล่าประโยชน์ เพราะว่ามีองค์ประกอบอื่นซึ่งใหญ่กว่าที่มีผลต่อความไม่แน่นอนมากกว่าผลกระทบจากอุณหภูมิ และยังแสดงให้เราเห็นว่าการวัดค่าอุณหภูมิที่แน่นอนแม่นยำไม่ได้เกี่ยวข้องกับความสามารถสอบกลับได้ของการวัด การจัดทำองค์ประกอบความไม่แน่นอนให้ชัดเจนทำให้เราสามารถประหยัดค่าใช้จ่ายสำหรับระบบปิดที่มีการควบคุมอุณหภูมิสำหรับการวัดไมโครมิเตอร์ของเรา

สมมุติฐานเริ่มต้นของเราคือเราต้องการชุดของเกจจ์บล็อกเหล็กกล้าที่ดี(ISO 3650 เกรด 0) และสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิให้อยู่ที่ 20 oC +/- 1 oC เพื่อให้ทำการสอบเทียบไมโครมิเตอร์อย่างถูกต้อง เพื่อยืนยันสมมุติฐานนี้ เรามาพิจารณาที่องค์ประกอบความไม่แน่นอนของการสอบเทียบความคลาดเคลื่อนของสเกล

องค์ประกอบ

ความคลาดเคลื่อนที่กำหนด

ผลกระทบเทียบเท่าที่ระดับที่ 1

เกจจ์บล๊อก

0.14 ไมโครเมตร

0.08 ไมโครเมตร

ขั้นตัวเลข/ความสามารถในการทำซ้ำ

1 ไมโครเมตร

  0.29 ไมโครเมตร

อุณหภูมิเฉลี่ย

1 องศาเซนติเกรด

0.0017 ไมโครเมตร

ความแตกต่างของอุณหภูมิ

0.5 องศาเซนติเกรด

0.1 ไมโครเมตร

ค่าความไม่แน่นอนมาตรฐานรวม, u

0.31 ไมโครเมตร

ค่าความไม่แน่นอนขยาย, U

0.62 ไมโครเมตร

ตารางที่ 2 องค์ประกอบความไม่แน่นอนของการสอบเทียบความคลาดเคลื่อนของสเกลของ 0 -25 มิลลิเมตรไมโครมิเตอร์ ด้วยเกจจ์บล๊อก เกรด 0 ในสภาวะห้องปฏิบัติการ สมมุตติฐาน: อุณหภูมิของห้องปฏิบัติการ : 20 oC +/-1 oC ความแตกต่างสูงสุดของอุณหภูมิระหว่างไมโครมิเตอร์และเกจจ์บล๊อก : 0.5 oC

จากการวิเคราะห์ที่จุดเริ่มต้นนี้เราพบว่าองค์ประกอบหลักของความไม่แน่นอนในการสอบเทียบคือความละเอียดของตัวไมโครมิเตอร์เอง ซึ่งหมายความว่าเราสามารถออกแบบวิธีการวัดของเราที่ใช้สำหรับสอบเทียบความคลาดเคลื่อนของสเกลของไมโครมิเตอร์ของเราใหม่ได้โดยยังคงไว้ซึ่งความสามารถสอบกลับได้ที่เพียงพอ

สิ่งแรกคือเราสามารถใช้เกจจ์บล็อกเกรด1 ซึ่งมีราคาถูกกว่า เราอาจสามารถขยายช่วงการสอบเทียบสำหรับเกจจ์บล็อกได้เนื่องจากค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของบล็อกเกรด 1 มีค่ามากกว่าความเคลื่อนที่ยอมรับได้ของบล๊อกเกรด 0 เกิน 2 เท่า และเป็นเหตุเป็นผลที่จะสมมุติว่า จะใช้เวลานานกว่าที่จะเสื่อมหรือมีค่าเกินความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ นอกจากนี้โดยทั่วไปแล้วค่าใช้จ่ายในการสอบเทียบบล็อกเกรด 1 จะน้อยกว่าเกรด 0 เนื่องจากมีค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้กว้างกว่าทำให้การสอบเทียบแต่ละครั้งถูกกว่า

อย่างที่สองเราเห็นว่าค่าอุณหภูมิเฉลี่ยขณะสอบเทียบมีผลกระทบน้อยมากจนสามารถตัดทิ้งได้ตราบเท่าที่เราใช้เกจจ์บล็อกเหล็กกล้าเพื่อสอบเทียบเกจจ์บล็อกเหล็กกล้า ความแตกต่างของอุณหถูมิระหว่างเกจจ์บล็อกและไมโครมิเตอร์เป็นองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดเป็นอันดับสอง แต่ถึงแม้ว่าค่านี้เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ค่า u ก็เปลี่ยนแปลงเพียงแค่13% และยังคงมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ของความคลาดเลื่อนของสเกลไมโครมิเตอร์ ดังนั้นเราสามารถทำการสอบเทียบไมโครมิเตอร์ในสภาวะของพื้นที่ทำงานได้ถ้าเราระมัดระวังเกี่ยวกับการทิ้งให้ไมโครมิเตอร์และเกจจ์บล็อกปรับอุณหภูมิจนมีอุณหภูมิเท่ากัน

องค์ประกอบ

ความคลาดเคลื่อนที่กำหนด

ผลกระทบเทียบเท่าที่ระดับที่ 1

เกจจ์บล๊อก

0.3 ไมโครเมตร

0.17 ไมโครเมตร

ขั้นตัวเลข/ความสามารถในการทำซ้ำ

1 ไมโครเมตร

 0.29 ไมโครเมตร

อุณหภูมิเฉลี่ย

5 องศาเซนติเกรด

0.09 ไมโครเมตร

ความแตกต่างของอุณหภูมิ

1 องศาเซนติเกรด

0.2 ไมโครเมตร

ค่าความไม่แน่นอนมาตรฐานรวม, u

0.4 ไมโครเมตร

ค่าความไม่แน่นอนขยาย, U

0.8 ไมโครเมตร

ตารางที่ 3 องค์ประกอบความไม่แน่นอนของการสอบเทียบความคลาดเคลื่อนของสเกลของ 0 -25 มิลลิเมตร ไมโครมิเตอร์ ด้วยเกจจ์บล๊อก เกรด 1 ในสภาวะห้องทำงาน สมมุตติฐาน: อุณหภูมิของห้องทำงาน : 20 oC +/- 5 oC ความแตกต่างสูงสุดของอุณหภูมิระหว่างไมโครมิเตอร์และเกจจ์บล๊อก : 1 oC

ตัวอย่างแสดงให้เราเห็นว่าเราสามารถใช้องค์ประกอบความไม่แน่นอนเพื่อประเมินการวัดจริงและสภาวะแวดล้อมที่เราใช้ทำการสอบเทียบ และใช้พิจารณาข้อกำหนดของเกจจ์ที่ใช้สอบเทียบ โดยพิจารณาในประเด็นของมาตรฐานและสภาวะแวดล้อมที่จำเป็นเพื่อที่จะคงไว้ซึ่งความสอบกลับได้ที่เหมาะสม ตัวอย่างยังแสดงให้เห็นว่าโดยการเปลี่ยนแปลงวิธีการวัดเรื่องบริเวณมีผลกระทบต่อความไม่แน่นอนน้อย เป็นการประหยัดค่าใช้จ่ายในการวัดได้อย่างมากมาย

- สรุป

หลักการของความสามารถสอบกลับได้ต้องมีมากกว่าสติกเกอร์สอบเทียบ ยังต้องมีองค์ประกอบความไม่แน่นอนสำหรับกระบวนการวัด และการสอบเทียบที่สอบกลับได้ของเครื่องมือและคุณลักษณะของสภาพแวดล้อมที่มีผลกระทบสำคัญต่อความไม่แน่นอน

นอกเหนือจากการระบุคุณลักษณะของเครื่องมือที่จำเป็นต้องสอบเทียบเพื่อให้มีความสอบกลับได้แล้วองค์ประกอบความไม่แน่นอนทำให้เราสามารถปรับกระบวนการวัดให้เหมาะสมทั้งในด้านของความไม่แน่นอนและตัวเงิน

เอกสารอ้างอิง
  1. BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML: International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology (VIM), 1993.
  2. BIPM, IEC, IFCC, ISO, IUPAC, IUPAP, OIML: Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM), 1993.
  3. ISO/TR 14253-2:1998: Geometrical Product Specifications (GPS) - Inspection by measurement of workpieces and measuring instruments - Part 2: Guide to the estimation of uncertainty in GPS measurement, in calibration of measuring instruments and in product verification.
  4. ISO 3611:1978 Micrometer calipers for external measurement.
  5. ISO 3650:1978 Gauge blocks.

ความสอบกลับได้หมายถึงความสมบูรณ์ของข้อมูลเกี่ยวกับทุกขั้นตอนในทุกห่วงโซ่ของการดำเนินการ

ความสอบกลับได้ คือความสามารถที่จะยืนยันประวัติ สถานที่ หรือ การใช้งานของสิ่งนั้นในรูปของการบ่งชี้ที่บันทึกไว้

คำว่า ความสามารถสอบกลับได้ ตัวอย่างเช่นใช้เพื่อหมายถึง สายที่ต่อเนื่องของการวัดไปยังการวัดของเครื่องมือกับมาตรฐานที่ทราบค่า ความสามารถสอบกลับได้สามารถใช้รับรองความถูกต้องของเครื่องมือเทียบกับมาตรฐานที่ทราบค่า

(ในหลายประเทศมาตรฐานแห่งชาติสำหรับน้ำหนักและการวัดควบคุมโดยสำนักมาตรวิทยาแห่งชาติ(NMI) ซึ่งกำหนดโครงสร้างพื้นฐานระดับสูงสุดสำหรับการสอบเทียบและความสามารถสอบกลับได้ของประเทศนั้น  ตัวอย่างของสำนักมาตรวิทยา เช่น National Physical Laboratory, สหราชอณาจักร  (NPL)         the National Institute of Standards and Technology ในสหรัฐอเมริกา Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ในเยอรมนี จากการให้คำจำกัดความของ NIST ความสามารถสอบกลับได้กำหนดให้มีสายเชื่อมโยงที่สมบูรณ์ของการเปรียบเทียบกับมาตรฐานอ้างอิงที่มีการระบุค่าความไม่แน่นอน)

 
Copyright © 2007. Calibration Laboratory Co.,Ltd. All rights reserved.
Visitor : 1275996