ในการวัดและการใช้เครื่องมือวัดประเภทต่างๆ จะมีคำศัพท์ที่ควรรู้เกี่ยวกับมิเตอร์เข้ามาเกี่ยวข้องเป็นจำนวนมาก จึงควรที่จะเรียนรู้คำศัพท์เหล่านี้เพื่อที่จะได้ใช้เครื่องมือวัดได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพค่ะ
.
เครื่องวัดต่างๆมีการกำหนดสภาวะแวดล้อมในการใช้งาน เราต้องระมัดระวังการใช้เครื่องมือวัดต้องเป็นไปตามที่เครื่องระบุ มิฉะนั้นค่าที่วัดได้จะเกิดความคลาดเคลื่อนขึ้นได้
Accuracy (ความแม่นยำ) และ Precision (ความเที่ยงตรง)
คือค่าความแม่นยำในการอ่านของเครื่องมือวัดว่าได้ใกล้เคียงกับค่าจริงเท่าใด
ความแม่นยำ (Accuracy) ของเครื่องมือวัด เป็นความสามารถของอุปกรณ์ที่จะให้ค่าที่ใกล้เคียงกับค่าตามจริงได้เพียงใด ค่าความแม่นของอุปกรณ์สามารถทราบได้เมื่อเรานำอุปกรณ์นั้นไปสอบเทียบ (Calibrate) ผลต่างระหว่างค่าที่อ่านได้และค่าจริงก็คือความคลาดเคลื่อน (Error) ถ้าเปรียบเทียบกับการยิงปืน ความแม่นยำหมายถึง ความสามารถในการยิงปืนที่แม่นเข้าเป้าตรงกลาง
ความเที่ยงตรง (Precision) ความสามารถของอุปกรณ์ที่จะอ่านค่าๆเดียว ภายใต้สภาพการทำงานเดียวกัน ซ้ำกันหลายๆครั้ง ค่าความเที่ยงตรง (Precision) จะไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับค่าความแม่น (Accuracy) ถ้าเปรียบเทียบกับการยิงปืน ความเที่ยงคือ ความสามารถในการยิงปืนหลายครั้งโดยให้วิถีกระสุนเกาะกลุ่มกันการทดสอบค่าความเที่ยงนั้น ถ้าเป็นการทดสอบในช่วงสั้นๆจะเรียกค่าที่วัดได้ว่า Repeatability ถ้าเป็นการทดสอบในช่วงระยะเวลาที่นานจะเรียกค่าที่วัดได้ว่า Reproducibility
ข้อแตกต่าง ความแม่นยำ (Accuracy) มีข้อแตกต่างจาก ความเที่ยงตรง (Precision) ที่ว่า การวัดหลายๆ ครั้งแล้วได้ค่าที่ตรงกันทุกครั้ง ก็ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นค่าที่ถูกต้องหรือเป็นค่าที่ใกล้เคียงความจริงที่สุดเสมอไป เพราะอาจเป็นค่าที่เกิดความผิดพลาดของมิเตอร์หรือสิ่งแวดล้อมต่างๆ ที่มีผลต่อการวัดแต่กลับให้ค่าที่ตรงกันทุกครั้งที่วัดก็ได้
โดยการคำนวณค่าความถูกต้อง/ความแม่นยำใช้สมการ
%Accuracy = 100 – %Error
โดยที่
%Error = Relative error x 100
ตัวอย่างเช่น ถ้าค่าแรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงคือ 200 V เมื่อนำมิเตอร์วัดแรงดันไฟฟ้ามาวัดสามารถอ่านค่าได้ 204 205 203 203 และ 205 V แสดงว่าเครื่องมือวัดนี้มีค่าความแม่นยำเท่ากับ 97.5% หรือมีค่าความคลาดเคลื่อน (error) เท่ากับ 2.5% มีค่าความสามารถในการอ่านค่าซ้ำ (repeatability) อยู่ในเกณฑ์ที่ดี
เครื่องมือวัดที่ให้ค่าความแม่นยำต่ำอาจเป็นเพราะเครื่องมือวัดขาดการสอบเทียบ (calibration) ดังนั้น หากต้องการให้เครื่องมือวัดอ่านค่าได้ถูกต้องควรทำการสอบเทียบเครื่องมือวัดอย่างสม่ำเสมอ
การเปรียบเทียบนิยามของความถูกต้อง/ความแม่นยำและความเที่ยงตรง (precision) ของการวัด (measurement) แสดงดังรูป
.
% f.s. (Percent of full scale)
คือวิธีการบอกค่าความแม่นยำ (Accuracy) ที่คำนวณจากค่าสูงสุดของช่วงการวัดในรูปแบบของเปอร์เซ็นต์
.
% rdg (Percent of reading)
คือวิธีการบอกค่าความแม่นยำ (Accuracy) ที่คำนวณจากค่าจริงที่อ่านได้ในรูปแบบของเปอร์เซ็นต์
.
% span (Percent of span)
คือวิธีการบอกค่าความแม่นยำ (Accuracy) ที่ใช้ค่าผลลัพธ์ของการคำนวณจากค่าสูงสุดลบกับค่าต่ำสุดของช่วงการวัดในรูปแบบของเปอร์เซ็นต์
.
Error (ค่าความคลาดเคลื่อน)
หมายถึง “ผลต่างระหว่างค่าที่วัดได้ และค่าที่แท้จริง” สาเหตุของความคลาดเคลื่อนเกิดได้จาก วิธีการวัดจากเครื่องวัดและสภาพแวดล้อมในการวัด ดังนั้นเราต้องศึกษาวิธีการวัดตามคู่มือของเครื่องวัดและตรวจวัดให้ถูกต้องและเข้าใจความละเอียดถูกต้องของเครื่องวัดที่เราใช้งาน
เปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อน ( Percentage Error, %Error )
คือ ค่าที่เเสดงความเเตกต่างระหว่างค่าที่เเท้จริงกับค่าที่วัดได้ โดยเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนของเครื่องมือวัดจะระบุไว้ต่างกัน เเละค่า % Error สามารถนำมาคำนวณหาค่าความถูกต้อง (Accuracy) ของเครื่องมือวัดได้ ซึ่งเเบ่งออกเป็น 4 ลักษณะเด่นๆ ดังนี้
1. ± %Error คือ %ค่าความผิดพลาดที่สามารถ ± กับค่าจริงที่วัดได้ ซึ่งค่า ± %Error ลักษณะนี้จะพบเป็นส่วนมากบ่อยใน specification เครื่องมือวัด
ตัวอย่างเช่น
ใช้เครื่องวัดอุณหภูมิ MHT-381SD วัดอุณหภูมิในห้องทำงานได้ 25 °C Specification ระบุค่าความถูกต้อง ( Accuracy ) อยู่ที่ ±0.8 °C การวัดในครั้งนี้จะได้ค่าอุณภูมิที่ถูกต้องเท่าไร?
วิธีคำนวณ :
= 25 °C ± 0.8 °C
∴ ค่าความผิดพลาดเมื่อวัดอุณหภูมิที่ 25 °C คือ ± 0.8 °C
ค่าความถูกต้องเมื่อวัดอุณหภูมิที่ 25 °C คือ 24.2 °C เเละ 25.8 °C
2. ± %Error of Reading คือ % ค่าความผิดพลาด คูณกับค่าที่อ่านได้ ณ ขณะทำการวัด
ตัวอย่างเช่น
ใช้เครื่องวิเคราะห์ออกซเจนในบรรจุภัณฑ์ วัดค่าออกซิเจนในถุงขนมได้ 0.2 %O2 เเละ 0.3 %O2 Specification ระบุค่าความถูกต้อง ( Accuracy ) อยู่ที่ ± 1% of reading การวัดในครั้งนี้จะได้ค่าออกซิเจนในถุงขนมที่ถูกต้องเท่าไร?
วิธีคำนวณ : (ที่ 0.2 %O2 )
= 0.2 %O2 ± 1% of reading
= 0.2 %O2 ± ( 1% x 0.2 )
∴ ค่าความผิดพลาดที่ได้เมื่อวัดค่าออกซิเจนในถุงขนม 0.2 %O2 คือ ± 0.002 %O2
ค่าความถูกต้องเมื่อวัดค่าออกซิเจนในถุงขนม 0.2 %O2 คือ 0.202 %O2 เเละ 0.198 %O2
(ที่ 0.3 %O2 )
= 0.3 %O2 ± 1% of reading
= 0.3 %O2 ± ( 1% x 0.3 )
∴ ค่าความผิดพลาดที่ได้เมื่อวัดค่าออกซิเจนในถุงขนม 0.3 %O2 คือ ± 0.003 %O2
ค่าความถูกต้องเมื่อวัดค่าออกซิเจนในถุงขนม 0.3 %O2 คือ 0.303 %O2 เเละ 0.297 %O2
3. ± %Error Full scale คือ % ค่าความผิดพลาด คูณกับเต็มสเกลที่เครื่องมือวัดสามารถวัดได้
ตัวอย่างเช่น
ใช้เครื่องวัดเเรงดึง Attionic ARF-05 ที่สามารถวัดค่าได้สูงสุดถึง 5 N นำมาวัดความดึงสายพาน ซึ่งค่าที่อ่านได้ = 3 N Specification ระบุค่าความถูกต้อง ( Accuracy ) อยู่ที่ ± 0.2% Full Scale การวัดในครั้งนี้จะได้ค่าความดึงที่ถูกต้องเท่าไร?
วิธีคำนวณ :
= 3 N ± 0.2% Full Scale
= 3 N ± (0.2% x 5)N
∴ ค่าความผิดพลาดเมื่อวัดค่าความตึงที่ 3 N คือ ± 0.01 N
ค่าความถูกต้องเมื่อวัดค่าความตึงที่ 3 N คือ 2.99 N เเละ 3.01 N
4. ± %Error ± 1 Digit or 2…3.. Digit คือ % ค่าความผิดพลาด บวกกับ ความละเอียดของการวัด ( Resolution )
ตัวอย่างเช่น
ใช้เครื่องวัดเเสง PLX-111 วัดเเสงสว่างภายในห้อง ซึ่งวัดได้ 9800 Lux ความละเอียดของการวัด (Resolution) = 1 Lux Specification ระบุค่าความถูกต้อง ( Accuracy ) อยู่ที่ ± ( 5% + 5 Digit ) การวัดในครั้งนี้จะได้ค่าเเสงที่ถูกต้องเท่าไร?
วีธีคำนวณ :
= 9800 Lux ±( 5% ± 5 Digit )
= 9800 Lux ±( 5% ± 5 ) Lux
∴ ค่าความผิดพลาดเมื่อวัดค่าที่วัดเเสงที่ 9800 Lux คือ ±495. Lux
ค่าความถูกต้องเมื่อวัดค่าเเสงที่ 9800 Lux คือ 9305 Lux เเละ 10295 Lux
ในบางกรณี เครื่องมือวัดเเต่ละชนิดจะระบุค่าความผิดพลาดเเตกต่างกันออกไป เช่น ±3% reading ±8 digit , ± 1% Full scale ± 1 digit หรือ ±1% Full scale ±1°C หรือในบางกรณี ตัวเครื่อง+เซ็นเซอร์ ก็จะต้องคิดค่าความถูกต้องของตัวเครื่อง+ค่าความถูกต้องของเซ็นเซอร์ ซึ่งทั้งหมดที่กล่าวมานี้ สามารถนำวิธีคำนวณที่กล่าวมาข้างต้นมาคำนวณหาค่าความถูกต้องได้อย่างง่ายดาย
.
Digits และ Counts
คือ ค่าที่ใช้บอกความสามารถในการแสดงผลของ DMN (Digital Multimeter) โดยแสดงในรูปแบบของจำนวนนับสูงสุด (Counts) หรือ หลัก (digit) เช่น มิเตอร์แบบ 3 1/2 digit (เรียกว่า มิเตอร์แบบ สามหลักครึ่ง) คือ สามารถแสดงค่า 3 หลัก ได้เต็มตั้งแต่ 0-9 และอีก 1 หลัก แสดงได้เพียง 1 หรือว่างเปล่า ดังนั้น มิเตอร์ที่มี 3 1/2 หลัก จะแสดงค่าได้สูงสุด 1999 Counts หรือ มิเตอร์ 4 1/2 หลัก จะแสดงค่าได้สูงสุด 19999 แต่ในปัจจุบันมิเตอร์ชนิด 3 1/2 หลักบางยี่ห้อ ก็แสดงค่าได้ถึง 3200 Counts หรือ 4000 Counts
มิเตอร์ที่มีจำนวน Counts มากกว่า จะมี Resolution ที่ดีกว่าในการวัดบางอย่าง เช่น มิเตอร์ชนิด 1999 Counts จะไม่สามารถวัดได้ละเอียดถึง 0.1 V ถ้าค่าที่วัด ≥ 200V แต่ถ้าเป็นมิเตอร์ชนิด 3 1/2 หลัก แสดงผล 3200 Counts จะมีความละเอียด 0.1 V ได้ไปจนกว่าค่าที่วัดจะมีค่า ≥ 320 V ดังนั้น ค่าความละเอียดจึงขึ้นอยู่กับจำนวนด้วยเช่นกัน
………………….
ขอขอบคุณข้อมูลจาก
https://goo.gl/kmzUhA
#ปาโก้_เอ็นจิเนียริ่ง จำหน่าย #วาล์ว และสินค้าเครื่องมือวัดทางอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็น #โฟลมิเตอร์ #โรตามิเตอร์ #วัดการไหล #เกจวัดแรงดัน #Pressure_gauge #เพรชเชอร์เกจ #valve #วาล์วติดหัวขับ#เซฟตี้วาล์ว #โซลินอยด์วาล์ว
สนใจสินค้าสามารถดูได้ที่ www.pakoengineering.com
โทร : 09-4690-4630, 02-041-5092
อีเมล : Sales@blog.pako.co.th
Line : pakoeng