การคำนวณค่าความถูกต้องของเครื่องมือวัด

การวัด (Measurement)

คือ กระบวนการที่เปรียบเทียบปริมาณที่ไม่ทราบค่าของตัวเเปร กับมาตรฐานที่ถูกกำหนดไว้ ซึ่งผลการวัดมักจะมีความคลาดเคลื่อน (Error) ความไม่เเน่นอน (Uncertainty) และความถูกต้องของการวัดเเฝงอยู่ โดย Specification ของเครื่องมือวัดต่าง ๆ จะระบุค่าความถูกต้อง หรือ เปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนไว้ เพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถทราบถึงผลการวัดที่ถูกต้องเเละเเม่นยำที่สุด

ค่าความถูกต้อง (Accuracy)

คือ ค่าที่บ่งบอกถึงความสามารถของเครื่องมือวัด ในการอ่านค่าหรือเเสดงค่าที่อ่านได้ไกล้เคียงค่าจริง หรือที่เรียกกันง่าย ๆ ว่า ค่าความถูกต้อง

เปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อน (Percentage Error,  %Error)

คือ ค่าที่เเสดงความเเตกต่างระหว่างค่าที่เเท้จริงกับค่าที่วัดได้ 
โดยเปอร์เซ็นต์ความคลาดเคลื่อนของเครื่องมือวัดจะระบุไว้ต่างกัน เเละค่า % Error สามารถนำมาคำนวณหาค่าความถูกต้อง (Accuracy) ของเครื่องมือวัดได้ ซึ่งเเบ่งออกเป็น 4 ลักษณะเด่น ๆ ดังนี้

1. ± %Error คือ % ค่าความผิดพลาดที่สามารถ ± กับค่าจริงที่วัดได้ ซึ่งค่า ± %Error ลักษณะนี้ จะพบเห็นอยู่บ่อย ๆ ใน Specification ของเครื่องมือวัด

ตัวอย่างเช่น

ใช้เครื่องวัดอุณหภูมิ MHT-381SD วัดอุณหภูมิในห้องทำงานได้ 25°C โดยใน 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 ถึง 25.8°C

2. ± %Error of Reading (%rdg) คือ % ค่าความผิดพลาด คูณกับค่าที่อ่านได้  ณ ขณะทำการวัด

ตัวอย่างเช่น

ใช้เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจนในบรรจุภัณฑ์ วัดค่าออกซิเจนในถุงขนมได้ 0.2%O₂ เเละ 0.3%O₂ โดยใน 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 ถึง 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 ถึง 0.297%O₂

3. ± %Error Full scale (FS.) คือ % ค่าความผิดพลาด คูณกับเต็มสเกลที่เครื่องมือวัดสามารถวัดได้

ตัวอย่างเช่น

ใช้เครื่องวัดเเรงดึง Attonic ARF-05 ที่สามารถวัดค่าได้สูงสุดถึง 5N นำมาวัดความตึงสายพาน ซึ่งค่าที่อ่านได้ = 3N โดยใน Specification ระบุค่าความถูกต้อง (Accuracy) อยู่ที่ ± 0.2% Full Scale การวัดในครั้งนี้จะได้ค่าความตึงที่ถูกต้องเท่าไร?

วิธีคำนวณ:

= 3N ± 0.2% Full Scale

= 3N ± (0.2% x 5)N

∴ ค่าความผิดพลาดเมื่อวัดค่าความตึงที่ 3N คือ ± 0.01N

ค่าความถูกต้องเมื่อวัดค่าความตึงที่ 3N คือ  2.99N ถึง 3.01N

4. ± %Error ± 1 Digit or 2…3.. Digit คือ % ค่าความผิดพลาด บวกกับ ความละเอียดของการวัด (Resolution)

ตัวอย่างเช่น

ใช้เครื่องวัดเเสง PLX-111 วัดเเสงสว่างภายในห้อง ซึ่งวัดได้ 9800 Lux โดยใน Specification ระบุค่าความถูกต้อง (Accuracy) อยู่ที่ ± (5% + 5 Digit) และ ความละเอียดของการวัด (Resolution) = 1 Lux การวัดในครั้งนี้จะได้ค่าเเสงที่ถูกต้องเท่าไร?

วิธีคำนวณ:

= 9800 ± (5% reading + 5 Digit)

= 9800 ± ((5% x 9800) + 5 Digit)

= 9800 ± ((5% x 9800) + 5)

= 9800 ± (490 + 5)

= 9800 ± 495

∴ ค่าความผิดพลาดเมื่อวัดค่าที่วัดเเสงที่ 9800 Lux คือ ±495 Lux

ค่าความถูกต้องเมื่อวัดค่าเเสงที่ 9800 Lux คือ 9305 Lux ถึง 10295 Lux

สรุป

ในบางกรณี เครื่องมือวัดเเต่ละชนิดจะระบุค่าความผิดพลาดเเตกต่างกันออกไป เช่น ±3% reading ±8 digit , ± 1% Full scale ± 1 digit หรือ ±1% Full scale ±1°C หรือในบางกรณี ตัวเครื่อง + เซนเซอร์ ก็จะต้องคิดค่าความถูกต้องของตัวเครื่อง + ค่าความถูกต้องของเซนเซอร์ ซึ่งทั้งหมดที่กล่าวมานี้ สามารถนำวิธีคำนวณที่กล่าวมาข้างต้นมาคำนวณหาค่าความถูกต้องได้อย่างง่ายดาย

สอบถามข้อมูลเพิ่มเติม:

● เยี่ยมชมเว็ปไซด์ Legatool คลิ๊ก

● สามารถเยี่ยมชม บทความจาก LEGA CORPARATION ได้ที่นี้

● โทร. 02-746-9933

● LINE: @lega