“CALIBRATION” การสอบเทียบเครื่องมือวัดสำคัญอย่างไร

“calibration” การสอบเทียบ เครื่องมือวัดสำคัญอย่างไร

ในโรงงานอุตสาหกรรม “การสอบเทียบเครื่องมือวัด” ถือได้ว่าเป็นเรื่องที่สำคัญในทุกครั้งที่มีการใช้งานเครื่องมือวัด ซึ่งจะช่วยให้ผู้ใช้งาน และธุรกิจเกิดความมั่นใจในผลลัพธ์ที่ตรวจสอบบันทึกและควบคุมได้ในภายหลัง ซึ่งเป็นที่รู้กันว่า เป้าหมายที่สำคัญของการสอบเทียบ คือการลดความไม่แน่นอนที่เกิดขึ้นโดยการรับรองความถูกต้องของอุปกรณ์ทดสอบ  ซึ่งวันนี้เราจะมาไขข้อสงสัยกันว่าCalibration คืออะไร? ความแตกต่างที่คนมักเข้าใจกันผิดบ่อย ๆ อย่าง คำว่า “Calibrator” และ “Calibration” ใช้งานแตกต่างกันอย่างไร? และการสอบเทียบเครื่องมือวัดมีความสำคัญอย่างไรกับอุตสาหกรรมการผลิตที่จะช่วยให้คุณเข้าใจและสามารถใช้งานเครื่องมือได้ถูกต้อง 

“การสอบเทียบ” เป็นกระบวนการกำหนดค่าความเที่ยงตรงของเครื่องมือวัด ช่วยให้เกิดความแม่นยำของเครื่องมือ ทำได้โดยเปรียบเทียบกับอุปกรณ์สอบเทียบอ้างอิง แล้วปรับค่าให้สอดคล้องกับความต้องการ ความสำคัญหลักของการสอบเทียบ คือ การรักษาความถูกต้อง มาตรฐาน และความสามารถในการทำซ้ำสำหรับการวัด สามารถรับรองมาตรฐาน และผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้  ซึ่งการสอบเทียบเครื่องมือวัดที่เหมาะสม ควรสอบเทียบที่ห้องปฏิบัติการที่ได้รับรองมาตรฐาน ISO/IEC17025 เพื่อให้เครื่องมือที่ผ่านการสอบเทียบกลับสู่การใช้งานที่เป็นมาตรฐานอีกครั้ง

Measurement with Micrometers

การ Calibration คืออะไร? 

เครื่องมือวัด เมื่อเครื่องมือวัดถูกใช้งานไปแล้วระยะหนึ่ง ค่าจากการวัดเริ่มต้นจะเริ่มเปลี่ยนแปลงไปตามปัจจัยแวดล้อม ได้แก่ ระยะเวลาการใช้งาน อุณหภูมิไฟฟ้า เคมีแวดล้อมต่าง ๆ ที่มีผลให้เครื่องมือวัดเสื่อมสภาพ ซึ่งผู้ใช้งานต้องหมั่นตรวจสอบอยู่เป็นประจำ  โดยเครื่องมือวัดที่มีการใช้งานแล้ว อาจเกิดค่าการวัดที่คาดเคลื่อนไปจากเดิม เมื่อเครื่องมือวัดอยู่ในสภาวะที่เสื่อมสภาพจะทำให้ผลการวัดที่มีความน่าเชื่อถือน้อยลงและส่งผลต่อคุณภาพของกระบวนการผลิตที่ลดลง

การใช้เครื่องมือวัด หากไม่มีการสอบเทียบเป็นประจำ อาจจะทำให้การทำงานเกิดความคลาดเคลื่อน ให้ค่าการวัดที่ไม่ถูกต้อง และผลของการสอบเทียบ เครื่องมือวัดหลาย ๆ ครั้ง ยังแสดงให้เห็นคุณลักษณะทางด้านความเสถียร (Stability) ของเครื่องมือวัดอีกด้วย และเรายังสามารถส่งออกชิ้นงานที่ได้มาตรฐานอีกด้วย 

ภาพการสอบเทียบด้วยอุปกรณ์รูปแบบต่าง ๆ
  • การสอบกลับได้ (Traceability) คือคุณสมบัติของผลการวัดที่สามารถโยงไปกับมาตรฐานแห่งชาติที่เป็นที่ยอมรับ โดยการเปรียบเทียบกันอย่างไม่ขาดช่วง เป็นลูกโซ่ และจะต้องรายงานค่าความไม่แน่นอนของการวัดด้วย 
  • มาตรฐาน ISO/IEC 17025:2017 เป็นข้อกำหนดมาตรฐานว่าด้วยความสามารถของห้องปฏิบัติการในการดำเนินการทดสอบและ/หรือสอบเทียบ

ความแตกต่างระหว่าง Calibration กับ  Calibrator ? ที่ควรรู้

หลายท่าน หรือผู้ที่เพิ่งศึกษาเรื่องของเครื่องมือวัดคงคุ้นหูกับคำว่า Calibration กับ Calibrator ซึ่ง Calibrator ไม่ได้หมายถึงคน หรือ เจ้าหน้าที่ ในการทำการสอบเทียบเครื่องมือวัด แต่หมายถึง “เครื่องมือสอบเทียบ” ซึ่งคำอย่างเป็นทางการและทางเทคนิคจาก BIPM คือ “มาตรฐานการวัดที่ใช้ในการสอบเทียบ” หรือมาตรฐานอ้างอิง ซึ่งมีชื่อเรียก และรูปแบบที่แตกต่างกันไปโดยสามารถสรุปง่าย ๆ ได้ว่า Calibration หมายถึง กระบวนการสอบเทียบเครื่องมือวัด และ Calibrator คือ เครื่องมือที่ใช้ในกระบวนการสอบเทียบ

ทำไมการ Calibration ถึงสำคัญ ? ในอุตสาหกรรมการผลิต

ภาพเครื่องมือเพื่อใช้ในการสอบเทียบ

อย่างที่ผู้เขียนกล่าวไปข้างต้นว่า ”การสอบเทียบ” นับเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยสร้างความน่าเชื่อถือให้กับผลการวัดของเครื่องมือวัดทุกประเภท ทั้ง เครื่องมือวัดในการผลิต และเครื่องมือวัดในการทดสอบ โดยภายในโรงงานอุตสาหกรรมจะมีกระบวนการตรวจสอบและการสอบเทียบ เครื่องมือวัด ให้มีความถูกต้องตามที่กำหนด และค่าความคาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ และจะถูกกำหนดไว้เพื่อใช้เป็นค่าอ้างอิงก่อนการนำออกจำหน่าย ซึ่งเมื่อเครื่องมือดังกล่าวถูกจัดจำหน่ายออกไป ผู้ซื้อก็จะได้รับรองผลการตรวจสอบ (inspection certificate) หรือใบรับรองผลการสอบเทียบ (certificate) เครื่องมือวัดนั้น ๆ มาด้วย โดยในใบผลการรับรองการตรวจสอบหรือการสอบเทียบจะระบุข้อมูลเฉพาะที่สำคัญของเครื่องมือ เช่น ค่าความละเอียด (Resolution) พิสัยการวัด (Rang) ค่าความถูกต้อง (Accuracy) และสภาวะแวดล้อมที่เป็นตัวแปรให้เกิดความคาดเคลื่อนของผลการวัด เช่น อุณหภูมิ ความชื้นที่เครื่องมือสามารถทำงานได้

เนื่องจาก เครื่องมือเมื่อใช้งานไปแล้วระยะหนึ่ง ค่าที่ได้จากการวัดอาจมีความคลาดเคลื่อนไปจากเดิม เนื่องจากการเสื่อมภาพของเครื่องมือ เมื่อเครื่องมืออยู่ในสภาวะที่เสื่อมสภาพลง ก็จะทำให้ความน่าเชื่อถือลดน้อยลง และส่งผลต่อคุณภาพของกระบวนการผลิต ด้วยเหตุนี้ จึงจำเป็นต้องมีการสอบเทียบเครื่องมือเป็นระยะ เพื่อช่วยสร้างความมั่นใจในผลของเครื่องมือวัด ว่ามีความถูกต้องและความแม่นยำ เป็นเหตุผลที่ทำไมการสอบเทียบเครื่องมือวัดจึงมีความจำเป็น

  • ค่าการเปลี่ยนแปลงของเครื่องมือวัด (Drift) เกิดจากการที่เครื่องมือวัดถูกใช้งานติดต่อกันในระยะเวลานาน ส่งผลให้ค่าจริงที่ได้จากการวัดเกิดการเบี่ยงเบนเป็นค่าดริฟท์ ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยการสอบเทียบเครื่องมือวัด

สังเกตอย่างไร ? ว่าเครื่องมือที่ใช้ถึงเวลาต้องสอบเทียบ

เมื่อเครื่องมือวัดถูกนำไปใช้งานระยะหนึ่ง อายุของส่วนประกอบและเครื่องมือวัดที่ใช้งานอาจมีการเปลี่ยนแปลง หรือมีความคลาดเคลื่อนของผลการวัด อาจเกิดจากการแปรผันอย่างช้า ๆ ตามเวลา ของลักษณะตามมาตรวิทยาเครื่องมือวัด เนื่องมาจากสภาวะแวดล้อมต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิ ไฟฟ้า เคมี เป็นต้น นอกจากนี้ ผู้ใช้งานจะต้องคำนึงเสมอ ว่าการเสื่อมสภาพของเครื่องมือวัดยังสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากการใช้งานและการเก็บรักษา 

องค์ประกอบที่สำคัญในการสอบเทียบเครื่องมือวัด

การใช้งานเครื่องมือวัดเมื่อผ่านการใช้งานไปในระยะ 6 เดือน ถึง 1 ปี จะเกิดความคลาดเคลื่อนของค่าการวัด ทำให้ผู้ใช้งานจำเป็นต้องนำเครื่องมือเหล่านี้ มาทำการสอบเทียบ ซึ่งองค์ประกอบในการสอบเทียบเครื่องมือวัด มีองคืประกอบหลักอยู่ 4 อย่างด้วยกัน

  1. การเลือกเครื่องมือวัดอ้างอิง เครื่องมือวัดอ้างอิง หมายถึง เครื่องมือที่ได้มาตรฐานเพื่อให้เครื่องมือวัดที่นำมาสอบเทียบได้ใช้เปรียบเทียบ โดยเครื่องวัดอ้างอิงนี้จะต้องมีความถูกต้องสูงกว่าเครื่องมือที่นำมาสอบเทียบ 3 เท่าขึ้นไป ที่สำคัญคือต้องสามารถสอบกลับได้ (Traceability)  สู่มาตรวัดมาตรฐาน SI Unit
    1. การตรวจสอบย้อนกลับ (Traceability) คือ ความสามารถในการติดตามสินค้าตั้งแต่การผลิตไปจนถึงการจัดจำหน่าย ซึ่งผู้ผลิตสามารถติดตามแต่ละส่วนประกอบของผลิตภัณฑ์ จากซัพพลายเออร์ ผ่านกระบวนการผลิต
  2. วิธีการสอบเทียบที่เหมาะสม การเลือกวิธีการสอบเทียบที่เหมาะสมตามมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับ ช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องในการสอบเทียบ อีกทั้งยังช่วยในเรื่องความสะดวกและค่าใช้จ่ายที่เหมาะสมในการสอบเทียบ
  3. สภาวะแวดล้อมที่เหมาะสมของห้องปฏิบัติการสอบเทียบ สำหรับห้องปฏิบัติการสอบเทียบ มีผลต่อความถูกต้องและประสิทธิภาพในการสอบเทียบเป็นอย่างมาก จึงจำเป็นทีต้องจัดห้องปฏิบัติการให้เหมาะสม ทั้งการควบคุมเรื่องความชื้น อุณหภูมิ แสงสว่าง และการสั่นสะเทือน ซึ่งนอกจากปัจจัยด้านการควบคุมสภาวะแวดล้อมแล้ว ขนาดของห้องก็ต้องสัมพันธ์กับจำนวนบุคลากรผู้ปฏิบัติงานเช่นกัน เช่น ถ้ามีเจ้าหน้าที่ปฏิบัติการ 2 คน ห้องควรมีขนาด 4 x 3 เมตร โดยต้องควบคุมอุณหภูมิควบคุมอยู่ที่ 18-22 องศา (หรือ 20±2ºC) และความชื้นสัมพัทธ์ 45-75%RH (หรือ 60±15 %RH) (อ้างอิงจาก Sumipol)
  4. บุคลากรผู้ทำหน้าที่สอบเทียบ บุคลากรผู้ทำหน้าที่สอบเทียบจะต้องได้รับการอบรม และมีประสบการณ์จนสามารถให้ผลสอบเทียบที่ถูกต้องได้ตามมาตรฐาน และต้องสามารถวิเคราะห์ข้อมูลและรายงานค่าความไม่แน่นอนของการวัดออกมาได้อย่างถูกต้องอีกด้วย 

แนะนำหลักสูตรสำหรับผู้ที่สนใจอยากศึกษาเกี่ยวกับการเพิ่มประสิทธิภาพการวัด ด้วยการนำเทคโนโลยีที่ทันสมัยและระบบควบคุมอัตโนมัติ มาประยุกต์ใช้ในการวัดงาน เราขอแนะนำ หลักสูตร Smart Measurement Technology – SMT ที่มุ่งเน้นหลักการของกระบวนการผลิตแบบ Lean สำหรับกระบวนการควบคุมคุณภาพ เรียนรู้การปรับเปลี่ยนกระบวนการหรือวิธีการทำงาน ที่นำเทคโนโลยีดิจิทัลใช้งานร่วมกับเครื่องมือวัด การวางแผนกลยุทธ์และการจัดการระบบการวัดงานในสายการผลิต รวมไปถึงความรู้ด้านระบบควบคุมอัตโนมัติ เพื่อประยุกต์การวัดงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจากนี้สำหรับผู้ที่สนใจในเรื่องของการใช้เครื่องมือวัด การเลือกเครื่องมือมาตรฐาน วิธีการสอบเทียบ การกำหนดเกณฑ์การยอมรับ การประมาณค่าความไม่แน่นอนในการวัด และการดูแลรักษาเครื่องมืออย่างถูกต้อง เราขอแนะนำหลักสูตร การสอบเทียบไดอัลเกจและไดอัลเทสอินดิเคเตอร์ และหลักสูตร การสอบเทียบไมโครมิเตอร์และเวอร์เนียคาลิปเปอร์ด้วยเกจบล็อก หลักสูตรสำหรับผู้ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมคุณภาพเครื่องมือวัด โดยมุ่งเน้นให้ผู้เข้าฝึกอบรมสามารถปฏิบัติการสอบเทียบเครื่องมือวัดได้ตามมาตรฐาน ตั้งแต่การเลือกเครื่องมือมาตรฐาน วิธีการสอบเทียบ การกำหนดเกณฑ์การยอมรับ และการดูแลรักษาเครื่องมืออย่างถูกต้อง เพื่อให้ผู้เข้ารับการฝึกอบรมสามารถสอบเทียบยืนยันความถูกต้องของเครื่องมือได้ และสามารถนำไปปรับใช้ในหน่วยงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตให้ดียิ่งขึ้นได้อีก

สรุป

ความเชื่อมั่นในค่าของการวัด นับเป็นสิ่งที่จำเป็นมากในกระบวนการผลิต  ไม่ว่าจะเป็นเครื่องมือวัด เครื่องมือทดสอบ รวมถึงการวิเคราะห์ต่าง ๆ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ ผลการวัดจะต้องเชื่อถือได้ ให้ความแม่นยำให้กับเครื่องมือวัดมาตรฐานสากล จึงทำให้ “การสอบเทียบเครื่องมือวัด (Calibration)” เป็นหนึ่งในกระบวนการสำคัญที่ช่วยสร้างความมั่นใจกับผู้ผลิตเนื่องจากเป็นกระบวนการที่ช่วยรักษาความถูกต้องและความแม่นยำ ซึ่งการสอบเทียบเครื่องมือวัดที่เหมาะสม ควรสอบเทียบที่ห้องปฏิบัติการที่ได้รับรองมาตรฐาน ISO/IEC17025 เพื่อให้เครื่องมือที่ผ่านการสอบเทียบกลับสู่การใช้งานที่เป็นมาตรฐานอีกครั้ง 

Scroll to Top