การสอบเทียบเครื่องมือวัดคืออะไร มีความสำคัญอย่างไร
การสอบเทียบเครื่องมือวัดเป็นประกันคุณภาพอย่างนึงที่ได้รับการยอมรับและนิยมใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อให้สินค้าและผลิตภัณฑ์นั้นสามารถแข่งขันได้ทั้งในและนอกประเทศ เป็นหนึ่งในกระบวนการที่เพิ่มความเชื่อมั่นให้กับสินค้าและผลิตภัณฑ์ของทางบริษัทหรือองค์กรณ์นั้นๆก็คือการสอบเทียบนั่นเอง
การสอบเทียบเป็นกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ และเป็นกระบวนการหนึ่งในระบบมาตรวิทยา (metrology) ซึ่ง International Organization for Standardzation ได้ให้คำนิยามไว้ใน VIM 6.13 ว่า Set of operation that establish, under specifled conditions, the relationship between values of quantities indicated by a measuring instrument or measuring system, or values represented by a material measure or a reference material, and the corresponding values realized by standards.
การสอบเทียบเครื่องมือวัด มีกระบวนการในการตรวจสอบและสอบเทียบเครื่องมือวัดให้มีความถูกต้องตามขอบข่าย ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้และกำหนดไว้ เพื่อให้ได้มาตรฐานก่อนนำออกจำหน่าย เมื่อสั่งซื้อเครื่องมือดังกล่าว ก็จะได้รับรองผลการตรวจสอบ (inspection certificate) หรือใบรับรองผลการสอบเทียบ (calibration certificate) เครื่องมือวัดนั้น ๆ มาด้วย ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อตกลงในการสั่งซื้อ ในใบรับรองผลการตรวจสอบหรือผลการสอบเทียบจะระบุสมบัติเฉพาะต่าง ๆ ของเครื่องมือ เช่น พิสัยการวัด (range) ค่าความละเอียด (resolution) ค่าความถูกต้อง (accuracy) และสภาวะแวดล้อม ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้นที่เครื่องมือสามารถทำงานได้
แต่เครื่องมือถูกนำไปใช้งานระยะหนึ่ง อายุของส่วนประกอบและเครื่องมือวัดที่ใช้งาน อาจมีการเปลี่ยนแปลง ซึ่งความเปลี่ยนแปลงหรือความคลาดเคลื่อนของผลการวัดที่เกิดขึ้นนี้ อาจเกิดจากการ Drift หรือการลอยเลื่อน (มอก. 235 เล่ม 14) หมายถึง การแปรผันอย่างช้า ๆ ตามเวลาของลักษณะทางมาตรวิทยาของเครื่องมือวัด อันเนื่องมาจากสภาวะแวดล้อมต่าง ๆ เช่น อุณหภูมิ ไฟฟ้า เคมี หรือช่างกล เป็นต้น นอกจากนี้ ผู้ใช้งานเครื่องมือวัดจะต้องตระหนักอยู่เสมอว่า การเสื่อมสภาพของเครื่องมือวัด ยังสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งจากการใช้งานและการเก็บรักษาอีกด้วย ฉะนั้น เมื่อเครื่องมือวัดอยู่ในสภาวะดังกล่าว สิ่งที่ตามมาคือเครื่องมือวัดที่เคยบอกค่าการวัดที่ถูกต้อง อาจบอกค่าที่คลาดเคลื่อนไปจากเดิม ส่งผลให้ผลการวัดที่ได้รับไม่น่าเชื่อถือ หรือหากนำเครื่องมือดังกล่าวไปใช้งานย่อมส่งผลกระทบต่อคุณภาพของ การออกแบบและกระบวนการผลิต การ Drift หรือการเปลี่ยนแปลงของเครื่องมือวัด ไม่สามารถกำจัดได้ แต่สามารถที่จะตรวจพบและแก้ไขได้โดยผ่านกระบวนการสอบเทียบ ด้วยการใช้ตัวมาตรฐานการวัดที่สามารถสอบกลับได้สู่มาตรฐานแห่งชาติเพื่อสอบเทียบเครื่องมือวัด
ดังนั้น การสอบเทียบจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญ ที่ช่วยสร้างความมั่นใจในผลการวัดของเครื่องมือวัดทุก ๆ ประเภท ไม่ว่าจะเป็น เครื่องมือวัดที่ใช้ในกระบวนการผลิต การทดสอบ และการวิเคราะห์ต่าง ๆ เพราะองค์ประกอบ ที่สำคัญที่สุดในการที่จะทำให้ผลการวัดที่เกิดขึ้นเป็นที่เชื่อถือได้ คือการใช้เครื่องมือวัด ที่มีความถูกต้องและแม่นยำ เหมาะสมกับการปฏิบัติงานนั่นเอง
องค์ประกอบของการสอบเทียบเครื่องมือวัด ที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน ISO/IEC 17025 ประกอบด้วย 4 ส่วนใหญ่ ๆ คือเครื่องมือวัดอ้างอิง (reference standards equipment) ห้องปฏิบัติการสอบเทียบ (laboratory) บุคลากรผู้ทำหน้าที่ในการสอบเทียบ (personnel) และวิธีการสอบเทียบ (method)
องค์ประกอบที่กล่าวมานี้ เป็นปัจจัยสำคัญที่จะส่งผลให้การสอบเทียบมีความถูกต้อง แม่นยำ ด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้
1. การเลือกเครื่องมือมาตรฐาน ISO 10012-1 กล่าวไว้ว่า เครื่องมือมาตรฐานที่นำมาเพื่อ ให้เครื่องมือวัดอื่น ๆ ได้ใช้เปรียบเทียบ จะต้องมีความถูกต้องสูงกว่าความถูกต้อง ของเครื่องมือที่รับการสอบเทียบ 3 เท่าขึ้นไป (ISO 10012) และที่สำคัญคือ เครื่องมือวัดนั้นจะต้องมีความสามารถสอบกลับได้ (traceability) สู่มาตรฐานการวัดแห่งชาติ หรือหน่วยมูลฐาน (SI Units)
2. หัวใจสำคัญของการสอบเทียบที่ขาดไม่ได้คือ การสอบกลับได้ผลการวัด เนื่องจากจะเป็นสิ่งแสดงถึงลำดับความสัมพันธ์ที่จะทำให้การสอบเทียบเครื่องมือบรรลุผล โดยการใช้มาตรฐานที่มีความถูกต้องสูงกว่า นั่นหมายความว่าผลของการวัดจะต้องสามารถ แสดงถึงการส่งต่อความถูกต้องของการวัดที่ยอมรับได้ ถ่ายทอดผ่านห้องปฏิบัติการหลายระดับ จนถึงผู้ใช้งาน ซึ่งสามารถอธิบายได้ดังตัวอย่างต่อไปนี้
3. การควบคุมสภาวะแวดล้อมห้องปฏิบัติการให้มีความเหมาะสม ทั้งในด้านอุณหภูมิ ความชื้น แสงสว่าง และการสั่นสะเทือน จะส่งผลต่อประสิทธิภาพและความถูกต้องของการสอบเทียบ
4. ความสามารถของบุคลากร จะต้องได้รับการศึกษา ฝึกอบรม และสั่งสมประสบการณ์ ในเกณฑ์ที่จะสามารถให้ผลการสอบเทียบที่ถูกต้องได้ เนื่องจากบุคลากรเหล่านี้จะต้องทำหน้าที่ ในการสอบเทียบรวมถึงการวิเคราะห์ข้อมูลและการประเมินความไม่แน่นอนของการวัด และ
5. การเลือกใช้วิธีการที่เหมาะสม เพราะการเลือกวิธีการสอบเทียบที่เหมาะสม จะทำให้ได้ความถูกต้องของการตรวจสอบเทียบที่ต้องการ รวมทั้งมีความสะดวกและค่าใช้จ่ายต่ำ ปัจจุบันมีวิธีการสอบเทียบมากมาย เช่นวิธีการสอบเทียบตามมาตรฐาน ISO, ASTM, DIN และ JIS เป็นต้น
โดยทั่วไปการวัด แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ
1. การวัดทางด้านฟิสิกส์หรือการวัดลักษณะทางกายภาพ เช่น เวลา ความยาว อุณหภูมิ และมวล เป็นต้น
2. การวิเคราะห์ทดสอบทางด้านเคมี ชีววิทยาและสิ่งแวดล้อม เพื่อตรวจหาปริมาณของสารละลายต่าง ๆ ในผลิตภัณฑ์ การสอบเทียบอุปกรณ์และเครื่องมือที่เกี่ยวข้องกับการวัดทั้งทางด้านฟิสิกส์และการวิเคราะห์ ทดสอบทางด้านเคมี ชีววิทยา และสิ่งแวดล้อม จะมีความแตกต่างกัน ผู้ใช้งานจึงจำเป็นต้องเข้าใจในคุณลักษณะของอุปกรณ์และเครื่องมือที่ใช้งานควบคู่ไปด้วย เพื่อให้การสอบเทียบมีประสิทธิภาพสูงสุด กล่าวคือ อุปกรณ์และเครื่องมือวัดทางฟิสิกส์ (measuring instrument) เช่น เครื่องช่าง โวลต์มิเตอร์ เวอร์เนียร์เทอร์โมมิเตอร์ เกจวัดความดัน เป็นต้น การสอบเทียบเครื่องมือวัดประเภทนี้ จึงสามารถทำได้โดยผ่านระบบการสอบเทียบ และอาศัยตัวมาตรฐานการวัดทีได้จัดทำมาเพื่อการสอบเทียบของห้องปฏิบัติการ ในระดับต่าง ๆ ที่สามารถสอบกลับได้สู่มาตรฐานแห่งชาติหรือหน่วยมูลฐาน (SI Units) เช่น เครื่องมือวัดประเภทเวอร์เนียร์จะต้องสอบเทียบโดยเกจบล็อก เครื่องชั่งสอบเทียบโดยใช้ตุ้มน้ำหนัก เป็นต้น อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์ทดสอบ เป็นอุปกรณ์ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อ ตรวจหาคุณสมบัติของสารละลายอย่างใดอย่างหนึ่ง การสอบเทียบอุปกรณ์เหล่านี้ ส่วนใหญ่ต้องอาศัยวัสดุอ้างอิง (reference materials) หรือวัสดุอ้างอิง ที่ได้รับการรับรอง (certified reference materials) ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับสมบัติเฉพาะของเครื่องวิเคราะห์ทดสอบ
นอกจากนี้ ยังมีรายละเอียดอื่น ๆ ที่ผู้ใช้งานควรคำนึงถึง ได้แก่
1. ควรมีการกำหนดช่วงระยะเวลาสำหรับการบำรุงรักษา ทั้งการบำรุงรักษาเชิงป้องกัน และการบำรุงรักษาเชิงแก้ไข
2. ควรจัดทำเอกสารที่เกี่ยวข้องกับการวัด ได้แก่ บันทึกเครื่องมือ วิธีการวัด การสอบเทียบที่สามารถยืนยันการวัดว่าถูกต้องและสามารถสอบกลับได้สู่มาตรฐาน การวัดแห่งชาติหรือหน่วยมูลฐาน (SI Units) เนื่องจากเอกสารเหล่านี้ จะเป็นประจักษ์พยานของการปฏิบัติงาน ซึ่งทำให้ทั้วผู้บริหารขององค์กร ลูกค้าและองค์กรให้การรับรองต่าง ๆ มีความมั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ทั้งที่เกิดมาแล้วในอดีตจนถึงปัจจุบัน และต่อเนื่องไปในอนาคต
3. การสอบเทียบเครื่องมือจะต้องทำทั้งก่อนนำมาติดตั้งใช้งาน และเป็นช่วงระยะเวลา เช่น ทุก 6 เดือนหรือ 1 ปี ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่น ลักษณะของการใช้งาน การบำรุงรักษา และสมบัติเฉพาะของเครื่องมือ เป็นต้น และควรเลือกใช้บริการจากห้องปฏิบัติการสอบเทียบที่ได้รับการรับรองความสามารถ (accredit) ตามมาตรฐานISO/IEC 17025 และ
4.แม้จะมีการสอบเทียบเครื่องมือแล้ว ผลการวัดก็ยังมีความคลาดเคลื่อนเกิดขึ้นเสมอ อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ผู้ใช้งานจะต้องคำนึงถึงอยู่ตลอดเวลา คือระบบการวัดจะต้องมีความถูกต้องมากกว่าความถูกต้องที่ต้องการของผลิตภัณ ที่นำมาวัด ตั้งแต่ 3 เท่าขึ้นไป ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของผู้ผลิต ที่จะหาจุดสมดุลระหว่างความเสี่ยงที่ผลิตภัณฑ์จะไม่เป็นไปตามข้อกำหนด กับภาระค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้น
การสอบเทียบมีความสำคัญไม่เฉพาะต่อโรงงานอุตสหกรรมที่ต้องการขอการรับรอง ระบบมาตรฐานคุณภาพเท่านั้น แต่ยังครอบคลุมไปถึงอุตสหกรรมทุกประเภท เนื่องจากการสอบเทียบ เป็นองค์ประกอบอย่างหนึ่งที่จะช่วยสร้างความเชื่อมั่นผลการวัดของ เครื่องมือวัดต่าง ๆ ที่ใช้ในกระบวนการผลิต ซึ่งเปรียบเสมือนหลักประกันที่ใช้ในการควบคุม คุณภาพในกระบวนการผลิตนั่นเอง ฉะนั้นเพื่อเสริมสร้างประสิทธิภาพการผลิต ยกระดับมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ และเสริมสร้างความแข็งแกร่งในการแข่งขันทางการค้า ระหว่างประเทศ การสอบเทียบจึงเป็นสิ่งที่จำเป็นยิ่ง
เอกสารอ้างอิง
1. international organization for standardzation; International vocabulary of basic and general terms in metrology (VIM). 2nd Switzerland, 1993
2. ISO/IEC 17025 : 1999, General requirement for the callbration and cornpetence testing laboratories.
3. ISO 10012-1:1992 Quality assurance requirement for measuing equipment
4. สำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม, มาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม : นิยามศัพท์มาตรวิทยา (มอก. 235 เล่ม 14-2531).
