Ebook ใบความรู้บท1

เนือ้ หาสาระการสอน/การเรียนรู้ • ด้านความรู้(ทฤษฎ)ี 1.1 หน่วยการวดั ระบบนานาชาติ (SI) ปริมาณต่างๆ เป็นปริมาณที่มีหน่วยวดั กาํ กบั ไว้ เพ่ือใหท้ ราบค่า หรือขนาดของปริมาณเหล่าน้นั วา่ มีมาก นอ้ ยเพยี งไร ถกู กาํ หนดหน่วยวดั ที่แตกต่างกนั ไป เพื่อประโยชน์ในการจาํ และทาํ ความเขา้ ใจไดง้ ่าย หน่วยวดั ท่ีถกู กาํ หนดมาใชง้ านมีมากมายหลายมาตรฐาน หลายระบบที่แตกต่างกนั เม่ือนาํ มาใชง้ านเกิดความยงุ่ ยากสับสน ไม่ สะดวกในการบอกหน่วยวดั หรือการแปลงหน่วยวดั ดงั น้นั จึงไดม้ ีการประชุมนานาชาติเก่ียวกบั มาตราชง่ั ตวง วดั โดยการตกลงกนั กาํ หนดหน่วยมาตรฐานข้ึนมาใหม่ เรียกวา่ หน่วยระบบนานาชาติ (System International Units) หรือเรียกวา่ หน่วย SI (SI Units)กาํ หนดใหเ้ ป็นหน่วยมาตรฐานสากลใชง้ านร่วมกนั 1.2 สัญลกั ษณ์ในงานเครื่องมือวดั การทาํ งานในดา้ นการวดั หาค่าปริมาณต่างๆ จาํ เป็นตอ้ งเขา้ ไปเก่ียวขอ้ งกบั สญั ลกั ษณ์มากมายหลายชนิด รวมถึงในงานดา้ นไฟฟ้ าและดา้ นอิเล็กทรอนิกส์ สัญลกั ษณ์เหล่าน้ีมีความสําคญั ต่อการทาํ งาน เพ่ือให้สามารถ ทาํ งานไดอ้ ยา่ งสมบูรณ์ถูกตอ้ ง และสามารถนาํ เคร่ืองมือวดั ชนิดต่างๆ ไปใชง้ านไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ งเหมาะสม 1.3 เทคโนโลยเี คร่ืองมือวดั เครื่องมือวดั โดยทว่ั ไปจะใชว้ ิธีการวดั ทางฟิ สิกส์ เพื่อหาปริมาณหรือค่าเปล่ียนแปลง การนาํ เครื่องมือวดั มาใชง้ านถูกขยายขอบเขตกวา้ งขวางมากข้ึน เพราะการพฒั นาดา้ นเทคโนโลยจี ากความสามารถของมนุษย์ การนาํ เคร่ืองมือวดั ไปใชง้ าน ส่วนมากจะเป็นการหาค่าปริมาณต่างๆ ที่ไม่ทราบค่า นิยามของเครื่องมือวดั อาจกล่าวไดว้ า่ คือ “อุปกรณ์ที่ใชส้ าํ หรับวดั หาค่า หาขนาด หรือจาํ นวนของปริมาณต่างๆ ท่ีเปล่ียนแปลงไป” เคร่ืองมือวดั ที่มีไฟฟ้ าร่วมทาํ งาน หรือมีอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์เขา้ มาเป็นส่วนประกอบของเครื่องมือวดั เป็ นเคร่ืองมือวดั ท่ีถูกพฒั นาข้ึนมาใหม่ตามเทคโนโลยี โดยมีส่วนประกอบของอุปกรณ์ไฟฟ้ าและอุปกรณ์ อิเล็กทรอนิกส์มาประกอบรวมกัน สําหรับนําไปใช้งานในการวดั ปริมาณต่างๆ ทาํ ให้เคร่ืองมือวดั ชนิดน้ีมี ส่วนประกอบและโครงสร้างแตกต่างไปจากเครื่องมือวดั พ้ืนฐานทว่ั ไปท่ีใช้วิธีการวดั ทางฟิ สิกส์ เพราะเวลา ทาํ งานจะตอ้ งมีไฟฟ้ าเขา้ ไปเก่ียวขอ้ งดว้ ยเสมอ ทาํ ใหเ้ คร่ืองมือวดั ชนิดน้ีมีความถูกตอ้ งแม่นยาํ ในการวดั สูง และ ช่วยอาํ นวยความสะดวกในการวดั ค่ามากข้ึน เช่น แสดงผลการวดั ออกมาดว้ ยเขม็ ช้ี หรือแสดงผลการวดั ออกมา เป็นตวั เลขอา่ นค่าไดโ้ ดยตรง เป็นตน้ ลกั ษณะเครื่องมือวดั ท่ีใชไ้ ฟฟ้ าและอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ร่วมทาํ งาน เมื่อเทคโนโลยเี จริญข้ึน ความตอ้ งการเครื่องมือวดั ท่ีวดั ไดล้ ะเอียดและเที่ยงตรงมีมากข้ึนทาํ ใหผ้ ลิตภณั ฑ์ ทางเคร่ืองมือวดั ชนิดใหม่ๆ ถูกพฒั นาข้ึนมาใชง้ านมีท้งั รูปแบบ และการใชง้ านอยา่ งกวา้ งขวางมากข้ึน การนาํ เคร่ืองมือวดั เหล่าน้ีไปใชง้ าน สิ่งท่ีจาํ เป็ นต่อการใชง้ านคือ จะตอ้ งเขา้ ใจหลกั การทาํ งาน หลกั การใช้งาน และ จาํ เป็ นตอ้ งอ่านคู่มือการใชง้ านให้เขา้ ใจก่อนการนาํ เคร่ืองมือวดั ไปใชง้ านเสมอ เพื่อให้สามารถใชง้ านไดอ้ ย่าง ถูกตอ้ งเหมาะสมกบั เครื่องมือวดั แต่ละชนิด หรือแต่ละประเภท

นิยาม ความหมาย และคาํ จาํ กดั ความต่างๆ ที่เกี่ยวขอ้ งกบั เครื่องมือวดั มีดงั น้ี 1. เครื่องวดั (Instrument) หรือเครื่องมือวดั เป็ นเครื่องมือและอุปกรณ์สําหรับวดั หาค่า หาขนาด และ รูปร่างสญั ญาณ ของปริมาณหรือการเปลี่ยนแปลงต่างๆ 2. ความแม่นยาํ (Precision) คือการวดั ค่าซ้าํ ๆ กนั ของเครื่องมือวดั ท่ีแสดงค่าท่ีวดั ไดอ้ อกมาอย่ใู นค่าที่ กาํ หนดไว้ เช่น กาํ หนดให้มีการเปล่ียนแปลงคงที่ค่าหน่ึง ความแม่นยาํ ก็คือการวดั ดว้ ยเครื่องมือวดั ท่ีสามารถ แสดงคา่ ของการวดั ออกมาแตกต่างกนั ไดอ้ ยใู่ นค่าที่กาํ หนดไว้ ในการวดั ค่าแต่ละคร้ัง 3. ความเท่ียงตรง (Accuracy) คือการวดั คา่ ที่เคร่ืองมือวดั สามารถแสดงค่าท่ีวดั ออกมาไดใ้ กลเ้ คียงกบั ค่าที่ ถกู ตอ้ ง ไม่วา่ จะมีการวดั ค่าก่ีคร้ังกต็ าม 4. ความไว (Sensitivity) คืออตั ราความเร็วในการแสดงค่าสัญญาณออกเอาต์พุต จากผลการตอบสนอง ของเครื่องมือวดั ที่เกิดจากอตั ราการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณอินพุตท่ีป้ อนเขา้ มาหรือผลความเร็วในการแสดง คา่ ที่เกิดจากการเปล่ียนแปลงของอินพตุ ที่ทาํ การวดั 5. การแยกรายละเอียด (Resolution) คือคา่ ท่ีเคร่ืองมือวดั สามารถแสดงออกมาได้ เม่ือนาํ ไปวดั ปริมาณท่ีมี การเปลี่ยนแปลงคา่ ไปเพยี งเลก็ นอ้ ย 6. ค่าผิดพลาด (Error) คือค่าที่เปลี่ยนแปลงไปจากค่าท่ีถูกตอ้ งของการวดั ปริมาณต่างๆเทคนิคเฉพาะที่ นํามาใช้ เพื่อทาํ ให้ค่าความคลาดเคลื่อนหรือค่าผิดพลาดต่าํ สุด วิธีหน่ึงคือโดยการทาํ ให้เครื่องมือวดั มีความ แม่นยาํ เช่น ควรมีการบนั ทึกคา่ อยา่ งต่อเน่ือง โดยการสงั เกตจากการวดั และบนั ทึกค่าไวห้ ลายๆ คร้ังจนแน่ใจ และ ควรใชเ้ คร่ืองมือวดั ตวั เดียวในการวดั ค่าในวงจร โดยใชว้ ิธียา้ ยตาํ แหน่งของเคร่ืองมือวดั ในการวดั ค่าต่างๆ ใน วงจร ดีกวา่ การใชเ้ ครื่องมือวดั หลายตวั วดั คา่ และแสดงผลการวดั แต่ละตาํ แหน่งในวงจรที่ทาํ การวดั วงจรเดียวกนั การปฏิบตั ิดงั กล่าวถือว่าเป็ นเทคนิคอนั หน่ึง ในการเพ่ิมความเท่ียงตรงของการวดั ไดม้ ากข้ึนแมว้ ่าจะใชเ้ ทคนิค การคอยสังเกตดู เพื่อเพิ่มความแม่นยาํ ของเครื่องมือวดั และโดยการลดค่าผิดพลาดจากส่ิงแวดล้อม หรือ ความคลาดเคล่ือนจากการสุ่มตวั อยา่ ง สิ่งต่างๆ เหล่าน้ีกไ็ ม่สามารถช่วยลดความผดิ พลาดท่ีเกิดข้ึนได้ เพราะความ ผดิ พลาดดงั กล่าวยงั เกิดข้ึนไดจ้ ากสาเหตุอ่ืนๆ อีกหลายสาเหตุ 1.4 ความเทย่ี งตรงและความแม่นยาํ ความเท่ียงตรงและความแม่นยาํ จะเป็ นค่าท่ีแสดงให้ทราบถึงเคร่ืองมือวดั ท่ีผลิตข้ึนมาใชง้ านมีคุณภาพ และประสิทธิภาพมากนอ้ ยเพียงไร ค่าความเที่ยงตรงจะบอกใหท้ ราบถึงค่าปริมาณต่างๆ ท่ีวดั ไดว้ ่ามีค่าใกลเ้ คียง ค่าท่ีถูกตอ้ งเท่าไร ส่วนค่าความแม่นยาํ จะบอกให้ทราบถึงค่าปริมาณต่างๆ ท่ีวดั ไดจ้ ากกลุ่มเครื่องมือวดั ที่ใชง้ าน หรือกลุ่มเคร่ืองมือวดั ท่ีใช้ทดสอบการทาํ งานการเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างความเท่ียงตรง กบั ความ แม่นยาํ แสดงดงั ตวั อย่างเช่น โวลต์มิเตอร์ 2 ตวั ผลิตมาเหมือนกนั และรุ่นเดียวกนั นาํ มาเปรียบเทียบกนั โวลต์ มิเตอร์ท้งั คู่เป็ นชนิดเข็มช้ีปลายแบน ท่ีสเกลมีกระจกสะทอ้ น เพ่ือหลีกเล่ียงความผิดพลาดจากตามองเขม็ ช้ีผ่าน สเกลผิดตาํ แหน่ง หรือเกิดการเหลื่อม (Parallax) โวลต์มิเตอร์ท้งั สองไดร้ ับการปรับแต่งสเกลมาอย่างถูกตอ้ ง เหมือนกนั สามารถอา่ นค่าไดแ้ ม่นยาํ เหมือนกนั แต่ถา้ เกิดคา่ ความตา้ นทานที่ต่ออนุกรมในตวั โวลตม์ ิเตอร์ตวั หน่ึง เปล่ียนแปลงไป การวดั ค่าและการแสดงค่าของโวลต์มิเตอร์ตวั น้ันจะเกิดค่าผิดพลาดมากข้ึน ซ่ึงจะเป็ นผลให้

โวลตม์ ิเตอร์ท้งั สองตวั มีความเที่ยงตรงแตกต่างกนั การหาค่าผิดพลาดของโวลตม์ ิเตอร์ สามารถหาไดจ้ ากการนาํ โวลต์มิเตอร์ไปวดั เปรียบเทียบค่ากบั โวลต์มิเตอร์มาตรฐาน โวลต์มิเตอร์ตวั ใดวดั ค่าไดแ้ ตกต่างไปจากโวลต์ มิเตอร์มาตรฐานมากแสดงวา่ มีความเท่ียงตรงนอ้ ย มีคา่ ผดิ พลาดมาก ความแม่นยาํ ประกอบดว้ ยคุณสมบตั ิที่สําคญั 2 ชนิด คือ ความเหมือนกนั (Conformity)และจาํ นวนตวั เลขท่ีแสดง (Significant Figures) ไวใ้ นตวั เครื่องวดั ไฟฟ้ าตวั น้ัน ตวั อย่างเช่น ที่ตวั ตา้ นทานตวั หน่ึงมีค่าความ ตา้ นทานถกู ตอ้ งเท่ากบั 1,384,572 Ω เมื่อวดั ดว้ ยโอห์มมิเตอร์ที่เท่ียงตรงจะอา่ นคา่ ไดเ้ ท่ากบั 1.4 M Ω ทุกคร้ัง ถา้ จะถามวา่ ค่าที่อ่านไดถ้ ูกตอ้ งหรือไม่ คงจะตอบไดล้ าํ บาก เพราะค่าที่อ่านไดจ้ ากโอห์มมิเตอร์เป็นค่าโดยประมาณ เนื่องจากสเกลท่ีแสดงค่าไวน้ ้นั ไม่สามารถแสดงค่าอยา่ งละเอียดถูกตอ้ งได้ จะตอ้ งแสดงค่าโดยประมาณออกมา และค่า 1.4 M Ω ถือวา่ เป็นคา่ โดยประมาณที่ใกลเ้ คียงคา่ ที่ถกู ตอ้ งมากท่ีสุด ถึงแมจ้ ะอ่านค่าบนสเกลอยา่ งละเอียด ก็ตาม ความคลาดเคลื่อนท่ีเกิดข้ึนน้ี เกิดจากการถูกจาํ กดั ค่าของสเกลท่ีอ่าน ส่ิงน้ีเรียกว่าค่าผิดพลาดจากความ แม่นยาํ (Precision Error) จากตวั อยา่ งดงั กล่าวเป็ นการแสดงใหเ้ ห็นว่าค่าผิดพลาดท่ีเกิดข้ึนน้ีหลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ ไม่ใช่สิ่งท่ีจะมาจาํ กดั ความแม่นยาํ เพราะว่าค่าตวั เลขท่ีแสดงออกมาถือว่าใกลเ้ คียงค่าจริงเป็ นค่าที่ใชไ้ ด้ จากที่ กลา่ วมาจะเห็นวา่ ค่าความแม่นยาํ เป็นสิ่งท่ีจาํ เป็นของเคร่ืองวดั ไฟฟ้ า แต่ตอ้ งแกไ้ ขในเร่ืองของความเท่ียงตรง ในการอ่านคา่ การวดั จากเคร่ืองวดั ไฟฟ้ าท่ีแสดงคา่ ไว้ ผวู้ ดั มกั จะยอมรับคา่ ท่ีเครื่องวดั ไฟฟ้ าแสดงไว้ ซ่ึงผู้ วดั เองจะไม่มีโอกาสทราบไดเ้ ลยว่าค่าท่ีแสดงออกมาน้ันถูกตอ้ งหรือไม่ การนาํ ไปใช้ในงานท่ีตอ้ งการความ เท่ียงตรงและความแม่นยาํ จะตอ้ งปฏิบตั ิงานดว้ ยความระมดั ระวงั อย่างมาก ตอ้ งมีการควบคุมการปฏิบตั ิอย่าง ใกลช้ ิด และตอ้ งมีการปรับแต่งเคร่ืองวดั ไฟฟ้ าให้พร้อมใชง้ านอย่เู สมอ การวดั ค่าจะตอ้ งปฏิบตั ิตามเทคนิคและ ลาํ ดบั ข้นั ตอนการวดั คา่ เครื่องวดั ไฟฟ้ าท่ีนาํ มาใชง้ านตอ้ งสมบูรณ์ถูกตอ้ ง ไม่เกิดความผดิ พลาด ผวู้ ดั ตอ้ งแน่ใจวา่ การปรับแต่งคา่ ต่างๆ ของเคร่ืองวดั ไฟฟ้ ามีความถูกตอ้ ง และจาํ เป็นตอ้ งปรับเปรียบเทียบอีกคร้ังโดยปรับเทียบกบั เคร่ืองวดั ไฟฟ้ ามาตรฐาน อิทธิพลและการรบกวนต่างๆ จากภายนอกจะตอ้ งไม่มีผลต่อการเปล่ียนแปลงของ เคร่ืองวดั ไฟฟ้ า ผลการวดั ที่ไดจ้ ึงเกิดความเที่ยงตรงและความแม่นยาํ 1.5 จํานวนตวั เลขทแ่ี สดง การแสดงความแม่นยาํ ของเคร่ืองมือวดั จะหาไดจ้ ากจาํ นวนของตวั เลขท่ีแสดงซ่ึงผลท่ีไดจ้ ะเป็ นเคร่ือง แสดงให้ทราบว่ามีความถูกตอ้ งมากน้อยเพียงไร จาํ นวนตวั เลขท่ีแสดงจะเป็ นตวั บอกขอ้ มูลที่แทจ้ ริงในการ พิจารณาขนาดและความแน่นอนในการวดั ปริมาณต่างๆ จาํ นวนตวั เลขที่แสดงจะมีความสําคญั มากกว่าความ แม่นยาํ ของเคร่ืองมือวดั ตวั อย่างเช่น ตวั ตา้ นทานตามขอ้ กาํ หนดใชค้ ่าความตา้ นทาน 68 Ω ความตา้ นทานท่ีใชใ้ กลเ้ คียง 68 Ω อาจเป็ น 67 Ω หรือ 69 Ω ถา้ ค่าความตา้ นทานบอกค่าไว้ 68.0 Ω นั่นหมายถึงค่าความตา้ นทาน 68.0 Ω มีค่า ใกลเ้ คียงมากกวา่ คา่ ความตา้ นทาน 67.9 Ω หรือ 68.1Ω คา่ ความตา้ นทาน 68 Ω จาํ นวนตวั เลขที่แสดงไว้ 2 หลกั ส่วนค่าความตา้ นทาน 68.0 Ω จาํ นวนตวั เลขที่แสดงไว้ 3 หลกั จะเห็นไดว้ า่ จาํ นวนตวั เลขที่แสดงไวแ้ บบหลงั จะ บอกถึงคา่ การวดั ของเครื่องมือวดั ท่ีมีค่าความแม่นยาํ มากกวา่ แบบแรก

อยา่ งไรกต็ าม จาํ นวนหลกั ของตวั เลขท้งั หมด ไม่อาจแทนความเท่ียงตรงของเครื่องมือวดั ได้ บ่อยคร้ังเลข ศูนยจ์ าํ นวนมากๆ ที่ใส่ไวก้ ่อนจุดทศนิยม ใชเ้ ป็ นค่าประมาณสาํ หรับจาํ นวนประชากร หรือผลรวมของจาํ นวน เงิน ดงั ตวั อยา่ งเช่น ประชากรของเมืองๆ หน่ึงถูกบนั ทึกค่าไวด้ ว้ ยเลข 6 หลกั คือ 380,000 นี่ถือวา่ เป็นค่าที่ถูกตอ้ ง ของประชากร มีค่าอยู่ระหว่าง 379,999และ 380,001 ซ่ึงเป็ นจาํ นวนตัวเลขท้ังหมด 6 หลกั อย่างไรก็ตามค่า ดงั กล่าวกค็ ือจาํ นวนประชากรที่มีค่าใกลเ้ คียง380,000 มากกวา่ 370,000 หรือ 390,000 ดงั น้นั ในการบอกค่าจาํ นวนประชากรควรบอกจาํ นวนตวั เลขที่แสดงค่าไวใ้ นจาํ นวนตวั เลขมากๆจาํ นวนตวั เลขท่ีมีหลายหลกั ควรเลือกใชว้ ิธีใส่เลขยกกาํ ลงั สิบเขา้ มาช่วย เช่น 38 x 104หรือ 3.8 x 105 ถือว่าเป็ นค่าแสดง จาํ นวนประชากรท่ีมีความเท่ียงตรงเหมือนกนั ท้งั สองค่า เพราะไม่แน่ใจวา่ การใส่เลขศูนยท์ ่ีอยดู่ า้ นซา้ ยจุดทศนิยม จาํ นวนมาก อาจเป็นเหตุใหเ้ กิดความผิดพลาดข้ึนได้ จากจาํ นวนเลขศูนยท์ ่ีใส่ไม่ครบ ดงั น้นั จึงทาํ ใหห้ มดไปโดย เครื่องหมายเลขยกกาํ ลงั ของสิบเขียนแทนจาํ นวนศนู ย์ ในการบนั ทึกค่าซ้าํ ๆ กนั ของเครื่องมือวดั ดว้ ยจาํ นวนเลขท่ีเราแน่ใจว่าใกลค้ ่าที่ถูกตอ้ งดงั ตวั อย่างในการอ่าน โวลตม์ ิเตอร์ ค่าแรงดนั ไฟฟ้ าอ่านออกมาได้ 117.1 V ค่าน้ีเป็นค่าแรงดนั ท่ีบอกค่าดว้ ยโวลตม์ ิเตอร์ อ่าออกมาโดย ผใู้ ชโ้ วลตม์ ิเตอร์ จะถือวา่ เป็นค่าโดยประมาณที่ใชไ้ ดซ้ ่ึงค่าจริงอาจมีค่าใกลเ้ คียงค่าที่อ่านได้ 117.1 V เป็น 117.0 V หรือ 117.2 V การแสดงผลลพั ธ์ในวิธีการอ่ืนๆ โดยแสดงออกมาในลกั ษณะย่านของค่าผิดพลาดท่ีเป็ นไปได้ เช่นแรงดนั ไฟฟ้ าดงั กล่าวอาจเขียนใหม่เป็น 117.1± 0.05 V เป็นการแสดงค่าแรงดนั ไฟฟ้ าระหวา่ ง 117.05 Vและ 117.15 V เป็นตน้ จาํ นวนตวั เลขของการวดั ข้ึนอยกู่ บั การวดั ทดสอบหลายๆ คร้ัง และเลือกคา่ คาํ ตอบท่ีถกู ตอ้ งที่สุด ผลท่ีได้ จากการอ่านค่าควรเป็นวิธีทางคณิตศาสตร์ ดว้ ยค่าผดิ พลาดท่ีเป็นไปได้ จากค่าท่ีเปล่ียนแปลงไปหลายๆ ค่า ซ่ึงจะ อธิบายดว้ ยตวั เลขคา่ ต่างๆ ที่แสดงออกมาไดด้ งั ตวั อยา่ ง 1.6 ชนิดค่าผดิ พลาด ไม่มีเคร่ืองมือวดั ใดๆ ที่สามารถวดั ค่าไดถ้ ูกตอ้ งเท่ียงตรงอย่างสมบูรณ์แบบ โดยไม่เกิดขอ้ ผิดพลาด ค่า ผิดพลาดของเครื่องมือวดั ถือวา่ เป็นค่าปกติของการวดั ดงั น้นั การคน้ หาหรือศึกษาค่าผิดพลาดของเคร่ืองมือวดั จะ เป็ นส่วนช่วยให้เคร่ืองมือวดั ต่างๆ มีความเที่ยงตรงมากข้ึน และสามารถแกไ้ ขให้ค่าผิดพลาดต่างๆ ลดลงได้ จากน้นั จึงมาเพม่ิ ความเท่ียงตรงในการวดั ใหม้ ากข้ึน คา่ ผดิ พลาดเกิดจากสาเหตุสาํ คญั 3 ประการ คือ 1. ค่าผิดพลาดจากความประมาท (Gross Errors) ส่วนมากจะเป็ นค่าผิดพลาดท่ีเกิดจากการกระทาํ ของ มนุษย์ เช่น จากการใชเ้ คร่ืองมือวดั ท่ีไม่เหมาะสม การอ่านค่าจากเครื่องมือวดั การปรับแต่งท่ีผิดพลาด หรือจาก การคาํ นวณค่าผดิ พลาด เป็นตน้ 2. ค่าผิดพลาดของระบบ (Systematic Errors) เป็ นข้อบกพร่องของเครื่องมือวดั เอง เช่นบกพร่องใน ส่วนประกอบบางส่วนของเคร่ืองมือวดั จากผลการเตรียมเคร่ืองมือวดั ที่ไม่เหมาะสมกบั การใชง้ าน หรือเครื่องมือ วดั ไม่พร้อมในการใชง้ าน เป็นตน้

3. ค่าผิดพลาดที่ไม่แน่นอน (Random Errors) เป็ นค่าผิดพลาดท่ีไม่สามารถทราบที่มาได้ เพราะค่า ผดิ พลาดท่ีเกิดข้ึนเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมตลอดเวลาขณะใชง้ าน และเปลี่ยนแปลงไปจากส่วนประกอบของระบบ เคร่ืองมือวดั ค่าผิดพลาดต่างๆ ที่เกิดข้ึน ย่อมทาํ ให้เครื่องมือวดั หรือการวดั ค่าเกิดความผิดพลาดส่งผลต่อความ เท่ียงตรงและความแม่นยาํ ท่ีลดลง ส่ิงท่ีตอ้ งแกไ้ ขคือ ตอ้ งพยายามลดค่าผิดพลาดเหล่าน้ีใหน้ อ้ ยลง หรือกาํ จดั ให้ หมดไป 1.6.1 ค่าผดิ พลาดจากความประมาท ค่าผดิ พลาดน้ีเกิดจากมนุษยเ์ ป็นผกู้ ระทาํ เอง ไม่วา่ จะเป็น การใชง้ านไม่ถูกตอ้ งการอ่านค่าไม่ถูกตอ้ ง การ บนั ทึกค่าไม่ถูกตอ้ ง และการคาํ นวณค่าไม่ถูกตอ้ ง มีผลต่อการวดั ค่าดว้ ยเคร่ืองมือวดั ท้งั สิ้น ส่ิงเหล่าน้ีมนุษยต์ อ้ ง เขา้ ไปเก่ียวขอ้ งโดยตรง และไม่สามารถหลีกเลี่ยงค่าผิดพลาดเหล่าน้ีได้ ถึงแมจ้ ะใชค้ วามระมดั ระวงั ในการใช้ เครื่องมือวดั ก็ตาม จึงตอ้ งพยายามทดลองฝึ กหดั การใชเ้ คร่ืองมือวดั ใหถ้ ูกตอ้ ง ก่อนการใชง้ านจริง เพราะค่าความ ผดิ พลาดเหลา่ น้ีจะเกิดข้ึนไดง้ ่าย จึงควรพยายาม ประการแรกของความผิดพลาดน้ี บ่อยคร้ังเกิดจากผเู้ ริ่มใชเ้ คร่ืองมือวดั ใหม่ ซ่ึงใชง้ านไม่ถูกตอ้ ง อ่านค่า ไม่ถูกตอ้ ง หรือใช้เครื่องไม่เหมาะสมกบั งาน การวดั ค่าจะเปล่ียนแปลงไปในทางที่ดีข้ึนถา้ ใช้เคร่ืองมือวดั ที่ เหมาะสมกบั งาน ดงั น้นั การฝึ กหดั การวดั หรือฝึ กปฏิบตั ิงานอยา่ งสม่าํ เสมอยอ่ มจะทาํ ใหก้ ารใชง้ านของเครื่องมือ วดั มีความถูกตอ้ งมากข้ึน ค่าผิดพลาดท่ีเกิดข้ึน ส่วนมากมีสาเหตุมาจากความประมาท และความไม่ชาํ นาญในการใชข้ องผใู้ ช้ เช่น อ่านค่าจากเคร่ืองมือวดั ไม่ถูกตอ้ ง บนั ทึกค่าไม่ถูกตอ้ งจากค่าท่ีอ่านไดห้ รือปรับแต่งเคร่ืองมือวดั ก่อนการใชง้ าน ไม่ถกู ตอ้ ง เป็นตน้ สิ่งเหลา่ น้ีเป็นสาเหตุทาํ ใหเ้ กิดความผดิ พลาดข้ึนได้ ค่าผิดพลาดจากความประมาทน้ี ไม่สามารถจะนาํ ไปใชค้ าํ นวณทางคณิตศาสตร์ได้ ดงั น้นั ควรหลีกเลี่ยง และเอาใจใส่ในการอ่านค่า การบนั ทึกค่าผลของการวดั การปฏิบตั ิงานให้ถูกตอ้ ง ตอ้ งทาํ การทดลองและจด บนั ทึกค่าไวห้ ลายๆ คร้ัง นาํ มาเปรียบเทียบกนั เพื่อหาค่าความแตกต่างท่ีเกิดข้ึน ค่าท่ีถูกตอ้ งไม่ไดเ้ กิดข้ึนจากการ วดั คา่ เพยี งคร้ังเดียว แต่ตอ้ งวดั และอา่ นค่าอยา่ งนอ้ ย 2 – 3 คร้ัง นาํ คา่ ท่ีวดั ไดม้ าสรุปผล การวดั คา่ ในแต่ละคร้ังควร มีการตดั ต่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ าท่ีจ่ายให้วงจรดว้ ยทุกคร้ัง ในกรณีท่ีมีการฝึ กปฏิบตั ิงานมากกว่าหน่ึงคน จะตอ้ ง ช่วยกนั วดั และช่วยกนั อ่านคา่ เพอื่ ใหค้ ่าท่ีอา่ นไดม้ ีความถกู ตอ้ งที่สุด 1.6.2 ค่าผดิ พลาดของระบบ ค่าผิดพลาดของระบบท่ีพบได้บ่อยในการทาํ งานและปฏิบัติงาน แบ่งตามความแตกต่างออกได้ 2 ประเภท คือ 1. เคร่ืองมือผิดพลาด (Instrumental Errors) เกิดจากขอ้ บกพร่องของเคร่ืองมือวดั เอง มาจากโครงสร้าง ของระบบและกลไกในเคร่ืองมือวดั เอง เช่น เครื่องมือวดั บางชนิดขณะทาํ งานมีกลไกบางส่วนเคล่ือนไหว เกิด การเสียดสีข้ึนในส่วนเคลื่อนไหวน้นั เป็ นสาเหตุทาํ ให้การแสดงค่าเกิดความผิดพลาดได้ ย่ิงเคร่ืองมือวดั ท่ีมีอายุ การใช้งานยาวนาน ส่วนประกอบต่างๆ เกิดความสึกหลอ หย่อนยาน หรือเกิดจากความเส่ือมของอุปกรณ์

ประกอบร่วม เป็นผลทาํ ให้เกิดความผิดพลาด เครื่องมือวดั ปรับแต่งผิดพลาด ต้งั ยา่ นวดั ไม่เหมาะสม ไม่ไดป้ รับ เคร่ืองมือวดั ใหพ้ ร้อมใชง้ าน การลดผลกระทบท่ีเกิดจากเครื่องมือผิดพลาด โดยการนาํ เครื่องมือวดั ไปปรับเทียบ มาตรฐาน ใหเ้ คร่ืองมือวดั อยใู่ นสภาพพร้อมใช้ ความผิดพลาดต่างๆ ของเครื่องมือวดั น้ัน ข้ึนอยู่กบั ชนิดของเครื่องมือท่ีใช้ ผูใ้ ช้จะตอ้ งป้ องกันและ ระมดั ระวงั ในการใชง้ าน การปรับแต่งเครื่องก่อนการใชง้ าน และไม่พยายามทาํ ให้เกิดความผิดพลาดมากข้ึนใน การใชง้ าน ขอ้ ผิดพลาดของเครื่องมือวดั อาจตรวจพบโดยวธิ ีตรวจสอบ การตรวจสอบอยา่ งสม่าํ เสมอ จะสามารถ ตรวจพบข้อผิดพลาดที่เกิดข้ึนได้ วิธีที่ง่ายและรวดเร็วในการตรวจสอบเคร่ืองมือวดั โดยการเปรียบเทียบ คุณสมบตั ิต่างๆ กบั เครื่องมือวดั เคร่ืองอื่นที่มีคุณสมบตั ิเหมือนกนั การเลือกเคร่ืองมือวดั ท่ีเหมาะสมมาใชง้ าน หรือใชว้ ิธีตรวจสอบปรับเทียบความเท่ียงตรงของเคร่ืองมือวดั น้นั กบั เครื่องมือวดั มาตรฐาน ความผดิ พลาดของเครื่องมือวดั อาจจะหลีกเล่ียงไดโ้ ดยปฏิบตั ิดงั น้ี  ปรับแต่งเครื่องมือวดั ใหไ้ ดม้ าตรฐาน  เลือกเคร่ืองมือวดั ให้เหมาะสมกบั การใชง้ านโดยเฉพาะหาเคร่ืองมือวดั ท่ีเหมาะสมมาใชง้ าน โดย พจิ ารณาจากขอ้ กาํ หนดของเคร่ืองมือวดั และเลือกจากคา่ ผดิ พลาดของเครื่องมือวดั น้นั ๆ 2. ค่าผดิ พลาดเกิดจากสิ่งแวดลอ้ ม (Environmental Errors) เกิดจากผลกระทบภายนอกโดยรอบเครื่องมือ วดั เช่น ผลจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิโดยรอบที่ใช้เคร่ืองมือวดั ความช้ืน ความกดดันของอากาศ สนามแม่เหลก็ สนามไฟฟ้ าสถิต หรือเกิดจากการเปล่ียนแปลงของอุณหภมู ิภายในเครื่องมือวดั เอง เป็นตน้ สาเหตุ ดงั กล่าวจะทาํ ใหค้ ุณสมบตั ิของเคร่ืองมือวดั เปล่ียนแปลง เช่น ความยดื หยนุ่ ของสปริง กลไกในการเคลื่อนท่ี และ สนามไฟฟ้ าหรือสนามไฟฟ้ าสถิตที่เกิดข้ึนภายในเครื่องเปลี่ยนแปลง เป็ นต้น จะมีผลต่อการแสดงค่าของ เครื่องมือวดั รวมถึงวิธีการใชง้ านและการป้ องกนั ท่ีถูกตอ้ งจะช่วยลดผลกระทบลงได้ เช่น ใชเ้ ครื่องมือวดั ในหอ้ ง ปรับอากาศ มีฝาครอบโลหะป้ องกนั การรบกวนจากสนามแม่เหลก็ หรือสนามไฟฟ้ าจากภายนอก และใชส้ ายวดั ที่ มีการชีลดจ์ ะช่วยป้ องกนั การรบกวนจากส่ิงต่างๆ ได้ ช่วยลดความผดิ พลาดลงได้ ค่าผดิ พลาดของระบบยงั สามารถแยกยอ่ ยออกไดอ้ ีก 2 ชนิด คือ  คา่ ผดิ พลาดที่คงท่ี (Static Errors) มีสาเหตุมาจากอุปกรณ์ที่ใชว้ ดั ถูกจาํ กดั ค่าหรือจากกฎขอ้ บงั คบั ทาง ฟิ สิกส์เป็ นตวั ควบคุมคุณสมบตั ิของเครื่องมือวดั เช่น ความผิดพลาดที่คงที่ของไมโครแอมมิเตอร์ เม่ือแรงผลกั ดนั มากเกินไปถกู จ่ายเขา้ มา จะทาํ ใหเ้ พลาเคล่ือนเลยไปเกินคา่ การวดั ได้  ค่าผิดพลาดท่ีเปล่ียนแปลง (Dynamic Errors) มีสาเหตุมาจากเคร่ืองมือวดั ไม่สามารถตอบสนองได้ เร็วพอ ตามการเปลี่ยนแปลงของการวดั ค่า 1.6.3 ค่าผดิ พลาดทไ่ี ม่แน่นอน ค่าผิดพลาดน้ีจะไม่ทราบสาเหตุท่ีแน่นอน และเกิดข้ึนเสมอกบั ระบบการทาํ งานท้งั หมด ดงั น้ันในการ ออกแบบและการทดสอบที่ดี จะช่วยให้ค่าผิดพลาดที่ไม่แน่นอนน้ีเกิดข้ึนนอ้ ยลง แมค้ ่าผิดพลาดที่ไม่แน่นอนน้ี เกิดข้ึนเล็กน้อยไม่มากมาย แต่กลบั เป็ นสาเหตุที่สําคญั ในการใชง้ านเคร่ืองมือวดั ท่ีตอ้ งการความเท่ียงตรงสูง ตวั อยา่ งเช่น แรงดนั ไฟฟ้ าท่ีถูกแสดงค่าไวด้ ว้ ยโวลตม์ ิเตอร์ ซ่ึงจะอ่านค่าทุกๆ คร่ึงชว่ั โมง แมว้ า่ โวลตม์ ิเตอร์ตวั น้ี

จะถูกใหท้ าํ งานในบริเวณที่มีสภาพแวดลอ้ มท่ีดีเลิศ และมีการปรับแต่งเคร่ืองใหม้ ีความเท่ียงตรงก่อนการใชง้ านก็ ตาม ก็จะพบว่าค่าที่อ่านออกมาไดม้ ีการเปล่ียนแปลงไปบา้ งเล็กน้อยในการสังเกตท่ีเวลาต่างกนั ค่าของการ เปลี่ยนแปลงน้ีจะไม่สามารถหาวิธีใดมาปรับแต่ง ไม่สามารถหาวิธีใดมาควบคุม และไม่สามารถหาสาเหตุได้ เนื่องจากไม่มีขอ้ มูล มีวธิ ีเดียวเท่าน้นั ที่จะสามารถลดคา่ ผดิ พลาดน้ีได้ คืออา่ นค่าและบนั ทึกคา่ โดยวธิ ีการทางสถิติ หลายๆ ค่า และใชว้ ธิ ีการหาค่าโดยนาํ ค่าที่ไดท้ ้งั หมดมาเฉล่ีย ออกมา ซ่ึงจะไดค้ ่าที่ถกู ตอ้ งที่สุดจากค่าท่ีทาํ การวดั ความถกู ตอ้ งจะเพิม่ ข้ึนเมื่อเกบ็ บนั ทึกขอ้ มลู จาํ นวนมากข้ึน • ด้านทกั ษะ+ด้านจิตพสิ ัย (ปฏบิ ตั ิ+ด้านจิตพสิ ัย) (จดุ ประสงค์เชิงพฤตกิ รรมข้อที่ 2-6) 1. แบบฝึกหดั หน่วยท่ี 1 2. ใบปฏิบตั ิงาน 1 สญั ลกั ษณ์เบ้ืองตน้ ในงานไฟฟ้ าและอิเลก็ ทรอนิกส์ • ด้านคุณธรรม/จริยธรรม/จรรยาบรรณ/บูรณาการเศรษฐกจิ พอเพยี ง (จดุ ประสงค์เชิงพฤติกรรมข้อท่ี 7) 1. ใชห้ น่วยการวดั และคา่ ความคลาดเคล่ือนการวดั ไดอ้ ยา่ งถูกตอ้ งเหมาะสม