หน่วยการวัด

หน่วยที่ 2 หน่วยและการวัด หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวดั สาระการเรยี นรู้ 1. หน่วยของการวดั 2. การเปล่ียนหน่วย 3. การวดั จุดประสงค์ทว่ั ไป มคี วามรู้ความเขา้ ใจเก่ยี วกบั หนว่ ยและการวัด ตลอดจนนาความรู้เรื่องหน่วยและการวัดไปใช้ ในชีวิตประจาวันได้ จุดประสงค์เชงิ พฤตกิ รรม 1. จาแนกหน่วยของการวัดในระบบ SI ได้ 2. ระบหุ น่วยของการวัดและเปล่ยี นหนว่ ยของการวัดตามท่ตี ้องการได้ 3. เลือกใช้เคร่ืองมือวัดปริมาณตา่ ง ๆ ไดเ้ หมาะสม 4. ระบุเลขนยั สาคัญท่ีได้จากการวัดและหาผลลัพธ์ของเลขนยั สาคัญได้ 5. อ่านคา่ จากเคร่อื งมือวดั และบันทึกผลการวดั ได้ สาระสาคัญ การวัดปริมาณทางฟิสกิ ส์ เป็นกระบวนการเปรียบเทียบปริมาณที่ต้องการวัดกับหน่วยท่ีเป็น มาตรฐาน โดยอาศัยเคร่ืองมือวัดที่ถูกต้องและเหมาะสม การวัดประกอบด้วยเคร่ืองมือวัด ซ่ึงเป็น อุปกรณ์ที่ใช้เป็นตัวกลางในการเปรียบเทียบค่าของปริมาณท่ีต้องการวัดกับมาตรฐาน วิธีการวัดต้อง เปน็ วิธที ส่ี ะดวก ปลอดภยั และได้คา่ ท่ลี ะเอียดถูกต้อง และหน่วยที่เป็นมาตรฐานเดียวกัน ปัจจุบันมี ระบบหนว่ ยซึง่ ประเทศตา่ ง ๆ ไดต้ กลงใชร้ ว่ มกนั เป็นมาตรฐานสากลเพื่อใช้ได้ท่วั โลก เรียกว่า ระบบ หน่วยระหว่างชาติ (International System of Units) มีอักษรย่อว่า หน่วยเอสไอ (SI Unit) ระบบหน่วย SI ประกอบด้วย หน่วย 3 หน่วย ได้แก่ หน่วยฐาน (Based Unit) หน่วยเสริม (Supplementary Unit) หนว่ ยอนุพทั ธ์ (Derived Unit) โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตร์เพือ่ พฒั นาทกั ษะชีวติ (2000-1301)

หนว่ ยท่ี 2 หนว่ ยและการวัด หน่วยและการวดั การอธิบายสมบัติทางกายภาพของวัตถุหรือปรากฏการณ์ต่าง ๆ จะต้องมีการศึกษา ทดลอง หากฎเกณฑ์เพื่อมาอธิบาย ซ่ึงจะต้องมีกระบวนการวัดปริมาณต่าง ๆ ให้ได้ผลแน่นอน ชัดเจนและมี มาตรฐาน โดยอาศัยเครื่องมือวัดในการเปรียบเทียบปริมาณที่ต้องการวัดกับหน่วยที่เป็นมาตรฐาน การวัดเป็นความรู้พื้นฐานสาคญั ในทุกสาขาวิชาและอาชีพ จะช่วยให้เลือกเคร่ืองมือวัดได้อย่างเหมาะสม สามารถอ่านค่าจากเครื่องมือวัด บันทึกผล และสามารถเปล่ียนหน่วยการวัดได้ เพ่ือนาความรู้ไปใช้ ในชวี ิตประจาวันได้ 1. หนว่ ยของการวดั หน่วย (units) ในสมัยก่อนการวัดปริมาณต่าง ๆ นั้นไม่ได้มีหน่วยวัดที่เป็นมาตรฐานสากล การวดั ปรมิ าณตา่ ง ๆ ไมว่ ่าจะเปน็ การวัดความยาว วัดมวล วัดปริมาตร หรือวัดเวลา แต่ละประเทศ จะกาหนดหน่วยวัดขึ้นมาใช้เอง เช่น ในประเทศไทยการวัดความยาว จะวัดออกมาเป็น คืบ ศอก วา เส้น ในประเทศจีนจะวัดออกมาเป็นลี้ เป็นต้น การที่แต่ละประเทศกาหนดหน่วยวัดข้ึนมาใช้เองนั้น จะมีการเรียนรู้กันเฉพาะในชนชาตินั้น ๆ ซึ่งยังไม่เป็นมาตรฐานสากล เพื่อให้ได้มาตรฐานเดียวกัน ในปัจจุบันได้ใช้ระบบหน่วยท่ีเป็นมาตรฐานสากล เรียกว่า ระบบหน่วยระหว่างชาติ เรียกว่า ระบบ หน่วยระหว่างชาติ (The International System of Unit's) หรือเรียกย่อ ๆ ว่า หน่วยเอสไอ (SI Units) ซง่ึ ประกอบด้วย 3 หนว่ ย ได้แก่ หน่วยฐาน หน่วยเสรมิ และหนว่ ยอนพุ ัทธ์ 1.1 หน่วยฐาน (based units) เปน็ หน่วยหลกั ของหนว่ ย SI มี 7 หน่วย ดงั ตารางท่ี 2.1 ตารางท่ี 2.1 หนว่ ยฐานของหนว่ ย SI หนว่ ย สญั ลักษณ์ ปรมิ าณ (unit) (symbol) (quantity) เมตร (metre) m กโิ ลกรมั (kilogram) kg ความยาว (length) วนิ าที (second) s มวล (mass) แอมแปร์ (ampere) A เวลา (time) เคลวิน (kelvin) K กระแสไฟฟา้ (electric current) โมล (mole) mol อุณหภมู ิอุณหพลวตั (thermodynamic temperature) แคนเดลา (candela) cd ปริมาณของสาร (amount of substance) ความเข้มของการส่องสว่าง (luminous intensity) โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตรเ์ พือ่ พัฒนาทักษะชวี ติ (2000-1301)

หนว่ ยท่ี 2 หนว่ ยและการวัด 1.2 หน่วยเสริม (supplementary units) เป็นหน่วยที่ใช้ในการวัดมุม มี 2 หน่วย ดงั ตารางท่ี 2.2 ตารางท่ี 2.2 หนว่ ยเสรมิ ของหน่วย SI ปริมาณ หน่วย สัญลกั ษณ์ (quantity) (unit) (symbol) มมุ ระนาบ (plane angle) เรเดยี น (radian) มุมตัน (solid angle) สตีเรเดยี น (steradian) rad sr 1.2.1 เรเดยี น เปน็ หนว่ ยวัดมุมในระนาบ หรือมมุ ใน 2 มิติ ดงั น้ี กาหนดให้  แทน มุมในหน่วยเรเดียน (rad) ดงั นน้ั จะได้ s แทน ความยาวสว่ นโค้งของวงกลมที่รองรบั มุม r แทน รัศมขี องวงกลม = s ……..…(1.1) มุม 1 เรเดยี น คอื มุม  ทร่ี องรบั ความยาวส่วนโคง้ (s) ที่มคี วามยาวเทา่ กบั รศั มีของวงกลม มุมระนาบรอบวงกลม s = เส้นรอบวง = 2r แทนคา่ ใน (1.1)  = = 2 rad โกศล อินนวล วิทยาศาสตรเ์ พอ่ื พฒั นาทกั ษะชวี ติ (2000-1301)

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวดั นน่ั คือ มุมระนาบรอบวงกลม มีคา่ 2 rad หรือ 360 องศา เปรียบเทียบมุมในหน่วยเรเดียนกบั มุมในหนว่ ยองศา มุม 2 rad = 360 องศา มุม 1 rad = = 57.32๐  (เม่ือ  = 3.1416) 1.2.1 สตเี รเดียน เปน็ หนว่ ยวดั มุมในวตั ถุทรงตนั หรือมมุ ใน 3 มิติ เชน่ รปู กรวย หรอื พรี ามิด ดังน้ี กาหนดให้  แทน มุมในหน่วยสตีเรเดยี น (sr) ดงั น้ัน จะได้ A แทน พน้ื ท่ีผิวสว่ นโคง้ ของทรงกลมทรี่ องรบั มุม r แทน รศั มขี องวงกลม  = A ……..…(1.2) 2 มุม 1 สตเี รเดียน คือมุม  ทรี่ องรับพ้นื ทผ่ี วิ ทรงกลม A ที่มขี นาดเทา่ กับรศั มีของทรงกลม ยกกาลังสอง มุมตนั รอบทรงกลม A = พ้ืนทร่ี อบทรงกลม = 4r2 โกศล อินนวล วิทยาศาสตรเ์ พือ่ พัฒนาทกั ษะชีวิต (2000-1301)

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวัด แทนค่าใน (1.2) = 2 = 4 sr 2 นน่ั คือ มุมตนั รอบทรงกลม มคี ่า 4 sr 1.3 หน่วยอนุพัทธ์ (derived units) เป็นหน่วยซ่ึงมีหน่วยฐานหรือหน่วยเสริมหลายหน่วย มาเกี่ยวเน่ืองกัน (คูณหรือหารกัน) เช่น หน่วยของอัตราเร็วเป็นเมตร/วินาที (m/s) ซ่ึงเมตรและ วินาที เป็นหน่วยฐาน หรือหน่วยของปริมาตรเป็นลูกบาศก์เมตร (m3) เกิดจากการนาเอา ความกว้าง ความยาว และความสูงทั้งสามด้านมาคูณกัน หน่วยอนุพัทธ์มีหลายหน่วยซ่ึงมีช่ือและ สัญลกั ษณ์ท่ีตั้งขน้ึ เป็นพเิ ศษ ดงั ตารางท่ี 2.3 ตารางท่ี 2.3 หนว่ ยอนุพัทธ์บางหน่วย ปรมิ าณ หนว่ ยอนุพทั ธ์ สัญลกั ษณ์ หน่วย กระจายในเทอม อ่นื ๆ ทใี่ ช้ ของหน่วยฐาน ของระบบ SI ความถี่ (frequency) เฮิรตซ์ (hertz) Hz - N - s-1 แรง (force) นิวตนั (newton) Pa N/m2 kg.m/s2 J kg/m.s2 ความดนั (pressure) พาสคัล (pascal) Nm W kg.m2/s2 งาน, พลังงาน, จลู (joule) C J/s ปรมิ าณความร้อน V - kg.m2/s3 F W/A กาลัง, ฟลักซ์แห่งการแผ่รงั สี วัตต์ (watt) C/V As (radiant flux)  V/A kg.m2/As3 ปรมิ าณไฟฟา้ ,ประจุไฟฟา้ คูลอมบ์(coulomb) A2.s4 /kg.m2 ศักย์ไฟฟ้า,ความต่างศกั ย์, โวลต์ (volt) kg.m2/A2.s3 แรงเคล่ือนไฟฟ้า ความจุ (capacitance) ฟารัด (farad) ความตา้ นทานไฟฟ้า โอหม์ (Ohm) โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตรเ์ พือ่ พฒั นาทักษะชีวิต (2000-1301)

หน่วยท่ี 2 หน่วยและการวดั ตารางท่ี 2.3 หนว่ ยอนุพัทธ์บางหน่วย (ตอ่ ) ปรมิ าณ หน่วยอนพุ ัทธ์ สัญลกั ษณ์ หน่วย กระจายในเทอม อื่นๆ ที่ใช้ ของหน่วยฐาน สภาพนาไฟฟ้า ของระบบ SI (conductance) ฟลกั ซ์แมเ่ หล็ก ซเี มนต์ (siement) S A/V A2.s3 /kg.m2 (magnetic flux) สนามแม่เหลก็ เวเบอร์ (weber) Wb Vs kg.m2/A.s2 สภาพเหน่ยี วนา เทสลา (tesla) (inductance) เฮนรี (henry) T Wb/m2 kg/A.s2 H Wb /A kg.m2/A2.s2 คาอุปสรรค (prefixes) คาอุปสรรค เป็นคาที่ใช้เติมไว้หน้าหน่วยต่าง ๆ ในระบบ SI เพื่อใช้แทนตัวพหุคูณ เมื่อต้องการให้หน่วยใหญ่ขึ้นหรือเล็กลง โดยมคี า่ เป็นเลขสิบยกกาลังเป็นเลขจานวนเต็มบวกหรือลบ คณู อยกู่ บั หนว่ ยในระบบ SI ตารางท่ี 2.4 คาอุปสรรค คาอุปสรรค สญั ลักษณ์ ตวั พหุคณู ตวั เลข เอกซะ (exa) E 1,000,000,000,000,000,000 เพตะ (peta) P 1018 1,000,000,000,000,000 เทอรา (tera) T 1015 1,000,000,000,000 จิกะ (giga) G 1012 1,000,000,000 เมกะ (mega) M 109 1,000,000 กิโล (kilo) k 106 1,000 เฮกโต (hecto) h 103 100 102 โกศล อินนวล วิทยาศาสตร์เพอ่ื พัฒนาทกั ษะชวี ิต (2000-1301)

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวัด da 101 10 d 10-1 0.1 เดคา (deca) c 10-2 0.01 เดซิ (deci) m 10-3 0.001 เซนติ (centi) µ 10-6 0.000 001 มลิ ลิ (milli) n 10-9 0.000 000 001 ไมโคร (micro) p 10-12 0.000 000 000 001 นาโน (nano) f 10-15 0.000 000 000 000 001 พโิ ค (pico) a 10-18 0.000 000 000 000 000 001 เฟมโต (femto) อัตโต (atto) ตวั อยา่ ง การนาเอาคาอุปสรรคไปใช้ในงาน กรณีท่ีตัวเลขเป็นเลขจานวนเต็มหรือเลขทศนิยมถ้าเลขศูนย์อยู่มากในการอ่าน บางครั้ง มีการนับเลขผิดพลาดทาให้อ่านได้ไม่ถูกต้อง วิธีการที่นิยมใช้คือการเขียนเลขเหล่าน้ันให้เป็นเลข ยกกาลังฐานสบิ และเลอื กคาอุปสรรคมาใชแ้ ทนเลขยกกาลงั นนั้ ใหถ้ ูกต้อง เช่น กาลงั ไฟฟา้ 25,000,000 W = 25 x 106 W = 25 MW (เมกะวัตต์) ระยะทาง 1,050 m = 1.05 x 103 m = 1.05 km (กิโลเมตร) ความยาว 0.000000019 m = 19 x 10-9 m = 19 nm (นาโนเมตร) มวล 0.008 g = 8 x 10-3 g = 8 mg (มิลลิกรมั ) ความถี่ 0.00000365 Hz = 3.65 x 10-6 Hz = 3.65 µHz (ไมโครเฮริ ต์ ) 2. การเปลีย่ นหน่วย ในการวัดปริมาณต่าง ๆ บางคร้ังเครื่องมือก็ไม่สามารถแสดงค่าเป็นหน่วยที่ต้องการวัดได้ จึงจาเป็นต้องมีการเปล่ียนหน่วยจากหน่วยเดิมไปเป็นหน่วยใหม่ตามต้องการ โดยการเปล่ียนหน่วย ให้มขี นาดใหญข่ ึน้ หรอื เล็กลงจะเปรียบเทยี บกับมาตรฐานที่กาหนด ในการเปลี่ยนหน่วย ให้นาตัวพหูคูณของคาอุปสรรคเดิมตั้งแล้วหารด้วยตัวพหูคูณของ คาอปุ สรรคใหม่ โดยถ้าไมม่ ีคาอปุ สรรคมคี ่าเปน็ หน่งึ ดงั นี้ หนว่ ยเดิม การเปลยี่ นหน่วย = หนว่ ยใหม่ โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตรเ์ พ่ือพัฒนาทักษะชีวติ (2000-1301)

หนว่ ยที่ 2 หน่วยและการวัด ตอบ ตัวอยา่ งท่ี 2.1 จงเปลี่ยนความยาว 4.9 กิโลเมตร (km) เป็นเมตร (m) วธิ ีทา 4.9 km = 4.9 x 103 m 1 = 4.9 x 103 m ตวั อยา่ งที่ 2.2 จงเปล่ียนความต้านทาน 500 กโิ ลโอห์ม (k) เป็นเมกะโอหม์ (M) วธิ ีทา 500 k = 500 x 103 M 106 = 500 x 103 x 10-6 M = 500 x 10-3 M = 0.5 M ตอบ ตวั อยา่ งท่ี 2.3 จงเปลี่ยนมวลอเิ ลก็ ตรอน 1.674 x 10-27 กิโลกรมั (kg) เปน็ พโิ คกรมั (pg) ตอบ วิธที า 1.674 x 10-27 kg = 1.674 x 10-27 x 103 pg 1012 = 1.674 x 10-27 x 103 x 1012 pg = 1.674 x 10-12 pg 3. การวัด (measurement) การวัด คือ กระบวนการใช้เคร่ืองมือเพ่ือวัดปริมาณต่าง ๆ ของวัตถุที่ต้องการทราบค่า โดยการเปรยี บเทยี บกบั ค่าปริมาณมาตรฐานสากล ตามหนว่ ยในมาตราต่าง ๆ ของเคร่ืองมอื เหลา่ น้ัน 3.1 เคร่ืองมือวัดทางวิทยาศาสตร์ เครื่องมือวัดเป็นสิ่งสาคัญในการเก็บรวบรวมข้อมูล ทางวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไปเครื่องมือวัดสามารถแสดงผลของการวัดได้ 2 แบบ แบบขีดสเกล และแบบตัวเลข 3.1.1 การแสดงผลด้วยขีดสเกล เป็นรูปแบบการแสดงผลที่ใช้กันมานานแล้ว เช่น สเกลไม้บรรทัด สเกลบนเคร่ืองช่ัง สเกลโวลต์มิเตอร์แบบเข็ม สเกลเทอร์มอมิเตอร์แบบของเหลว สเกลบนกระบอกตวง เป็นต้น ผู้วัดจะต้องมีความชานาญจึงจะอ่านค่าได้รวดเร็วและถูกต้อง โกศล อินนวล วิทยาศาสตร์เพ่ือพฒั นาทักษะชีวติ (2000-1301)

หนว่ ยที่ 2 หนว่ ยและการวัด ภาพท่ี 2.1 เครื่องมือวัดที่แสดงผลด้วยขดี สเกล ที่มา : http://www.slideshare.net/phchitchai/ss-4602501 3.2.2 การแสดงผลด้วยตัวเลข เครื่องมือวัดที่แสดงผลด้วยตัวเลขหรือที่เรียกว่า แบบดิจิตอล การแสดงผลแบบนี้จะสะดวก ถูกต้อง และรวดเร็วกว่าการอ่านค่าจากการแสดงผล แบบขีดสเกล ปัจจุบันเคร่ืองมือวัดแบบตัวเลขได้รับความนิยมมากขึ้น เป็นสิ่งของเครื่องใช้ต่าง ๆ ในชีวิตประจาวัน เช่น เทอร์มอมิเตอร์ เครื่องชั่ง มัลติมิเตอร์ เคร่ืองวัดความเป็นกรดเป็นเบสของ สารละลาย เปน็ ต้น ภาพท่ี 2.2 เครอ่ื งมอื วัดท่ีแสดงผลดว้ ยตัวเลข ท่มี า : http://www.bbntool.co.th 3.2 การอ่านผลจากเคร่ืองมือวัด การอ่านผลจากเครื่องมือวัดทั้งแบบขีดสเกลและ แบบตวั เลข ค่าท่ีอ่านได้จะเป็นตัวเลข แล้วตามด้วยหน่วยของการวัด เช่น เก้าอี้สูง 60.45 เซนติเมตร ทุเรียนมีมวล 8.75 กิโลกรัม เป็นต้น ซึ่งการอ่านจากเครื่องวัดให้ถูกต้อง แบ่งตามชนิดของ การแสดงผลของเครื่องมือวัด เปน็ 2 ประเภท ดังน้ี โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตรเ์ พือ่ พัฒนาทกั ษะชีวติ (2000-1301)

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวัด 3.2.1 การอ่านค่าจากเคร่ืองมือวัดแบบแสดงผลด้วยขีดสเกล ในการอ่านต้องทราบ ความละเอียดของเคร่ืองมือน้ัน ๆ ก่อนว่าความละเอียดของเครื่องมือมีค่าเท่าไร เช่น ไม้บรรทัด ตามปกติมีช่องสเกลที่เล็กที่สุด คือ 1 มิลลิเมตร หรือ 0.1 เซนติเมตร ต้องอ่านค่าที่ถูกต้องของ ทศนยิ มตาแหน่งท่หี น่งึ ของเซนติเมตร และค่าประมาณเป็นทศนิยมตาแหน่งที่สองเพื่อได้ค่าใกล้เคียง ความจริงมากทส่ี ุด จากการวดั ความยาวของดินสอแท่งหน่ึง จะมีความยาวเทา่ กับ 3.15 เซนตเิ มตร นอกจากน้ันทุกคร้ังที่อ่านค่าจากเครื่องมือวัดแบบสเกล ไม่ว่าชนิดใดก็ตามต้องให้ระดับสายตาที่มอง ตง้ั ฉากกับเครอื่ งวัดทุก ๆ คร้งั เพือ่ จะได้ผลการวดั ใกลเ้ คยี งความจรงิ มากท่สี ุด ดังภาพท่ี 2.3 ภาพที่ 2.3 การวดั ปรมิ าตรของเหลวดว้ ยกระบอกตวง ท่มี า : http://www.buzzle.com การวัดปริมาตรของของเหลวด้วยกระบอกตวง สามารถอ่านค่าปริมาตรของ ของเหลวโดยตรงจากเครื่องมือได้มากกว่า 23.0 มิลลิลิตร แต่ไม่ถึง 24.0 มิลลิลิตร ส่วนที่เกิน จะต้องประมาณด้วยสายตา ดังน้ันปริมาตรของของเหลวนี้เท่ากับ 23.5 มิลลิลิตร เลข 5 ตัวสุดท้าย ของค่าท่ีอ่านไดค้ อื คา่ ที่ไดจ้ ากการประมาณ 3.2.2 การอา่ นค่าจากเครื่องมือวัดแบบแสดงผลด้วยตัวเลข สามารถอ่านได้โดยตรงตา ตวั เลขบนจอภาพของเครอ่ื งมอื วัดนัน้ ๆ เชน่ โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตร์เพอื่ พฒั นาทักษะชีวติ (2000-1301)

หน่วยที่ 2 หนว่ ยและการวดั จากเคร่ืองมือวดั ค่าความต่างศกั ย์ไฟฟ้าวัดได้ 12.3 โวลต์ และกระแสไฟฟ้า 2.80 แอมแปร์ 3.3 ปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการวัด การวัดในทางวิทยาศาสตร์ ผลการวัดจะต้องมี ความถกู ตอ้ ง และแม่นยาทส่ี ุดเทา่ ท่จี ะทาได้ จงึ ตอ้ งคานงึ ถึงสิ่งตา่ ง ๆ ที่อาจมีผลกระทบต่อความถูก ของผลการวัด ดังน้ี 3.3.1 เคร่ืองมอื วดั เครอ่ื งมือทใี่ ชว้ ดั ตอ้ งได้มาตรฐาน ผ่านการตรวจสอบแล้วจากผู้ผลิต และการรักษาดแู ลตอ้ งถูกตอ้ งตามทีก่ าหนดไว้ในค่มู อื เพ่ือปอ้ งกันการเส่ือมสภาพเร็วเกินไป และจะใช้ งานได้ดีควรศึกษาจากคู่มือของเครื่องมือวัดนั้น ๆ เครื่องมือวัดเป็นตัวแปรหนึ่งที่ทาให้เกิดความ คลาดเคลื่อนในการวัด อาจเป็นเพราะเคร่ืองมือท่ีใช้วัดมีความละเอียดไม่เพียงพอ ขีดศูนย์กลางของ เคร่อื งมอื วดั ไม่ถูกตอ้ ง เครือ่ งมือวดั เสือ่ มคณุ ภาพหรอื มคี ุณภาพต่า 3.3.2 วิธีการวัด ในการวัดปริมาณอย่างเดียวกัน วิธีการวัดอาจแตกต่างกัน เช่น การวัดความสูงของคน การวัดความกวา้ งของแม่น้า วิธีการวัดและเคร่ืองมือย่อมแตกต่างกัน ดังนั้น การจะใช้วิธีการวัดแบบใดต้องให้เหมาะสมกับสิ่งที่ต้องการวัดและข้อควรระวังในขณะทาการวัด จะต้องไมม่ ีการเปล่ยี นแปลงปรมิ าณทต่ี ้องการวัด หรอื มผี ลกระทบให้นอ้ ยท่ีสุด 3.3.3 ผู้ทาการวัด มีความสาคัญมากในการเก็บข้อมูล ต้องมีความรู้ความเข้าใจ เกี่ยวกับเครอื่ งมือวดั และวิธกี ารวดั เป็นอยา่ งดี เพ่ือท่ีจะได้เลือกเคร่ืองมือวัดและวิธีการอย่างเหมาะสม กบั งานท่ีต้องการวัด รวมทง้ั ต้องเป็นคนทมี่ คี วามรอบคอบและสภาพร่างกายมีความพร้อม 3.3.4 สภาพแวดลอ้ มขณะทาการวัด ขณะทาการวดั สภาพแวดล้อมต้องไม่มีผลกระทบ ตอ่ สงิ่ ทที่ าการวดั เช่น ถา้ ต้องการวัดความสว่างของหลอดไฟ ต้องปิดห้องให้มิดชิดอย่าให้แสงสว่าง จากภายนอกเข้ามาเกยี่ วขอ้ ง เพราะจะทาให้ผลการวดั ผิดพลาด 3.4 การบันทึกผลจากการวัด การบันทึกผลการวัดที่เหมาะสมข้ึนอยู่กับความละเอียดของ เคร่ืองมือน้ัน ๆ ว่าความละเอียดของเคร่ืองมือมีค่าเท่าไร ซึ่งจะต้องบันทึกค่าที่อ่านได้แน่นอน จากเครื่องมือวัดและประมาณตวั เลขตอ่ ท้ายอีก 1 ตัว เป็นคา่ ประมาณ เพือ่ ให้ผลการวัดใกล้เคียงกับ คา่ จรงิ มากทส่ี ดุ ตัวอย่างความละเอยี ดในการวดั ของไมบ้ รรทัดท่ีมีชอ่ งสเกลขนาดต่าง ๆ โกศล อินนวล วิทยาศาสตร์เพอื่ พฒั นาทกั ษะชีวิต (2000-1301)

หนว่ ยท่ี 2 หน่วยและการวดั ความละเอียดของสเกล = 1 cm ความละเอียดในการวดั = 0.1 cm ความละเอียดของสเกล = 0.1 cm ความละเอยี ดในการวัด = 0.01 cm ความละเอยี ดของสเกล = 0.01 cm ความละเอยี ดในการวดั = 0.001 cm ในการบันทึกผลจากการวัด โดยมากมีการบันทึกด้วยเลขนัยสาคัญ (significant figures) หรือเลขทแ่ี สดงความสาคญั ในความละเอียดของการบันทกึ เลขนัยสาคัญ คือ ตัวเลขที่ได้จากการอ่านค่าในการวัดจากเครื่องมือวัดแบบสเกล โดยตรงรวมกับตัวเลขที่ได้จากการประมาณอีก 1 ตัว ตามหลักการบันทึกตัวเลขที่เหมาะสม เช่น ผลการวัดความยาวคา่ หน่งึ อา่ นไดจ้ ากเครอื่ งมือวัด 105.23 เซนติเมตร โดย 105.2 เป็นตัวเลขท่ี วัดได้จริง และ 0.03 เป็นตัวเลขที่ประมาณขึ้นมา เราเรียกตัวเลข 105.23 ว่าเลขนัยสาคัญ ซ่ึงจานวนเลขนัยสาคัญที่จะได้ข้ึนอยู่กับความละเอียดของเคร่ืองมือที่ใช้วัดและขนาดของวัตถุที่จะ นาไปวัดด้วย ตารางท่ี 2.5 หลักการพิจารณาเลขนัยสาคัญ การพิจารณาเลขนัยสาคัญ ตัวเลข ตวั อยา่ ง 713 จานวนเลขนัยสาคัญ 1. ตัวเลข 1-9 ใหน้ บั ทุกตวั 3.1416 0.0007 3 (เลข 7, 1, 3) 2. เลข 0 ท่ีอยู่หน้าตวั เลขอ่ืน ไมน่ ับ 9001 5 (เลข 3, 1, 4, 1, 6) 3. เลข 0 ทอ่ี ยู่ระหวา่ งเลขอน่ื ให้นับทุกตัว 208.05 1 (เลข 7) 0.000800 4 (เลข 9, 0, 0, 1) 4. เลข 0 ทอี่ ยู่หลังเลขอนื่ ซ่งึ อยหู่ ลงั ทศนยิ ม 140.0 5 (เลข 2, 0, 8, 0, 5) ใหน้ บั ทุกตัว 6.02x1023 3 (เลข 8, 0, 0) 4 (เลข 1, 4, 0, 0) 5. เลขยกกาลงั ใดๆ ไมน่ ับเป็นเลขนยั สาคญั 7.2 ± 0.01 3 (เลข 6, 0, 2) เมือ่ เขียนในรูป A x 10n 2 (เลข 7,2) 6. ค่าความคลาดเคล่อื น ไม่นับเปน็ เลขนยั สาคัญ โกศล อินนวล วิทยาศาสตรเ์ พื่อพัฒนาทกั ษะชีวิต (2000-1301)

หน่วยที่ 2 หน่วยและการวดั การบวกและลบเลขนัยสาคัญ ให้ยึดตาแหน่งทศนิยมเป็นหลัก โดยผลลัพธ์ที่ได้จะมี ทศนิยมเท่ากับจานวนตาแหน่งทศนยิ มที่นอ้ ยท่ีสดุ ของจานวนท่ีนามาบวกหรือลบกัน เชน่ 125 + 10.54 = 136 ไมใ่ ช่ 135.54 4.84 - 4.3 = 0.5 ไม่ใช่ 0.54 การคูณและหารเลขนัยสาคัญ ให้ยึดจานวนเลขนัยสาคัญเป็นหลัก โดยผลลัพธ์ท่ีได้ จะต้องมเี ลขนัยสาคัญเท่ากับจานวนเลขนัยสาคัญที่นอ้ ยทส่ี ุดของจานวนท่นี ามาคณู หรือหารกัน เช่น 6.27 x 5.5 = 34.485 ค่าทเ่ี ปน็ นัยสาคัญเชื่อถือไดแ้ น่นอนคือ 34 374 29 = 12.8966 คา่ ทเี่ ปน็ นัยสาคัญเชื่อถือไดแ้ น่นอนคือ 13 3 x 6 = 18 คา่ ท่เี ป็นนัยสาคัญเชอื่ ถือได้แนน่ อนคือ 18 12 x 6.0 = 72 ค่าทเ่ี ปน็ นยั สาคัญเชอ่ื ถือไดแ้ นน่ อนคือ 72 โกศล อนิ นวล สรุปทา้ ยหน่วย วิทยาศาสตรเ์ พือ่ พฒั นาทักษะชวี ติ (2000-1301)

หน่วยท่ี 2 หน่วยและการวัด การวัดเป็นกระบวนการเปรียบเทียบปริมาณที่ต้องการวัดกับหน่วยที่เป็นมาตรฐาน โดยอาศัยเคร่ืองมือวัดที่ถูกต้องและเหมาะสม การบอกปริมาณที่ได้จากการวัดทุกครั้งต้องมีหน่วย กากับเสมอ หน่วยที่ใช้เป็นมาตรฐานเดียวกันโดยเฉพาะทางวิทยาศาสตร์ เรียกว่า ระบบหน่วย ระหว่างชาติ (The International System of Unit's) หรือระบบเอสไอ (SI Units) ซึ่งประกอบด้วย 3 หนว่ ย ได้แก่ หน่วยฐาน หนว่ ยเสรมิ และหนว่ ยอนุพทั ธ์ หน่วยฐาน เป็นหน่วยหลักของระบบเอสไอ มี 7 หน่วย ได้แก่ เมตร (m) กิโลกรัม (kg) วินาที (s) แอมแปร์ (A) เคลวิน (K) โมล (mol) และแคนเดลา (cd) หน่วยเสริม เป็นหน่วยท่ีใช้วัดมุม ประกอบด้วย เรเดียน (rad) และสตีเรเดียน (sr) หน่วยอนุพัทธ์ (derived units) เป็นหน่วยที่เกิด จากหน่วยฐานกับหนว่ ยฐาน หรือหน่วยฐานกับหน่วยเสริมมาเก่ียวเนื่องกัน การเลือกใชเ้ ครอื่ งมือวัดปรมิ าณตา่ ง ๆ เพื่อให้ปริมาณท่ีวัดได้มีความละเอียดถูกต้องแม่นยา ต้องเลือกใช้เครื่องมอื วดั ท่มี คี ณุ ภาพและให้เหมาะสมกบั ลักษณะของงานนั้น ๆ วิธีการวัด การอ่านค่า การบันทึกผล และการใชห้ นว่ ยต้องถูกต้องเหมาะสม โกศล อนิ นวล วิทยาศาสตรเ์ พอ่ื พฒั นาทักษะชีวติ (2000-1301)