ความรู้เกี่ยวกับเครื่องชั่งที่ใช้ในงานตรวจวิเคราะห์

วันพุธที่ 24 ตุลาคม พ.ศ. 2561
image
ความรู้เกี่ยวกับเครื่องชั่งที่ใช้ในงานตรวจวิเคราะห์
ที่มา: หลักสูตรการสอบเทียบเครื่องชั่ง กรมวิทยาศาสตร์บริการ
 
          การใช้เครื่องชั่งชั่งน้ำหนักให้ได้ถูกต้องนั้น ประกอบด้วยปัจจัยหลายอย่าง ตั้งแต่การเลือกใช้เครื่องชั่งให้เหมาะสม การติดตั้ง การใช้งานและบำรุงรักษาเครื่องชั่งอย่างถูกวิธี รวมทั้งตรวจสอบและสอบเทียบเครื่องชั่งตามกำหนดเวลา และจัดทำแผนการทดสอบเครื่องชั่งประจำวันหรือประจำสัปดาห์
 
๑. การเลือกใช้เครื่องชั่งให้เหมาะสมกับงาน
          เนื่องจากเครื่องชั่งแต่ละเครื่องสามารถรับน้ำหนักได้ไม่เท่ากัน มีความคลาดเคลื่อนของการชั่งต่างกัน ดังนั้นก่อนที่จะซื้อเครื่องชั่งหรือนำเครื่องชั่งไปใช้งาน ผู้ใช้งานต้องทราบวัตถุประสงค์และขอบเขตของการใช้เครื่องชั่ง รู้ว่าจะชั่งอะไร น้ำหนักไม่เกินเท่าไร และยอมให้มีความคลาดเคลื่อนได้มากที่สุดเท่าไร โดยปกติจะกำหนดตามวัตถุประสงค์ของการนำเครื่องชั่งไปใช้ ดังนี้
          ๑.๑ การชั่งเพื่อกระบวนการผลิต โดยกำหนดให้น้ำหนักมีขนาดใดขนาดหนึ่ง และมีเงื่อนไขว่า หากน้ำหนักคลาดเคลื่อนไปจะยอมให้คลาดเคลื่อนได้ไม่เกินค่าค่าหนึ่ง
          ๑.๒ การชั่งเพื่อการวิเคราะห์หรือการทดสอบ ตามมาตรฐานของการวิเคราะห์ได้กำหนดไว้ว่าเครื่องชั่งควรมีคุณสมบัติเช่นใด ควรมีข้อมูลเหล่านี้ระบุในคู่มือคุณภาพของหน่วยงานนั้นๆ ในกรณีที่ไม่เคยมีข้อกำหนดมาก่อน ก็สามารถกำหนดได้เองโดยให้ระดับความถูกต้องของการชั่งที่ทำให้งานนั้นเชื่อถือได้
          ๑.๓ การชั่งเพื่อการค้าและการพาณิชย์หรือการชั่งทั่วๆไป มักกำหนดว่าต้องการให้ค่าถูกต้องถึงเท่าไร 
 
๒. คุณสมบัติของเครื่องชั่ง
          เครื่องชั่งจะมีข้อกำหนดคุณลักษณะ (Specification) ที่ระบุไว้โดยผู้ผลิต ดังนั้นผู้ใช้จำเป็นต้องเข้าใจความหมายของคุณลักษณะนั้นๆ เพื่อที่จะได้เลือกใช้เครื่องชั่งได้อย่างเหมาะสม
          ๒.๑ Readability หรือ Resolution ความละเอียดของเครื่องชั่ง หมายถึง น้ำหนักที่น้อยที่สุดที่เครี่องชั่งสามารถบอกความแตกต่างได้
          ๒.๒ Weighing capacity น้ำหนักที่มากที่สุดที่เครื่องชั่งสามารถรับได้ ไม่ควรชั่งของที่หนักกว่าค่านี้
          ๒.๓ Repeatability, Reproducibility ความเที่ยงของเครื่องชั่ง คือ ความสามารถของเครื่องชั่งที่จะชั่งของชิ้นเดียวกันได้ค่าเท่ากันทุกครั้ง ภายใต้เงื่อนไขและสภาวะแวดล้อมเดียวกัน
                   ๒.๓.๑ Repeatability ความแตกต่างระหว่างค่ามากที่สุดกับค่าน้อยที่สุดของการชั่งซ้ำ
                   ๒.๓.๒ Reproducibility ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของการชั่งซ้ำหลายๆครั้ง
          ๒.๔ Linearity ความคลาดเคลื่อน/ความถูกต้อง ค่า Linearity ของเครื่องชั่ง หมายถึง ค่าความแตกต่าง ทั้งทางบวกและทางลบ ระหว่างค่าที่อ่านได้จากเครื่องชั่งกับค่าน้ำหนักจริงบนจานเครื่องชั่ง
          ๒.๕ Sensitivity Drift ค่าความคลาดเคลื่อนที่อ่านได้จากเครื่องชั่ง เมื่ออุณหภูมิของเครื่องชั่งนั้นเปลี่ยนไปจากอุณหภูมิที่ปรับตั้งเครื่อง ปกติมักบอกเป็นอัตราความคลาดเคลื่อนต่อองศา
          ๒.๖ Tare Range ช่วงน้ำหนักที่สามารถปรับค่าเครื่องชั่งให้อ่านค่าเป็นศูนย์ได้
          ๒.๗ Response Time ระยะเวลาที่ใช้แสดงผล หลังจากวางของที่ต้องการชั่งบนจานแล้ว
          ๒.๘ Allowable Operating Temperature ช่วงอุณหภูมิที่เครื่องชั่งจะใช้งานได้ตามข้อกำหนดคุณลักษณะ หากอุณหภูมิต่างไปจากนี้ เครื่องอาจทำงานไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
          ก่อนการซื้อหรือเลือกใช้เครื่องชั่ง ผู้ใช้ควรจะคำนวณหาความคลาดเคลื่อนรวมโดยประมาณของเครื่องชั่งก่อนเพื่อประกอบการตัดสินใจ หากเครื่องชั่งได้ติดตั้งและปรับตั้งอย่างเหมาะสมแล้ว ความคลาดเคลื่อนโดย
เฉพาะของเครื่องจะเกิดจากค่า Reproducibility และ Linearity
 
๓. การปรับตั้งเครื่องชั่ง
          การปรับตั้งเครื่องชั่ง คือ การทำให้เครื่องชั่งสามารถชั่งได้ถูกต้อง ไม่มีความแตกต่างระหว่างค่าที่อ่านได้จากเครื่องกับค่าน้ำหนักจริงที่วางบนจานชั่ง อุปกรณ์ที่จำเป็นในการปรับตั้งเครื่องชั่งคือตุ้มน้ำหนักมาตรฐาน ควรทำการปรับตั้งเครื่องชั่งเมื่อมีการติดตั้งเครื่องใหม่ เมื่อตำแหน่งลูกน้ำเครื่องเปลี่ยนไป เมื่อได้เปลี่ยนแปลงตำแหน่งการวางเครื่อง หรือเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง เพื่อความถูกต้องของผลการชั่ง
          ๓.๑ Internal Calibration การปรับตั้งโดยตุ้มน้ำหนักมาตรฐานที่อยู่ภายในตัวเครื่องชั่ง ทำได้โดยใช้คำสั่งปรับตั้ง (CAL) เครื่องจะใช้ Calibration Weight ภายในตัวเครื่องทำการปรับตั้งโดยอัตโนมัติ
          ๓.๒ External Calibration การปรับตั้งโดยตุ้มน้ำหนักมาตรฐานที่อยู่ภายนอกตัวเครื่อง ทำได้โดยใช้คำสั่งปรับตั้ง (CAL) จากนั้นให้วาง Calibration Weight ตามขนาดที่ระบุไว้ในคู่มือ เพื่อให้เครื่องชั่งจำน้ำหนักนั้นได้ปกติ จากนั้นทำปรับตั้งให้ค่าที่อ่านได้ตรงกัน
 
๔. สถานที่สำหรับติดตั้งเครื่องชั่ง
          เครื่องชั่งนั้นประกอบด้วยชิ้นส่วนภายในที่บอบบางและไวต่อการเปลี่ยนแปลงของน้ำหนัก ฝุ่นละออง แสงแดด ลม และสิ่งสกปรกต่างๆ ซึ่งอาจทำให้เครื่องทำงานผิดปกติได้ ดังนั้นสถานที่สำหรับติดตั้งเครื่องชั่งจะต้องเป็นห้องที่สะอาด ปราศจากฝุ่น มีแสงสว่างพอสมควร อากาศถ่ายเทได้ดีแต่ต้องไม่มีลม พื้นสำหรับวางเครื่องต้องแข็งแรง มั่นคง ไม่สั่นสะเทือน ไม่เอียง ถ้าเป็นเครื่องชั่งที่ต้องการความละเอียดสูงต้องมีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้นด้วย
          ๔.๑ โต๊ะสำหรับวางเครื่องชั่ง พื้นโต๊ะต้องมั่นคง แข็งแรง ไม่ยุบตัวหรือเอียง ไม่สั่นสะเทือน ควรเลือกโต๊ะหิน ไม่ควรใช้แผ่นเหล็กทำพื้นโต๊ะ ต้องวางบนพื้นห้องหรือยึดติดอยู่กับผนังห้อง
          ๔.๒ ห้องเครื่องชั่ง ควรมีประตูเข้าออกเพียงด้านเดียวเพื่อป้องกันลมและฝุ่น ควรมีหน้าต่างน้อยที่สุดเพื่อหลีกเลี่ยงแสงแดดและความร้อน ควรวางโต๊ะที่บริเวณมุมห้อง เพราะเป็นบริเวณที่มั่นคงแข็งแรงที่สุดของห้องและสั่นสะเทือนน้อยที่สุด
          ๔.๓ แสง ต้องไม่มีแสงแดดส่องโดยตรง การติดตั้งหลอดไฟควรให้ห่างจากตัวเครื่องชั่งพอสมควร
          ๔.๔ อุณหภูมิ ภายในห้องควรมีอุณหภูมิคงที่ เพราะอุณหภูมิที่เปลี่ยนไปจะทำให้เครื่องชั่งอ่านค่าผิดไปได้ (ค่า Sensitivity Drift) ไม่ควรชั่งของที่มีความร้อน
          ๔.๕ ความชื้น สำหรับห้องเครื่องชั่งละเอียด ความชื้นสัมพัทธ์ควรอยู่ที่ร้อยละ ๔๕-๖๐
          ๔.๖ อากาศ ไม่ควรชั่งน้ำหนักในบริเวณที่ใกล้เครื่องปรับอากาศหรือพัดลม หรือใกล้ประตูเข้าออก และหลีกเลี่ยงบริเวณที่มีความร้อน
 
๕. การใช้งานและการบำรุงรักษาเครื่องชั่ง
          การใช้งานและบำรุงรักษาเครื่องชั่งอย่างถูกวิธี จะทำให้ได้ผลการชั่งที่ถูกต้องและช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องชั่งได้ ควรดูแลทำความสะอาดตัวเครื่องชั่งและบริเวณโดยรอบเสมอ สำหรับการทำความสะอาดภายในเครื่อง การเคลื่อนย้าย การซ่อมแซม ต้องกระทำโดยช่างผู้ชำนาญหรือช่างจากบริษัทผู้ผลิตเท่านั้น
          ๕.๑ ปรับเครื่องชั่งให้อยู่ในแนวตั้งตรง โดยตรวจสอบระดับลูกน้ำ หากระดับลูกน้ำไม่อยู่ตรงกลางให้ปรับขาตั้งเครื่อง จากนั้นทำการปรับตั้ง (Calibration) ก่อนใช้งาน
          ๕.๒ การเปิดปิดเครื่อง หลังจากเสียบปลั๊กและเปิดสวิตซ์เครื่อง ควรอุ่นเครื่องก่อนการใช้งานไม่น้อยกว่า ๓๐ นาที หากมีการใช้งานเป็นประจำควรเสียบปลั๊กทิ้งไว้ตลอด เมื่อใช้งานเสร็จให้ปิดแต่สวิตซ์เครื่อง เมื่อเปิดใช้งานครั้งต่อไปก็ใช้งานได้ทันที ไม่ต้องอุ่นเครื่องอีก
          ๕.๓ กรณีเครื่องชั่งละเอียด ให้ทำการ Preload เพื่อกระตุ้นการใช้เครื่อง โดยวางสิ่งของที่จะชั่งบนจานชั่งแล้วยกออก ก่อนทำการชั่งจริง
          ๕.๔ ทำการปรับตั้ง (Calibration) เมื่อมีการติดตั้งเครื่องใหม่ ตำแหน่งลูกน้ำเปลี่ยนแปลง มีการปรับระดับของเครื่องชั่ง และเมื่ออุณหภูมิ ความชื้น ความดันบรรยากาศเปลี่ยนไป
          ๕.๕ ก่อนวางสิ่งของบนจานชั่ง เครื่องชั่งต้องแสดงค่าเป็นศูนย์ ถ้าไม่เป็นศูนย์ ให้กด Tare เพื่อปรับให้แสดงค่าศูนย์ และอ่านค่าได้ก็ต่อเมื่อเครื่องชั่งแสดงสัญญาณให้อ่าน
          ๕.๖ การวางน้ำหนักบนจานชั่ง ควรวางสิ่งของให้อยู่ตรงกลางจาน ไม่ควรใช้มือจับสิ่งของหรือภาชนะ
          ๕.๗ ไม่ชั่งน้ำหนักที่หนักเกินความสามารถของตัวเครื่อง (Weighing capacity)
๕.๘ การใช้เครื่องชั่งละเอียดควรมีกรอบบังลม เวลาใช้งานไม่ควรเปิดกรอบกว้างเกินจำเป็น
๕.๙ ระวังไม่ให้เครื่องชั่งถูกกระทบกระเทือนอย่างแรง
          ๕.๑๐ ดูแลความสะอาดของเครื่องชั่งและบริเวณที่ติดตั้งอยู่เสมอ