ระดับความแม่นยำ (Accuracy) สำหรับเกจวัดแรงดัน

การเลือกใช้เกจวัดแรงดันให้เหมาะสมกับงานนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณาคือค่า ความแม่นยำ หรือ Accuracy ซึ่งบ่งบอกถึงความสามารถของเครื่องมือในการแสดงค่าที่ใกล้เคียงกับค่าจริงมากที่สุด

ความแม่นยำของเกจวัดแรงดันขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ตั้งแต่ขนาดของเกจ วัสดุที่ใช้ในการผลิต ไปจนถึงเทคโนโลยีในการผลิตและการปรับเทียบ ความเข้าใจในปัจจัยเหล่านี้จะช่วยให้วิศวกรและผู้ปฏิบัติงานสามารถเลือกใช้เครื่องมือได้อย่างเหมาะสม เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำและน่าเชื่อถือ

ในบทความนี้ เราจะเจาะลึกถึงปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อความแม่นยำของเกจวัดแรงดัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งความแตกต่างระหว่างเกจขนาดต่างๆ และวัสดุที่ใช้ในการผลิต เพื่อให้ผู้อ่านเข้าใจและสามารถนำความรู้ไปประยุกต์ใช้ในการเลือกเครื่องมือวัดความดันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ค่าความแม่นยำ (Accuracy) คืออะไร ?

ค่าความแม่นยำหรือ Accuracy เป็นตัวชี้วัดสำคัญที่บ่งบอกถึงความสามารถของเครื่องมือวัดในการแสดงค่าที่ใกล้เคียงกับค่าจริงมากที่สุด สำหรับเครื่องมือวัดความดัน (Pressure gauge) ค่านี้จะบอกว่าค่าที่อ่านได้จากเกจมีความคลาดเคลื่อนจากค่าจริงมากน้อยเพียงใด ซึ่งมักแสดงในรูปของเปอร์เซ็นต์

ประเภทของ Accuracy

ค่า Accuracy ที่ระบุใน data sheet ของ Pressure gauge มีหลายรูปแบบ โดยแบ่งเป็นประเภทหลักๆ ได้ดังนี้:

1. Full Scale (F.S.): เป็นวิธีที่พบบ่อยที่สุด โดยค่าความแม่นยำจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของช่วงการวัดเต็มสเกล
2. Indicated Reading: ค่าความแม่นยำจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าที่อ่านได้จริง
3. BFSL (Best Fit Straight Line): เป็นวิธีที่ใช้เส้นตรงที่เหมาะสมที่สุดเพื่อลดความคลาดเคลื่อนโดยรวม
4. Percent of Span: คล้ายกับ Full Scale แต่อาจใช้ในกรณีที่ช่วงการวัดไม่เริ่มจากศูนย์
5. Percent of Upper Range Value (URV): ค่าความแม่นยำคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าสูงสุดที่เครื่องมือสามารถวัดได้

ตัวอย่างการคำนวณค่า Accuracy แต่ละแบบ

สมมติว่ามีเกจวัดความดันช่วง 0-100 psi ที่มีค่า Accuracy ±1%

Full Scale (F.S.):
คำนวณความคลาดเคลื่อนจาก Full Scale หมายถึงการใช้เปอร์เซ็นต์ของค่าช่วงการวัดทั้งหมด (ในกรณีนี้คือ 0-100 psi)

• ความคลาดเคลื่อนสูงสุด = 1% ของ 100 psi = ±1 psi
• ดังนั้น ถ้าอ่านค่าได้ 50 psi ค่าจริงอาจอยู่ในช่วง 49-51 psi

Indicated Reading:
คำนวณความคลาดเคลื่อนจาก Indicated Reading หมายถึงการใช้เปอร์เซ็นต์ของค่าที่อ่านได้จริง ๆ

• ความคลาดเคลื่อน = 1% ของ 50 psi = ±0.5 psi
• ดังนั้น ถ้าอ่านค่าได้ 50 psi ค่าจริงอาจอยู่ในช่วง 49.5-50.5 psi

Best Fit Straight Line (BFSL):
BFSL เป็นวิธีการที่นิยมใช้ในการหาความคลาดเคลื่อนของเซ็นเซอร์ที่สามารถให้ค่าคลาดเคลื่อนที่ต่ำกว่าวิธี Full Scale โดยจะวัดค่าความคลาดเคลื่อนเป็นระยะห่างจากเส้นที่ดีที่สุด (Best Fit Straight Line) ที่สามารถวาดผ่านจุดวัดทั้งหมด

มาตรฐานสากลที่กำหนดระดับความแม่นยำของเกจวัดแรงดัน

มาตรฐานที่กำหนดเกี่ยวกับความแม่นยำของเกจวัดแรงดันมีหลายมาตรฐานที่ถูกใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยทั่วไปมาตรฐานเหล่านี้จะกำหนดวิธีการวัดและระบุเกณฑ์ความแม่นยำที่ยอมรับได้สำหรับเกจวัดแรงดัน ซึ่งมีรายละเอียดสำคัญดังนี้:

1. EN 837: มาตรฐานยุโรปที่ใช้สำหรับเกจวัดแรงดันในหลายอุตสาหกรรม EN 837-1 เป็นมาตรฐานสำหรับเกจวัดแรงดันแบบ Bourdon tube, EN 837-2 เกี่ยวกับวิธีการทดสอบ, และ EN 837-3 สำหรับเกจวัดแรงดันที่ใช้กับของเหลวที่อันตราย แบ่งความแม่นยำเป็นคลาส 0.1, 0.25, 0.6, 1.0, 1.6, 2.5, 4.0 โดยคลาส 0.1 มีความแม่นยำสูงสุด
   อ่านเพิ่มเติม : ช่วงสเกล (Scale Range) และความแม่นยำ (Accuracy) ของเกจวัดแรงดัน EN 837
2. ANSI/ASME B40.100: มาตรฐานนี้เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางในสหรัฐอเมริกาและประเทศอื่น ๆ โดยกำหนดเกณฑ์ความแม่นยำเป็นคลาส (Accuracy Class) แบ่งความแม่นยำเป็นเกรด A, B, 1A, 2A, 3A, 4A โดยเกรด 4A มีความแม่นยำสูงสุด
   อ่านเพิ่มเติม : ASME B40.100

มาตรฐานเหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถเลือกใช้เกจวัดแรงดันที่เหมาะสมกับความต้องการและการประยุกต์ใช้งานเฉพาะด้าน และยังทำให้สามารถตรวจสอบความแม่นยำของอุปกรณ์ได้ตามเกณฑ์ที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน

ความสำคัญของค่า Accuracy

ค่า Accuracy มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเลือกใช้เครื่องมือวัดให้เหมาะสมกับงาน:

• ช่วยในการตัดสินใจเลือกเครื่องมือวัดที่เหมาะสมกับความต้องการของงาน
• มีผลต่อความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่ได้จากการวัด
• สำคัญมากในกระบวนการที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ในอุตสาหกรรมยา หรือการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บทสรุป

การเข้าใจเรื่องค่า Accuracy ของเครื่องมือวัดความดันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรและผู้ปฏิบัติงาน การเลือกใช้เครื่องมือที่มีค่า Accuracy เหมาะสมกับงานจะช่วยให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือ ประหยัดค่าใช้จ่าย และเพิ่มประสิทธิภาพในกระบวนการผลิตหรือการทดลอง นอกจากนี้ การเข้าใจวิธีการระบุค่า Accuracy แบบต่างๆ ยังช่วยให้สามารถเปรียบเทียบเครื่องมือจากผู้ผลิตต่างๆ ได้อย่างถูกต้อง ซึ่งนำไปสู่การตัดสินใจเลือกใช้เครื่องมือได้อย่างเหมาะสมที่สุด

คำถามที่พบบ่อย

Q1: ความแม่นยำขึ้นอยู่กับขนาดหน้าปัดของเกจวัดแรงดันหรือไม่ ?
A1: ใช่ ด้วยข้อจำกัดทางกายภาพทำให้มาตรวัดที่มีขนาดหน้าปัดใหญ่กว่า สามารถทำให้มีความแม่นยำสูงกว่าได้ โดยสามารถสังเกตุได้จากมาตรวัดที่ใช้ในการสอบเทียบ จะมีขนาดตั้งแต่ 6”(160 มม.) ขึ้นไป

Q1: วัสดุภายในที่แตกต่างกัน มีผลต่อความแม่นยำของมาตรวัดหรือไม่ ?
A1: วัสดุภายในที่ต่างกัน อาจส่งผลต่อความแม่นยำ เช่น คุณสมบัติของสแตนเลสที่สามารถรองรับการขยายตัวของความร้อนได้สูงกว่าทองเหลือง ทำให้รักษาความแม่นยำได้ดีกว่าในสภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกัน