เครื่องมือวัด

เครื่องมือวัด (อังกฤษ: Measuring Instrument) เป็นอุปกรณ์สำหรับการวัด ปริมาณทางกายภาพ ในสาขาวิทยาศาสตร์กายภาพ, การประกันคุณภาพ และ วิศวกรรม, การวัด เป็นกิจกรรมเพื่อให้ได้มาซึ่งปริมาณทางกายภาพของวัตถุและเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในโลกแห่งความเป็นจริง และทำการเปรียบเทียบปริมาณทางกายภาพเหล่านั้น มาตรฐานของวัตถุและเหตุการณ์ได้ถูกก่อตั้งขึ้นและถูกใช้เป็น หน่วยการวัด และกระบวนการของการวัดจะได้ผลออกมาเป็นตัวเลขหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับสิ่งที่กำลังทำการวัดอยู่นั้นและหน่วยอ้างอิงของการวัด เครื่องมือวัดและวิธีการทดสอบอย่างเป็นทางการซึ่งเป็นตัวกำหนดการใช้เครื่องมือเป็นวิธีการที่จะบอกความสัมพันธ์ของตัวเลขเหล่านี้ เครื่องมือวัดทั้งหมดขึ้นอยู่กับปริมาณที่แปรได้ของความผิดพลาดของเครื่องมือวัดและความไม่แน่นอนในการวัด
นักวิทยาศาสตร์, วิศวกรและคนอื่น ๆ ใช้เครื่องมือที่หลากหลายในการดำเนินการวัดของพวกเขา เครื่องมือเหล่านี้อาจจะเป็นตั้งแต่วัตถุง่าย ๆ เช่นไม้บรรทัดและนาฬิกาจับเวลาจนถึงกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและเครื่องเร่งอนุภาค เครื่องมือวัดเสมือนจริงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการพัฒนาเครื่องมือวัดที่ทันสมัย
ราล์ฟ Müller (1940) กล่าวว่า "นั่นประวัติศาสตร์ของว​​ิทยาศาสตร์ทางกายภาพเป็นส่วนใหญ่ในประวัติศาสตร์ของเครื่องมือและการใช้งานที่ชาญฉลาดของพวกมันเป็นที่รู้จักกันเป็นอย่างดี ความเป็นสากลและทฤษฎีที่ได้เกิดขึ้นเป็นครั้งคราวได้ลุกขึ้นยืนหรือตกลงไปบนพื้นฐานของการวัดที่แม่นยำ และในหลายกรณีเครื่องมือใหม่จะต้องมีการปรับปรุงใหม่เพื่อให้ตรงกับวัตถุประสงค์ มีหลักฐานเล็กน้อยที่แสดงให้เห็นว่าจิตใจของคนทันสมัย​​จะเหนือกว่าพวกคนหัวโบราณ เครื่องมือของคนทันสมัยดีกว่าอย่างเทียบกันไม่ได้"  
เดวิส Baird ได้แย้งว่าการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญจะเกี่ยวข้องกับตัวบ่งชี้ของ ฟลอริส โคเฮน เกี่ยวกับ "ปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ครั้งที่สี่" หลังจากสงครามโลกครั้งที่สอง เป็นการพัฒนาเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ ไม่เพียงแต่เฉพาะในทางเคมีเท่านั้น แต่ทั่วทุกสาขาวิทยาศาสตร์  ในสาขาวิชาเคมี หัวข้อแนะนำของเครื่องมือใหม่ในทศวรรษที่ 1940 คือ "ไม่มีอะไรน้อยกว่าการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี" ในการพัฒนานี้วิธีการเปียกและแห้งแบบคลาสสิกของเคมีอินทรีย์ด้านโครงสร้างได้ถูกตัดทิ้งไปและพื้นที่ใหม่ของการวิจัยได้ถูกเปิดขึ้น  
ความสามารถในการที่จะทำให้เกิดการวัดที่มีความแม่นยำ, ตรวจสอบได้และทำซ้ำใหม่ได้ของโลกธรรมชาติ ในระดับที่สังเกตไม่ได้ก่อนหน้านี้ โดยใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ สิ่งเหล่านี้จะ "ทำให้เกิดเนื้อหาที่แตกต่างกันของโลก" การปฏิวัติเครื่องมือนี้ได้เปลี่ยนแปลงพื้นฐานในความสามารถของมนุษย์ด้านการเฝ้าระวังและตอบสนอง อย่างที่ได้แสดงในตัวอย่างของการตรวจสอบดีดีที(สารฆ่าแมลง) และการใช้เครื่องมือในการวิเคราะห์คลื่นความถี่รังสียูวี (อังกฤษ: Ultraviolet–visible spectroscopy) และแก๊ส chromatography (กระบวนการวิเคราะห์หรือแยกสาร โดยอาศัยความแตกต่างจากการเคลื่อนที่ของโมเลกุลของสารต่าง ๆ ที่ผสมรวมกันอยู่ โดยให้สารผ่านหรือไหลซึมไปในตัวกลางที่เหมาะสมด้วยแรงโน้มถ่วงหรือความดัน [พจนานุกรมศัพท์ สสวท.]) ในการตรวจสอบมลพิษทางน้ำ 
การควบคุมกระบวนการเป็นหนึ่งในสาขาหลักของการประยุกต์ใช้เครื่องมือ (อังกฤษ: applied instrumentation) เครื่องมือมักจะเป็นส่วนหนึ่งของระบบควบคุมในโรงกลั่นน้ำมัน, โรงงานอุตสาหกรรม, และยานพาหนะ เครื่องมือที่เชื่อมต่อกับระบบควบคุมอาจจะส่งสัญญาณที่ใช้ในการทำงานของอุปกรณ์อื่น ๆ และให้การสนับสนุนการควบคุมระยะไกลหรือการทำงานแบบอัตโนมัติ การทำงานดังล่าวมักจะถูกเรียกว่าชิ้นส่วนควบคุมสุดท้ายเมื่อมีการควบคุมจากระยะไกลหรือโดยระบบควบคุม ในช่วงต้นปี 1954 Wildhack ได้กล่าวถึงศักยภาพทั้งในด้านการผลิตและการทำลายล้างโดยธรรมชาติในการควบคุมกระบวนการ (อังกฤษ: process control)

เวลา

บทความหลัก: เวลา
ในอดีต เครื่องมือวัดเวลาที่พบบ่อยจะเป็น นาฬิกาแดด ในวันนี้ เครื่องมือวัดเวลาที่พบบ่อยมักจะเป็น นาฬิกา สำหรับการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูงมาก ๆ จะใช้ นาฬิกาอะตอม 
นาฬิกาจับเวลามักจะถูกใช้ในการจับเวลาในกีฬาบางอย่าง

พลังงาน

บทความหลัก: พลังงาน
ตัวอย่างของมิเตอร์ว้ดพลังงาน ได้แก่:

มิเตอร์วัดกระแสไฟฟ้า

วัดโดยตรงออกมาเป็นหน่วย กิโลวัตต์-ชั่วโมง

มิเตอร์วัดแก๊ส

วัดโดยตรงโดยบันทึกปริมาตรของแก๊สที่ใช้ จากนั้นตัวเลขนี้จะถูกเปลี่ยนให้เป็นการวัดพลังงานโดยการคูณด้วย ค่าแคลอรี ของแก๊สนั้น

กลไก

นี่จะรวมปริมาณมี่พบได้ในกลไกแบบคลาสสิกและแบบต่อเนื่อง แต่ดิ้นรนเพื่อไม่รวมคำถามหรือปริมาณที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ

การทรงตัวในที่ว่างสามมิติ

ดูเพิ่มเติมในหัวข้อที่เกี่ยวกับการนำร่องด้านล่าง

วิศวกรรมกำลังไฟฟ้า, อิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า

อ่านเพิ่มเติม: การวัดทางไฟฟ้า
ข้อพิจารณาที่เกี่ยวข้องกับ ประจุไฟฟ้า จะครอบงำงานด้าน ไฟฟ้า และ อิเล็กทรอนิกส์
ประจุไฟฟ้าจะมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันโดยผ่านทาง สนามแม่เหล็กไฟฟ้า สนามนั้นจะถูกเรียกว่า สนามไฟฟ้า ถ้าประจุไม่เคลื่อนที่ ถ้าประจุเคลื่อนที่ ซึ่งหมายถึงมีกระแสไฟฟ้าไหล โดยเฉพาะอย่างยิ่งในตัวนำที่เป็นกลางทางไฟฟ้า สนามนั้นเรียกว่า สนามแม่เหล็ก
กระแสไฟฟ้าสามารถถูกกำหนดให้เป็นคุณภาพได้ เรียกว่า ศักย์ไฟฟ้า มันมีสาระเหมือนคุณสมบัติที่เรียกว่าประจุไฟฟ้า
พลังงานหรือกำลังไฟฟ้าในวิชาไฟฟ้าพลศาสตร์สามารถคำนวณได้โดยการคูณศักย์ไฟฟ้ากับปริมาณของประจุ (หรือกระแส) ที่พบที่ศักย์นั้น

อุณหพลศาสตร์

ในสาขาอุณหพลศาสตร์สิ่งที่จะต้องพิจารณาส่วนใหญ่จะเกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ มีคุณสมบัติด้านความร้อนสองอย่างที่แตกต่างกันคือ 1. ศักย์ความร้อน หรืออุณหภูมิ ตัวอย่างเช่นถ่านหินที่กำลังลุกใหม้มีคุณภาพด้านความร้อนที่แตกต่างกว่าถ่านหินที่ไม่ได้ลุกใหม้
และ 2. คุณสมบัติที่คล้ายสสาร หรือ เอนโทรปี; ตัวอย่างเช่น: ถ่านหินลุกใหม้หนึ่งก้อนจะไม่ทำให้น้ำหนึ่งหม้อร้อนได้ แต่ร้อยก้อนจะทำได้
พลังงานในอุณหพลศาสตร์สามารถคำนวณได้โดยการคูณศักย์ความร้อนกับปริมาณของเอนโทรปีพบได้ที่ศักย์นั้น: หรืออุณหภูมิคูณเอนโทรปี
เอนโทรปีสามารถสร้างขึ้นได้โดยแรงเสียดทาน แต่ไม่สามารถกำจัดให้หมดไปได้

เอนโทรปี

เอนโทรปี สามารถเข้าถึงได้ทางอ้อมโดยการวัดพลังงานและอุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของพลังงาน จำเพาะ หรือ "ความร้อนจำเพาะ"

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของพลังงานหารด้วยปริมาณที่เหมือนสาร (ปริมาณของสาร, มวล, ปริมาตร) ที่ใช้อธิบายตัวอย่างนั้น มักจะคำนวณได้จากการวัดโดยการแบ่งส่วนหรือสามารถวัดได้โดยตรงโดยใช้จำนวนหน่วยของตัวอย่างนั้น
สำหรับช่วงของความจุความร้อนจำเพาะ ดู: ขนาดที่เป็นเลขยกกำลัง (ความจุความร้อนจำเพาะ) (อังกฤษ: Orders of magnitude (specific heat capacity))

เพิ่มเติมใน กลศาสตร์ต่อเนื่อง (อังกฤษ: continuum mechanics)

หัวข้อนี้จะรวมถึงส่วนใหญ่ของเครื่องมือที่ใช้วัดคุณสมบัติแบบมหภาคของสาร: ในสาขาฟิสิกส์ของ โซลิดสเตต; ในสาขาฟิสิกส์ของ สารควบแน่น ที่จะพิจารณาว่าของแข็ง, ของเหลวและช่วงกลางระหว่างของแข็งและของเหลวที่มีการแสดงพฤติกรรมบางอย่างเช่น คุณสมบัติหยุ่นหนืด (คือ พฤติกรรมการตอบสนองต่อความเค้นที่กระทำของวัสดุ เช่น พลาสติก ยาง เป็นต้น ซึ่งพฤติกรรมดังกล่าวจะแสดงสมบัติของแข็งที่ยืดหยุ่น (elastic) และของเหลวหนืด (viscous) โดยที่สมบัติทางด้านการเปลี่ยนแปลงรูปร่างดังกล่าวนี้ขึ้นอยู่กับเวลา อุณหภูมิ ความเค้น (stress) และอัตราความเครียด (strain rate) [เทคโนโลยียาง]) (อังกฤษ: viscoelasticity)  ยิ่งไปกว่านั้น ยังมีการศึกษาถึง กลศาสตร์ของไหล ที่ศึกษาเรื่องของของเหลว, ก๊าซ, พลาสมาและสภาวะระหว่างกลาง เช่น ของเหลววิกฤตยิ่งยวด (อังกฤษ: supercritical fluid) อีกด้วย

การแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออน

การแผ่รังสีจากการแตกตัวเป็นไอออนจะรวมทั้งรังสีของ "อนุภาพ" และรังสีของ "คลื่น" โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รังสีเอกซ์ และ รังสีแกมมา ถ่ายโอนพลังงานพอเพียงในกระบวนการชน (ครั้งเดียว) ที่ไม่ใช้ความร้อนเพื่อแยกอิเล็กตรอนจากอะตอม

การระบุตัวตนและเนื้อสาร

นี่อาจรวมถึง สารเคมี, รังสีชนิดใด ๆ, อนุภาคมูลฐาน, และ quasiparticle อุปกรณ์วัดจำนวนมากที่อยู่นอกส่วนนี้อาจถูกนำมาใช้หรืออย่างน้อยก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการระบุตัวตน สำหรับการระบุตัวตนและเนื้อสารเคมี ดูเพิ่มเติม เคมีวิเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รายการของวิธีการวิเคราะห์ทางเคมี และ รายชื่อของวิธีการวิเคราะห์วัสดุ

อุตุนิยมวิทยา

ดูเพิ่มเติม Category:Meteorological instrumentation and equipment.

การเดินเรือ และ การสำรวจ

ดูเพิ่มเติม Category:Navigational equipment และ Category:Navigation และ Surveying instrument

การทหาร

เครื่องมือบางอย่าง เช่นกล้องส่องทางไกลและอุปกรณ์เดินเรือทะเล ได้มีการประยุกต์ใช้ในกิจการของกองทัพมาหลายศตวรรษแล้ว อย่างไรก็ตาม บทบาทของเครื่องมือในกิจการทางทหารได้เพิ่มขึ้นเร็วเป็นจรวดหลังการพัฒนาเทคโนโลยีผ่านทางวิทยาสาสตร์ประยุกต์ ซึ่งเริ่มตอนกลางศตวรรษที่ 19 และต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน เครื่องมือดังกล่าวอยู่ในส่วนใหญ่ของประเภทเครื่องมือวัดที่ได้อธิบานตลอดบทความนี้ เช่น การเดินเรือ, ดาราศาสตร์, ออพติกและการถ่ายภาพ, และพลังงานจลน์ของวัตถุเคลื่อนที่ ประเด็นสำคัญทั่วไปที่รวมอยู่ในเครื่องมือทางการทหารคือการมองเห็นในระยะไกล การมองเห็นในที่มีด การหาตำแหน่งของวัตถุ และการควบคุมเส้นทางการเคลื่อนที่ของวัตถุและเป้าหมายของการเคลื่อนที่นั้น รูปแบบของเครื่องมือเหล่านี้จะต้องเป็นแบบที่ ใช้งานง่าย ความเร็ว ความน่าเชื่อถือ และ ความแม่นยำ.