มาตรวิทยา

**มาตรวิทยา** () คือวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการวัด การวิเคราะห์ การทดสอบ ทั้งภาคทฤษฎีและปฏิบัติจริง มีการกำหนดรายละเอียดของหน่วยวัด มาตรฐานด้านการวัดที่เป็นสากลเพื่อเป็นอ้างอิงของกิจกรรมการวัดต่าง ๆ 

ปัจจุบัน มาตรวิทยามีการรับรองโดย *คณะกรรมการมาตรวิทยาสากล (CIPM)* คอยดูแลมาตรวิทยาในระบบสากล ส่วนประเทศไทยมี *สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี* เป็นผู้ดูแลการศึกษามาตรวิทยาในประเทศไทย

## ความหมาย
คำว่า "Metrology" ได้มาจากการเชื่อมคำในภาษากรีกสองคำ คือ *metron* (การวัด) และ *logos* (ศาสตร์) เมื่อรวมกันจึงแปลว่า *"ศาสตร์แห่งการวัด"* ปัจจุบัน พจนานุกรมต่าง ๆ ให้ความหมายของคำดังกล่าว ดังนี้ 

* ***Webster Dictionary*** กล่าวว่า *"วิทยาศาสตร์หรือระบบของการวัด รวมทั้งบทความที่เกี่ยวข้อง"* (The science of, or a system of, weights and measures; also, a treatise on the subject.) 
* ***The American Heritage Dictionary of the English Language*** ให้ความหมายที่ชัดเจนขึ้นอีกว่า *"วิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการวัดและระบบของการวัด"* (The science that deals with measurement, a system of measurement)
* **''"International Vocabulary of Metrology** - Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM): 2008"* กล่าวว่า มาตรวิทยาคือ *"วิทยาศาสตร์ของการวัดและการนำไปใช้"* (Science of measurement and its applications) และมีโน้ตเพิ่มเติมว่า *"รวมถึงการวัดภาคทฤษฎีและปฏิบัติ กับความไม่แน่นอนของการวัด (measurement uncertainty) และขอบเขตของการนำไปใช้"*

สำหรับประเทศไทย *พระราชบัญญัติการพัฒนาระบบมาตรวิทยาแห่งชาติ พ.ศ. 2540* ให้ความหมายของ "มาตรวิทยา" ว่า *"กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการสอบเทียบ ปรับตั้งความถูกต้องของเครื่องมือและอุปกรณ์ที่ใช้ในการวัดปริมาณหรือวิเคราะห์ทดสอบ"*

สรุปแล้ว คำจำกัดความของมาตรวิทยา คือ *วิทยาการเกี่ยวกับการวัดที่ถูกต้องแม่นยำ สามารถสอบกลับได้ ไปสู่มาตรฐานการวัดสากล* ครอบคลุมทั้งวิธีการวัด ทั้งภาคทฤษฎีและปฏิบัติความไม่แน่นอนของการวัด การสอบกลับได้สู่มาตรฐานสากล ตลอดจนการเท่าเทียมกันของผลการวัดระหว่างประเทศ

== ระบบมาตรวิทยาสากล ==

การวัดขนาดและปริมาณต่าง ๆ เป็นกิจกรรมที่สังคมมนุษย์กระทำกันมาตั้งแต่เกิดสังคมเมืองขึ้น ในอดีตหน่วยวัดที่กำหนดขึ้นจะใช้กันภายในกลุ่มเดียวกัน ทำให้เกิดความไม่สะดวกในการซื้อขายแลกเปลี่ยน สังคมมนุษย์จึงต้องการหน่วยวัดขนาดและปริมาณที่ทุก ๆ คนยอมรับ
วันที่ [[20 พฤษภาคม]] [[พ.ศ. 2418]] ([[ค.ศ. 1875]]) รัฐบาล 17 ประเทศทั่วโลกที่เป็นสมาชิกก่อตั้ง The Metre Convention จึงได้ลงนามร่วมกันใน*สนธิสัญญาเมตริก* ที่กรุง[[ปารีส]] [[ประเทศฝรั่งเศส]] และประกาศให้วันที่ 20 พฤษภาคมของทุกปีเป็น*วันมาตรวิทยาโลก* 

สาระสำคัญของสนธิสัญญาเมตริกมีรายละเอียดดังนี้

* ให้จัดตั้งสำนักงานชั่ง ตวง วัดระหว่างประเทศ (BIPM) เพื่อกำหนดหน่วยวัดสากล
* ให้จัดตั้งคณะกรรมการมาตรวิทยาสากล (CIPM) 
* ให้มีการประชุมนานาชาติด้านมาตรวิทยาทุก ๆ 4 ปี

=== สำนักงานชั่ง ตวง วัดระหว่างประเทศ (BIPM) ===
*'สำนักงานชั่ง ตวง วัดระหว่างประเทศ** (, ) เป็นองค์กรที่จัดตั้งขึ้นตามสนธิสัญญาเมตริก สำนักงานใหญ่อยู่ที่กรุงปารีส โดยใช้ปาวิลลอง เดอ เบรตุย (Pavillon de Breteuil) เป็นที่ตั้งของสำนักงานใหญ่ มีจุดมุ่งหมายให้ทั่วโลกมีการวัดไปในทางเดียวกัน **สถาปนาหน่วยวัดพื้นฐาน เก็บรักษาต้นแบบหน่วยวัดสากลและการสอบกลับได้ไปยังหน่วยเอสไอ**

ปัจจุบัน BIPM มีสมาชิกทั้งหมด 80 ประเทศ

=== คณะกรรมการมาตรวิทยาสากล (CIPM) ===
**คณะกรรมการมาตรวิทยาสากล**  (, ) ประกอบไปด้วยคณะกรรมการ 18 คน เป็นผู้แทนจากสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของประเทศที่ลงนามในสนธิสัญญาเมตริก **มีหน้าที่ในการส่งเสริมหน่วยวัดสากลให้เป็นไปในทิศทางเดียวกัน** จัดการประชุมปีละ 1 ครั้ง ณ BIPM

=== การประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศ (CGPM) ===
**การประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศ** (, ) เป็นการประชุมเพื่อรับฟังรายงานผลความสำเร็จของ CIPM โดยอภิปรายและตรวจสอบเพื่อสร้างความมั่นใจในการเผยแพร่และพัฒนาหน่วยวัดสากล จนถึงรับรองการกำหนดมาตรวิทยาพื้นฐานใหม่ ๆ รวมถึงควบคุมดูแล BIPM จัดขึ้นทุก ๆ 4 ปี ณ กรุงปารีส

=== องค์การระหว่างประเทศด้านการชั่งตวงวัดทางกฎหมาย (OIML) ===
**องค์การระหว่างประเทศด้านการชั่งตวงวัดทางกฎหมาย** (, ) เป็นองค์การสนธิสัญญาระหว่างรัฐบาล ซึ่งประกอบด้วยสมาชิกถาวร (Member States) ซึ่งเป็นประเทศที่มีส่วนร่วมในกิจกรรมด้านเทคนิค และสมาชิกสมทบ (Corresponding Members) ซึ่งเป็นประเทศที่มีส่วนร่วมในการสังเกตการณ์ เท่านั้น ได้ก่อตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1955 เพื่อที่จะส่งเสริมให้การชั่งตวงวัดทางกฎหมาย (legal metrology) ของโลกให้สอดคล้องกัน ตั้งแต่ก่อตั้งจนถึงบัดนี้ OIML ได้จัดทำเอกสารเพื่อให้ประเทศสมาชิกใช้เป็นแนวทางในการจัดทำโครงสร้างองค์กรที่กำกับงานชั่งตวงวัดทางกฎหมายภายในประเทศสมาชิก และเอกสารที่ใช้เป็นแนวทางในการออกกฎหมายและกฎระเบียบ เพื่อการกำกับดูแลงานชั่งตวงวัดทางกฎหมายภายในประเทศ

สำนักชั่งตวงวัด กรมการค้าภายใน กระทรวงพาณิชย์ เป็นสมาชิกถาวร (Member State)ในนามประเทศไทย

== ระบบมาตรวิทยาในประเทศไทย ==

ประเทศไทยเข้าเป็นสมาชิกของ The Metre Convention ในปี [[พ.ศ. 2455]] ([[ค.ศ. 1912]]) ในรัชสมัยของ[[พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว]] และอีก 11 ปีต่อมา ''พระราชบัญญัติ ชั่ง ตวง วัด พ.ศ. 2466'' กฎหมายด้านมาตรวิทยาฉบับแรกของไทยได้ถือกำเนิดขึ้น ซึ่งมีใจความสำคัญว่าประเทศไทยยอมรับระบบเมตริก ต่อมาสำนักงานชั่ง ตวง วัด กระทรวงพาณิชย์ ปรับปรุงพระราชบัญญัตินี้เป็นฉบับปรับปรุง พ.ศ. 2542

ปี [[พ.ศ. 2504]] ''ห้องปฏิบัติการสอบเทียบเครื่องมือวัด'' ถือกำเนิดขึ้นเป็นแห่งแรกของประเทศไทย และมีห้องปฏิบัติการเหล่านี้ก่อตั้งขึ้นมากมายจนปัจจุบันมีอยู่ 140 แห่งทั่วประเทศ ประมาณ 55% ได้รับการรับรองความสามารถห้องปฏิบัติการตามข้อกำหนด ISO/IEC 17025 เดิมห้องปฏิบัติการสอบเทียบจะต้องส่งเครื่องมือวัดและมาตรฐานอ้างอิงไปสอบเทียบในต่างประเทศ ปี [[พ.ศ. 2540]] จึงประกาศใช้พระราชบัญญัติพัฒนาระบบมาตรวิทยาแห่งชาติ พ.ศ. 2542 และจัดตั้ง ''สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ'' ขึ้น เริ่มดำเนินงานเมื่อวันที่ [[1 มิถุนายน]] [[พ.ศ. 2541]]


== คำสำคัญเกี่ยวกับมาตรวิทยา ==
=== การสอบเทียบ ===
การสอบเทียบ (Calibration) หมายถึง การดำเนินการเพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างค่าที่เครื่องมือวัดบอก หรือระบบการวัด หรือค่าที่แสดงโดยเครื่องวัดกับค่าจริงที่ยอมรับร่วมกัน (Conventional True Value) (VIM 6.11) ว่าคลาดเคลื่อนไปมากเท่าใด โดยเริ่มจากการสอบเทียบเครื่องมือกับเครื่องมือมาตรฐานที่คลาดเคลื่อนน้อยกว่า รวมถึงการสอบเทียบเครื่องมือมาตรฐานกับเครื่องมือที่มาตรฐานสูงกว่า จนถึงการสอบเทียบเครื่องมือมาตรฐานสูงสุดกับมาตรฐานแห่งชาติ หรือมาตรฐานระหว่างประเทศ เมื่อเสร็จสิ้นการสอบเทียบจะมีการออกใบรายงานผลการสอบเทียบที่รายงานค่าความบ่ายเบนหรือค่าแก้พร้อมค่าความไม่แน่นอนของการวัด

=== ความสามารถสอบกลับได้ ===
ความสามารถสอบกลับได้ (Traceability) หมายถึง สมบัติของผลการวัดที่สามารถโยงกับมาตรฐานแห่งชาติอันเป็นที่ยอมรับโดยการเปรียบเทียบอย่างต่อเนื่อง และจะต้องรายงานค่าความไม่แน่นอนของการวัดด้วย (VIM 6.10) หรือกระบวนการย้อนกลับของการสอบเทียบ จากมาตรฐานสากล มาตรฐานแห่งชาติจนถึงเครื่องมือของผู้ใช้งาน

ความสามารถสอบกลับได้ของการวัดจะต้องประกอบไปด้วยสิ่งต่อไปนี้
***สอบเทียบอย่างต่อเนื่องเป็นลูกโซ่** จากผู้ใช้เครื่องมือกลับไปยังมาตรฐานแห่งชาติหรือมาตรฐานระหว่างประเทศ
***มีความไม่แน่นอนของการวัด** การสอบกลับแต่ละขั้นตอนจะต้องคำนวณตามวิธีที่กำหนดและรายงานค่า เพื่อให้สามารถคำนวณค่าความไม่แน่นอนรวมของทุกขั้นตอนได้
***ทำเป็นเอกสาร** ทำการสอบเทียบตามเอกสาร อีกทั้งผลของการสอบเทียบต้องเป็นเอกสารเช่นกัน
***มีความสามารถ ** ห้องปฏิบัติการหรือองค์กรที่ทำการสอบเทียบจะต้องมีมาตรฐานรับรอง เช่น ISO/IEC 17025
***อ้างหน่วยเอสไอ** การสอบเทียบต้องสิ้นสุดลงที่มาตรฐานปฐมภูมิ ซึ่งก็คือ[[หน่วยเอสไอ]]
***ระยะเวลา''' การสอบเทียบจะต้องทำซ้ำตามช่วงเวลาที่เหมาะสม ซึ่งขึ้นอยู่กับตัวแปรต่าง ๆ เช่น ความถี่ของการใช้งาน การนำไปใช้

### ความไม่แน่นอนของการวัด
ความไม่แน่นอนของการวัด (Uncertainty of Measurement) คือ สิ่งที่บ่งบอกความไม่สมบูรณ์ของปริมาณที่ถูกวัด จากขั้นตอนการสอบกลับ ซึ่งจะมีค่ามากขึ้นเรื่อย ๆ จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความสามารถในการวัดของแต่ละห้องปฏิบัติการ เป็นสิ่งที่บ่งบอกคุณภาพของการวัดว่าน่าเชื่อถือได้ดีเพียงใด การรายงานความไม่แน่นอนของการวัดจะต้องรายการพร้อมกับผลของการวัดเสมอ เพื่อจะให้เปรียบเทียบค่าที่ได้จากการวัดกับเกณฑ์มาตรฐานที่ยอมรับ 

การบอกค่าความไม่แน่นอนจะต้องบอกค่าที่วัดได้ ± ค่าความคลาดเคลื่อน พร้อมบอกระดับความเชื่อมั่นเป็นร้อยละ เช่น ผลการวัดความยาวของตัวต้านทานที่มีค่าระบุ 1 kΩ คือ 1,000.001 Ω มีค่าความไม่แน่นอน 0.001 Ω การรายงานผลการวัดจะอยู่ในรูป 1,000.001\Omega\pm 0.001\Omega ที่ระดับความเชื่อมั่น 95%

## อ้างอิง

หมวดหมู่:การวัด
หมวดหมู่:วิทยาศาสตร์