**มาตรวิทยา** (อังกฤษ: Metrology) คือวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการวัด การวิเคราะห์ การทดสอบ ทั้งภาคทฤษฎีและปฏิบัติจริง มีการกำหนดรายละเอียดของหน่วยวัด มาตรฐานด้านการวัดที่เป็นสากลเพื่อเป็นอ้างอิงของกิจกรรมการวัดต่างๆ 

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

ความหมาย
--------

คำว่า "Metrology" ได้มาจากการเชื่อมคำในภาษากรีกสองคำ คือ *metron* (การวัด) และ *logos* (ศาสตร์) เมื่อรวมกันจึงแปลว่า *"ศาสตร์แห่งการวัด"* ปัจจุบัน พจนานุกรมต่างๆ 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
-----------------

การวัดขนาดและปริมาณต่างๆ เป็นกิจกรรมที่สังคมมนุษย์กระทำกันมาตั้งแต่เกิดสังคมเมืองขึ้น ในอดีตหน่วยวัดที่กำหนดขึ้นจะใช้กันภายในกลุ่มเดียวกัน ทำให้เกิดความไม่สะดวกในการซื้อขายแลกเปลี่ยน สังคมมนุษย์จึงต้องการหน่วยวัดขนาดและปริมาณที่ทุกๆ คนยอมรับ
วันที่ 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2418 (ค.ศ. 1875) รัฐบาล 17 ประเทศทั่วโลกที่เป็นสมาชิกก่อตั้ง The Metre Convention จึงได้ลงนามร่วมกันใน*สนธิสัญญาเมตริก* ที่กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส และประกาศให้วันที่ 20 พฤษภาคมของทุกปีเป็น*วันมาตรวิทยาโลก*

สาระสำคัญของสนธิสัญญาเมตริกมีรายละเอียดดังนี้

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

### สำนักงานชั่ง ตวง วัดระหว่างประเทศ (BIPM)

**สำนักงานชั่ง ตวง วัดระหว่างประเทศ** (อังกฤษ: International Bureau of Weights and Measures, ฝรั่งเศส: *Bureau International des Poids et Mesures*) เป็นองค์กรที่จัดตั้งขึ้นตามสนธิสัญญาเมตริก สำนักงานใหญ่อยู่ที่กรุงปารีส โดยใช้ปาวิลลอง เดอ เบรตุย (Pavillon de Breteuil) เป็นที่ตั้งของสำนักงานใหญ่ มีจุดมุ่งหมายให้ทั่วโลกมีการวัดไปในทางเดียวกัน **สถาปนาหน่วยวัดพื้นฐาน เก็บรักษาต้นแบบหน่วยวัดสากลและการสอบกลับได้ไปยังหน่วยเอสไอ**

ปัจจุบัน BIPM มีสมาชิกทั้งหมด 80 ประเทศ

### คณะกรรมการมาตรวิทยาสากล (CIPM)

**คณะกรรมการมาตรวิทยาสากล** (อังกฤษ: International Committee for Weights and Measures, ฝรั่งเศส: *Comité International des Poids et Mesures*) ประกอบไปด้วยคณะกรรมการ 18 คน เป็นผู้แทนจากสถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติของประเทศที่ลงนามในสนธิสัญญาเมตริก **มีหน้าที่ในการส่งเสริมหน่วยวัดสากลให้เป็นไปในทิศทางเดียวกัน** จัดการประชุมปีละ 1 ครั้ง ณ BIPM

### การประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศ (CGPM)

**การประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศ** (อังกฤษ: General Conference on Weights and Measures, ฝรั่งเศส: *Conférence Générale des Poids et Mesures*) เป็นการประชุมเพื่อรับฟังรายงานผลความสำเร็จของ CIPM โดยอภิปรายและตรวจสอบเพื่อสร้างความมั่นใจในการเผยแพร่และพัฒนาหน่วยวัดสากล จนถึงรับรองการกำหนดมาตรวิทยาพื้นฐานใหม่ๆ รวมถึงควบคุมดูแล BIPM จัดขึ้นทุกๆ 4 ปี ณ กรุงปารีส

### องค์การระหว่างประเทศด้านการชั่งตวงวัดทางกฎหมาย (OIML)

**องค์การระหว่างประเทศด้านการชั่งตวงวัดทางกฎหมาย** (อังกฤษ: International Organization of Legal Metrology, ฝรั่งเศส: *Organisation Internationale de Métrologie Légale*) เป็นองค์การสนธิสัญญาระหว่างรัฐบาล ซึ่งประกอบด้วยสมาชิกถาวร (Member States) ซึ่งเป็นประเทศที่มีส่วนร่วมในกิจกรรมด้านเทคนิค และสมาชิกสมทบ (Corresponding Members) ซึ่งเป็นประเทศที่มีส่วนร่วมในการสังเกตการณ์ เท่านั้น  ได้ก่อตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1955 เพื่อที่จะส่งเสริมให้การชั่งตวงวัดทางกฎหมาย (legal metrology) ของโลกให้สอดคล้องกัน ตั้งแต่ก่อตั้งจนถึงบัดนี้ OIML ได้จัดทำเอกสารเพื่อให้ประเทศสมาชิกใช้เป็นแนวทางในการจัดทำโครงสร้างองค์กรที่กำกับงานชั่งตวงวัดทางกฎหมายภายในประเทศสมาชิก และเอกสารที่ใช้เป็นแนวทางในการออกกฎหมายและกฎระเบียบเพื่อการกำกับดูแลงานชั่งตวงวัดทางกฎหมายภายในประเทศ

```
     สำนักชั่งตวงวัด กรมการค้าภายใน กระทรวงพาณิชย์ เป็นสมาชิกถาวร (Member State)ในนามประเทศไทย
```

ระบบมาตรวิทยาในประเทศไทย
------------------------

ประเทศไทยเข้าเป็นสมาชิกของ The Metre Convention ในปี พ.ศ. 2455 (ค.ศ. 1912) ในรัชสมัยของพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว 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 ซึ่งก็คือหน่วยเอสไอ
* **ระยะเวลา** การสอบเทียบจะต้องทำซ้ำตามช่วงเวลาที่เหมาะสม ซึ่งขึ้นอยู่กับตัวแปรต่างๆ เช่น ความถี่ของการใช้งาน การนำไปใช้

### ความไม่แน่นอนของการวัด

ความไม่แน่นอนของการวัด (Uncertainty of Measurement) คือ สิ่งที่บ่งบอกความไม่สมบูรณ์ของปริมาณที่ถูกวัด จากขั้นตอนการสอบกลับ ซึ่งจะมีค่ามากขึ้นเรื่อยๆ จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับความสามารถในการวัดของแต่ละห้องปฏิบัติการ เป็นสิ่งที่บ่งบอกคุณภาพของการวัดว่าน่าเชื่อถือได้ดีเพียงใด การรายงานความไม่แน่นอนของการวัดจะต้องรายการพร้อมกับผลของการวัดเสมอ เพื่อจะให้เปรียบเทียบค่าที่ได้จากการวัดกับเกณฑ์มาตรฐานที่ยอมรับ

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

อ้างอิง
-------

1. 1 2 3 4 5  เอกสารประกอบการอบรม โครงการค่ายมาตรวิทยาชิงทุนการศึกษาภายใต้แนวคิด "หนึ่งการวัด...ยอมรับทั่วโลก" เรื่อง "หลักการมาตรวิทยาสากล" ระหว่างวันที่ 19-21 สิงหาคม 2553" ในงานมหกรรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ประจำปี 2553 โดย พล.อ.ต.ดร.เพียร โตท่าโรง ผอ.สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ
2. ↑  "สำเนาที่เก็บถาวร". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2011-04-05. สืบค้นเมื่อ 2011-04-02.
3. ↑  "สำเนาที่เก็บถาวร". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-08-20. สืบค้นเมื่อ 2011-04-02.
4. ↑  "สำเนาที่เก็บถาวร". คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2009-12-16. สืบค้นเมื่อ 2011-04-02.
5. ↑
6. ↑  สิวินีย์ สวัสดิ์อารี, อัจฉรา เจริญสุข. มาตรวิทยาเบื้องต้น. ปทุมธานี: สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, 2553, หน้า 16-17
7. ↑  มาตรวิทยาเบื้องต้น หน้า 17-18
8. ↑  มาตรวิทยาเบื้องต้น หน้า 24
9. ↑  มาตรวิทยาเบื้องต้น หน้า 18-21