Unit 2

หนว่ ยที่ 2
หนว่ ยและการวดั

ขั้นตอนหน่ึงของการท่ีจะได้มาซึ่งความรู้ทางวิทยาศาสตร์ต้องอาศัยการบันทึก การทดลอง
โดยการบันทึกและการทดลองจะให้ผลท่ีเที่ยงแท้ แม่นยา ต้องอาศัย การวัด นอกจากน้ีแล้วการวัดยัง
เกยี่ วขอ้ งกับการดาเนนิ ชวี ติ ของคนเราตั้งแต่เกดิ จนลาโลกไปสิ่งสาคญั ในการวดั มีด้วยกนั 2 ประการ คือ

1. เครื่องมือเครื่องมือวัด หมายถึงปริมาณมาตรฐาน (Standard) ซึ่งเป็นตัวแทนของหน่วยวัด
โดยที่การวัดเป็นปฏิบัติการทางเทคนิคท่ีต้องปฏิบัติตามวิธีการวัดที่กาหนดขั้นตอนไว้แล้ว เพื่อการ
เปรียบเทียบกันระหว่างปริมาณทางกายภาพใด ๆ ท่ีถูกวัดและปริมาณมาตรฐาน โดยผลวัดจะบอกทั้ง
ขนาดและมติ ิ

2. วิธีการ วิธกี ารในการวัดต้องเหมาะสมกบั เคร่ืองมือนั้นๆ เพื่อได้ขอ้ มูลที่ทุกคนยอมรับ สาหรับ
ง า น เ ก็ บข้ อ มู ล ทา ง วิ ท ยา ศ า ส ตร์ ม า ต ร ฐ า น ข อง เ ค ร่ื อง มื อ แ ละ วิ ธี ก าร ข อ ง ก า ร วั ด เป็ น ส่ิ ง สา คั ญ ม า ก
เพ่อื ความเชื่อถอื ของขอ้ มูลทีไ่ ดม้ า

การกาหนดมาตราวัดปริมาณต่างๆ มกี ารพฒั นาตั้งแตอ่ ดตี จนถงึ ปจั จบุ ันมดี ้วยกันหลายระบบท้ัง
ของไทยและต่างประเทศปจั จุบันมาตราวดั ความยาวของไทยในอดีตยงั ใช้อยู่บ้างเช่น การวัดความยาวเป็น
วา โดย 1 วามีคา่ เท่ากบั 2 เมตร หรือพนื้ ที่กย็ ังใช้เป็นตารางวา โดย

1 ตารางวาเทา่ กบั 4 ตารางเมตร หรือ พื้นท่ี 1 ไร่ มี 400 ตารางวา เปน็ ต้น
ในต่างประเทศก็มีเหมือนกัน มีการใช้มาตรการวัดหลายๆ ระบบ ซึ่งทาให้เกิดความยุ่งยากใน
การเปรียบเทยี บของระบบตา่ งๆ เนอื่ งจากหนว่ ยของมาตราวัดแตล่ ะระบบจะแตกตา่ งกนั
ในปี พ.ศ. 2503 ได้มีการประชุมร่วมกันของนักวิทยาสาตร์ จากหลายๆ ประเทศเพ่ือตกลงให้มี
ระบบการวัด ปริมาณตา่ งๆ เป็นระบบมาตรฐานระหวา่ งชาติ ท่ีเรียกวา่ หน่วยระหวา่ งชาติ (International
System of Units หรอื Systeme-International d’ Unites) และกาหนดให้ใชอ้ ักษรย่อแทนชอื่ ระบบนี้
ว่า “SI” หรือ หน่วยเอสไอ (SI unit) เพือ่ ใชใ้ นการวดั ทางวิทยาศาสตรแ์ ละเทคโนโลยี

ระบบหน่วยระหว่างชาติ หรือ เอสไอ ประกอบด้วย หน่วยฐาน หน่วยอนุพัทธ์ และคาอุปสรรค
ซงึ่ มีรายละเอียดดงั น้ี

หน่วยฐาน (Base Units)เปน็ หนว่ ยหลกั ของเอสไอ มีทัง้ หมด 7 หน่วย ดงั ตาราง

หน่วยอนุพัทธ์ (Derived Units) เป็นหน่วยซึ่งมีหน่วยฐานหลายหน่วยมาเกี่ยวข้องกัน เช่น
หน่วยของความเร็วเป็น เมตร/วินาที ซ่ึงมีเมตร และวินาทีเป็นหน่วยฐาน หน่วยน้ีมีอยู่หลายหน่วย และ
บางหนว่ ยกใ็ ชช้ อื่ สญั ลักษณ์เป็นพิเศษ ดงั ตัวอยา่ งในตาราง

คาอุปสรรค (PreFixes)เม่ือค่าในหน่วยฐานหรือหน่วยอนุพันธ์น้อยหรือมากเกินไปเราอาจเขียน
ค่านั้นอยู่ในรูปตัวเลขคูณด้วยตัวพหุคูณ (ตัวพหุคูณ คือ เลขสิบยกกาลังบวกหรือลบ) ได้เช่น ระยะทาง

0.002 เมตร เขียนเป็น 2x10-3 เมตร ตัวพหุคูณ 10-3 แทนด้วยคาอุปสรรคมิลลิ (m) ดังน้ัน ระยะทาง
0.002 เมตร อาจเขียนได้วา่ 2 มลิ ลเิ มตร คาอุปสรรคทใี่ ชแ้ ทนตัวพหุคณู และสญั ลักษณ์ แสดงไวใ้ นตาราง

เคร่อื งมือวัดทางวทิ ยาศาสตร์
ความรู้ต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะอยา่ งยิ่งความรู้ทางฟิสิกส์ทีม่ ีการค้นพบข้อมูลใหม่ ๆ

ต้องอาศัยเคร่ืองมือวัด และผู้ท่ีจะใชก้ ็ต้องทาความรู้จัก ทาความเข้าใจเกี่ยวกับการใช้เครื่องมือวัดต่าง ๆ
ให้ถ่องแท้ เพอ่ื จะได้สามารถตัดสินใจเลอื กใชเ้ ครอ่ื งมอื วัดให้เหมาะสมกบั งานท่ีทา เพือ่ ความปลอดภัยใน
การทางาน ประหยัดเวลา เช่น การวัดอุณหภูมิในเตาเผา ซึ่งมีอุณหภูมิสูงมากเป็นพันองศาเซลเซียส
เทอร์โมมิเตอร์แบบหลอดแก้ว ภายในบรรจุของเหลว ใช้วัดอุณหภูมิไม่ได้ ต้องวัดด้วย ไพโรมิเตอร์
(Pyrometer)

เครื่องมือวัดต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์มีการพัฒนาออกมาเร่ือย ๆ ควรติดตามสอบถามจาก
บริษัทผู้ผลิต หรือบริษัทจาหน่ายเครื่องมือวัดทางวิทยาศาสตร์ เพ่ือจะได้ทราบข้อมูลข่าวสาร ประโยชน์
และวธิ ีการใช้เครื่องมือวัดเหล่านนั้ เพอ่ื ช่วยใหป้ ระหยัดเวลาในการคน้ หาความร้ใู หม่

1.1 การแสดงผลของการวัดเครื่องมือวัดทุกชนิดจะมีภาคแสดงผลการวัดให้ผวู้ ัดได้ทราบค่าเพื่อ
จะได้นาไปบันทึกผลการวัด แล้วนาไปวิเคราะห์ เพ่ือใช้งานต่อไป ในปัจจุบันภาคแสดงผลการวัดของ
เคร่อื งมอื วัดมี 2 แบบ คอื แบบ ขึดสเกล และ แบบตัวเลข

(1) การแสดงผลดว้ ยขีดสเกล เป็นรปู แบบการแสดงผลท่ีใช้กนั มานานแล้วจนถึงปัจจุบัน
เช่น สเกลไม้บรรทัด สเกลของตาช่ัง สเกลบนกระบอกตวง สเกลบนหน้าปัดนาฬิกาแบบเป็นเข็ม สเกล
เครือ่ งวัดทางไฟฟ้าแบบเข็ม เปน็ ต้น ผวู้ ัดจะต้องมีความชานาญ จงึ จะอา่ นได้รวดเร็วและถูกต้อง

(2) การแสดงผลแบบตัวเลข เนือ่ งจากเทคโนโลยีดา้ นไมโครอเิ ล็กทรอนิกสไ์ ดพ้ ฒั นาอยา่ ง
รวดเร็ว ทาให้เครอื่ งมอื วัดหลายชนิด แสดงผลการวัดเป็นตัวเลข เพือ่ ความสะดวกรวดเร็ว และราคาก็ไม่
แพงมากนักจึงได้รับความนิยม และใช้กันอย่างแพร่หลาย เช่น นาฬิกาข้อมือ เครื่องช่ังเทอร์โมมิเตอร์
เป็นต้น

การอา่ นผลจากเครือ่ งมอื วัด
การอ่านผลจากเคร่ืองมือวัดท้ังแบบขดี สเกลและแบบตัวเลข ค่าที่อ่านได้ จะเปน็ ตวั เลข แล้วตาม

ด้วยหน่วยของการวัด เช่น ปากกายาว 14.45 เซนติเมตร ตูมตามมีมวล 46.525 กิโลกรัม เป็นต้น การ
อ่านคา่ จากเครื่องวัดใหถ้ กู มีวิธีการดังน้ี

(1) การอ่านค่าจากเครอื่ งมือวดั แบบแสดงผลด้วยขีดสเกล ก่อนอ่านเราต้องทราบความละเอียด
ของเคร่ืองมือวัดน้ัน ๆ เสียก่อน ว่า สามารถอ่านได้ละเอียดท่ีสุดเท่าไร เช่น ไม้บรรทัดที่มีช่องสเกลเล็ก
ที่สุดเท่ากับ 1 มิลลิเมตร หรือ 0.1 เซนติเมตร เราก็สามารถอ่านได้ละเอียดที่สุดเพียงทศนิยมตาแหน่ง
เดียวของเซนตเิ มตรเท่าน้ัน และเราต้องประมาณค่าตัวเลขหลังทศนิยมตาแหน่งท่ีสองเพ่ือให้ได้ผลการวัด
ใกลเ้ คยี งความจริงท่สี ุดดงั รูป และทุกครัง้ ทอ่ี า่ นค่าจากเคร่ืองวัดแบบสเกล ไม่วา่ ชนดิ ใดก็ตามต้องให้ระดับ
สายตาท่ีมองตง้ั ฉากกบั เครอื่ งวดั ทุก ๆ ครั้ง เพอ่ื จะไดผ้ ลการวดั ใกลเ้ คียงความจรงิ ทส่ี ดุ

(ก) อ่านได้ 8.33 หรอื 8.34 หรือ 8.35 เซนติเมตร ตัวเลขตัวสดุ ท้ายคือ 3, 4 และ 5 เป็นตวั เลขท่ี
ประมาณข้นึ มาเพื่อใหค้ า่ ให้เคยี งความเป็นจริง

(ข) อ่านได้ 8.30 เซนติเมตร ถ้ามนั่ ใจว่าความยาว AB ยาว 8.3 พอดี ตัวเลขท่ีประมาณขึ้นมากค็ ือ
ศนู ย์

(ค) อ่านได้ 8.00 เซนติเมตร ถ้ามั่นใจว่าความยาว AB ยาว 8 เซนติเมตร พอดีต้องแสดงความ
ละเอียดด้วยศูนยต์ วั แรก และบอกค่าประมาณอกี 1 ตัว คือ ศูนย์ตัวท่ีสอง

2. การอ่านค่าจากเคร่ืองวัดแบบแสดงผลด้วยตัวเลข สามารถอ่านได้โดยตรงตามตัวเลขบน
จอภาพ เช่น เวลา 10.10 นาฬิกา ของหนัก 1.53 กิโลกรัม เป็นต้น ไม่ต้องบอกค่าประมาณ สาหรับค่า
ความไม่แน่นอน หรือความคลาดเคล่ือนของผลการวัดนนั้ ถ้าจาเป็นจะต้องระบุ ให้ดูจากค่มู ือการใช้งาน
ของเคร่อื งมือวัดนนั้ ๆ

การเลอื กใช้เคร่อื งมอื วัด
เน่ืองจากเคร่ืองมือวัดแต่ละประเภทมีความละเอียดแตกต่างกัน การท่ีจะเลือกเครื่องมอื วดั แบใด

หรือประเภทใด กต็ ้องดูตามความเหมาะสมกับงานน้นั ๆ เช่นการวัดความยาวท่ัว ๆ ไป ควรใช้ตลับเมตร
หรือไมเ้ มตร ซ่ึงมีความละเอียดถึง 1 มลิ ลิเมตร กพ็ อเพียงแลว้ แต่สาหรับงานกลึง หรืองานเจียระไนโลหะ
เครื่องมือวัดท่ีต้องใช้ต้องมีความละเอียดถึงระดับ 0.1 มิลลิเมตร หรือ 0.01 มิลลิเมตร สาหรับงานที่
ตอ้ งการความละเอียดสงู ขึ้นไปอีก ดงั นนั้ ไม้บรรทัดจึงใชว้ ัดไมไ่ ด้ ตอ้ งใช้ เวอรเ์ นียร์ หรอื ไมโครมเิ ตอร์

การใช้เครือ่ งมอื ทม่ี ีความละเอียด และความถกู ตอ้ งสูงจะมีราคาคอ่ นขา้ งแพง ต้องทาด้วยความระมัดระวัง
และผู้ใชต้ อ้ งมีความชานาญมากพอ มิฉะน้นั ผลการวดั อาจผิดพลาด และเครอื่ งมืออาจได้รบั ความเสียหาย

ส่ิงท่มี ผี ลกระทบต่อความถกู ตอ้ งของการวดั
เน่ืองจากในการวัดเราต้องการให้ได้ผลถูกต้องท่ีสุดเท่าที่จะทาได้ จึงจาเป็นต้องพิจารณาถึง

ส่ิงต่าง ๆ ท่ีอาจมีผลกระทบต่อความถูกต้องของการวัด เช่น เคร่ืองมือวัด วิธีการวัด ผู้ทาการวัด และ
สภาพแวดล้อมขณะทาการวัดเปน็ ต้น ดังมีรายละเอียดตอ่ ไปนี้

(1) เครอื่ งมือวดั เครอื่ งมือวดั ท่ีใชต้ อ้ งไดม้ าตรฐาน ผ่านการตรวจสอบแล้วจากผูผ้ ลติ และควรเก็บ
รักษาอย่างถูกต้องเพื่อป้องกันการเส่ือมสภาพเร็วเกินไป และจะใช้งานได้ดี ควรศึกษาจากคู่มือของ
เครื่องมือวดั น้ัน ๆ

(2) วิธกี ารวดั ในการวัดปรมิ าณอย่างเดียวกัน วิธีการวดั อาจแตกต่างกัน เชน่ การวดั ความสูงของ
คน การวัดความกว้างของแม่นา้ วิธีการวัดและเครื่องมอื ย่อมแตกต่างกนั ดังนน้ั การจะใช้วธิ กี ารวดั แบบใด
ตอ้ งให้เหมาะสมกบั สงิ่ ท่ีตอ้ งการวดั และข้อควรระวังในขณะทาการวดั จะตอ้ งไม่มกี ารเปลย่ี นแปลง

(3) ปริมาณที่ต้องการวัด หรือมีผลกระทบให้น้อยที่สุด (3)ผู้ทาการวัด มีความสาคัญมากในการ
เกบ็ ข้อมลู ต้องมีความรู้ ความเข้าใจ เกี่ยวกับเคร่ืองมือวัด วิธกี ารวดั เป็นอยา่ งดี เพอื่ ท่ีจะได้เลอื กเครอื่ งมือ
วัด และวิธีการอย่างเหมาะสมกับงานที่ต้องการวัด รวมทั้งต้องเป็นคนท่ีมี ความรอบคอบ และ สภาพ
รา่ งกายมีความพรอ้ ม

(4) สภาพแวดล้อมขณะทาการวัด ขณะทาการวัดสภาพแวดล้อมต้องไม่มีผลกระทบต่อส่ิงท่ีทา
การวัด เช่น ถ้าตอ้ งการวดั ความสว่างของหลอดไฟตอ้ งปดิ ห้องใหม้ ิดชดิ อยา่ ใหแ้ สงสว่างจากภายนอกเข้า
มาเกี่ยวขอ้ ง เพราะจะทาให้ผลการวดั ผิดพลาด

การบนั ทกึ ตวั เลขทเ่ี หมาะสม
การบันทกึ ผลการวัดจะมคี วามละเอียดมากน้อยเพียงใด ขนึ้ อยู่กับความละเอยี ดของเครื่องมือวัด

ตวั เลขที่ได้จากการวดั จงึ บอกถงึ ความละเอยี ดของเคร่อื งมือทีใ่ ช้วัด ดังรปู

จากรูป (ก) ไม้บรรทดั มีความละเอียด แค่ 1 เซนตเิ มตร วัดความยาว AB ได้ 3.3 เซนติเมตร เลข
ตวั สดุ ทา้ ย คือ 3 เป็นตัวเลขที่ประมาณขน้ึ มา ซึ่งอาจประมาณเปน็ 2 หรอื 4 กไ็ ด้

(ข) ไม้บรรทัดมีความละเอียดถึง 0.1 เซนติเมตร วัดความยาว AB ได้ 3.32 เซนติเมตร ตัวเลข
สดุ ท้าย คอื 2 เปน็ ตวั เลขทปี่ ระมาณขนึ้ มา ซึ่งอาจประมาณเป็น 1 หรือ 3 ก็ได้

ดงั นั้นการบันทึกตวั เลขท่ีเหมาะสม ต้องบันทึกตามคา่ ทอี่ า่ นไดจ้ รงิ จากเครื่องมือวัด และประมาณ
ตัวเลขต่อท้ายอีก 1 ตัว เพ่ือให้ผลการวดั ใกลเ้ คียงความจรงิ มากทสี่ ดุ