การสอบเทียบ เทียบกับการทวนสอบ: ภาษาแห่งความแม่นยำ
การวัดที่แม่นยำคือรากฐานของการทดสอบทางกลทุกประเภท การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่าง การสอบเทียบ กับการทวนสอบเป็นสิ่งสำคัญในการรับประกันความแม่นยำ ความสามารถในการสอบกลับได้ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดของระบบทดสอบของคุณ ไม่ว่าคุณจะกำลังตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุใหม่ การรับรองความถูกต้องของรอบการผลิต หรือการรักษาการปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ความน่าเชื่อถือของข้อมูลของคุณขึ้นอยู่กับหลักการสำคัญประการหนึ่งคือ เครื่องมือทดสอบของคุณต้องผ่านทั้งการสอบเทียบและการทวนสอบ
แม้ว่าคำสองคำนี้มักจะถูกใช้แทนกัน แต่ทั้งคู่แสดงถึงกระบวนการที่แตกต่างกันโดยมีวัตถุประสงค์ที่ต่างกัน การทำความเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับห้องปฏิบัติการใดๆ ที่พึ่งพาระบบวัดแรง เช่น ระบบทดสอบ แบบอเนกประสงค์ หรือระบบทดสอบ แบบไดนามิก ของ Instron
บทความนี้จะอธิบายแนวคิดเหล่านี้โดยใช้กรอบงานด้านมาตรวิทยาที่ได้รับการยอมรับในระดับสากลและมาตรฐานการวัดแรงที่อ้างอิงกันทั่วไป รวมถึงคำศัพท์มาตรวิทยาสากล (VIM), ASTM E4, ASTM E74, ISO 376 และ ISO 7500-1
ทำไมความแม่นยำจึงต้องมีภาษาเฉพาะของตัวเอง
ในวิทยาศาสตร์การวัด ความชัดเจนเป็นสิ่งสำคัญ คำต่างๆ เช่น การสอบเทียบ การทวนสอบ ความแม่นยำ ความเที่ยงตรง ความไม่แน่นอน และความสามารถในการสอบกลับได้ มีนิยามที่ชัดเจนซึ่งกำหนดวิธีการดำเนินงานของห้องปฏิบัติการทดสอบและวิธีการประเมินประสิทธิภาพของเครื่องมือ
หากไม่มีภาษาแห่งความแม่นยำที่ใช้ร่วมกัน:
- ผลการทดสอบจะขาดความน่าเชื่อถือ
- การตรวจประเมินจะทำได้ยากขึ้น
- ความเสี่ยงด้านการปฏิบัติตามข้อกำหนดเพิ่มสูงขึ้น
- เครื่องมืออาจถูกตีความผิดหรือใช้งานอย่างไม่ถูกต้อง
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ สิ่งสำคัญคือต้องนิยามการสอบเทียบและการทวนสอบให้ถูกต้อง
การสอบเทียบ (Calibration) คืออะไร
ตามคำศัพท์มาตรวิทยาสากล (VIM 2.39) [JCGM 200:2012] การสอบเทียบคือ:
การดำเนินการที่สร้างความสัมพันธ์ระหว่างค่าที่แสดงโดยเครื่องมือและค่าที่สอดคล้องกันซึ่งได้จากมาตรฐานอ้างอิง โดยแต่ละค่าจะมีความไม่แน่นอนของการวัดที่เกี่ยวข้อง
ในทางปฏิบัติ การสอบเทียบคือการเปรียบเทียบระหว่างอุปกรณ์อ้างอิงที่ผ่านการสอบเทียบแล้วกับหน่วยที่รับการทดสอบ เช่น โหลดเซลล์ของระบบทดสอบหรือระบบวัดแรง
การสอบเทียบมักเกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบระหว่าง:
- มาตรฐานแรงอ้างอิง (เช่น เครื่องมือพิสูจน์แรงที่สอบเทียบตาม ASTM E74 หรือ ISO 376)
- เครื่องมือที่กำลังถูกประเมิน (เช่น เครื่องทดสอบอเนกประสงค์ที่ประเมินตาม ASTM E4 หรือ ISO 7500-1)
วัตถุประสงค์ของการสอบเทียบคือเพื่อกำหนดว่าค่าที่อ่านได้จากเครื่องมือนั้นสอดคล้องกับค่าอ้างอิงที่สามารถสอบกลับได้มากน้อยเพียงใด
ลักษณะของการสอบเทียบ
- สร้างข้อมูลการวัด
- รายงานความไม่แน่นอนของการวัด
- สร้างความสามารถในการสอบกลับได้ทางมาตรวิทยา
- ให้ข้อมูลที่อาจบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการปรับแต่ง
- ไม่ได้กำหนดสถานะ ผ่าน/ไม่ผ่าน
การทวนสอบ (Verification) คืออะไร
ตาม VIM 2.44 การทวนสอบคือ: การจัดหาหลักฐานเชิงประจักษ์ว่ารายการนั้นๆ เป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุไว้
ในทางปฏิบัติ การทวนสอบคือการประเมินความสอดคล้องเพื่อยืนยันว่าเครื่องมือนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่ระบุไว้ในมาตรฐาน เช่น:
- ASTM E4: แนวทางปฏิบัติมาตรฐานสำหรับการสอบเทียบแรงและการทวนสอบเครื่องทดสอบ
- ISO 7500-1: เครื่องทดสอบแรงดึง/แรงอัด - การสอบเทียบและการทวนสอบระบบวัดแรง
ลักษณะของการทวนสอบ
- ให้การประเมินแบบ ผ่าน/ไม่ผ่าน
- ใช้ข้อมูลการสอบเทียบ และความไม่แน่นอนของการวัด (ถ้ามี) ตามกฎการตัดสินใจที่ใช้
- ยืนยันความสอดคล้องกับข้อกำหนดที่ระบุ
- อาจนำไปสู่การปรับแต่งหากระบบไม่เป็นไปตามเกณฑ์ความคลาดเคลื่อนที่กำหนด
- ไม่ได้สร้างความสัมพันธ์ในการสอบเทียบ
การทวนสอบตอบคำถามที่ว่า:
“อุปกรณ์นี้เป็นไปตามเกณฑ์ประสิทธิภาพที่กำหนดหรือไม่”
ความเหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะด้านมักจะได้รับการกำหนดผ่านการตรวจสอบความถูกต้อง (Validation) ซึ่งเป็นรูปแบบเฉพาะของการทวนสอบ
การสอบเทียบตอบคำถามที่ว่า:
“เครื่องมือนี้มีประสิทธิภาพอย่างไรเมื่อเทียบกับมาตรฐานอ้างอิงที่สอบกลับได้” การสอบเทียบไม่ได้กำหนดว่าเครื่องมือนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่ระบุหรือไม่ ซึ่งการตัดสินใจดังกล่าวจะดำเนินการผ่านการทวนสอบ
การสอบเทียบ เทียบกับการทวนสอบ: มุมมองแบบเปรียบเทียบ
| หัวข้อ | การสอบเทียบ | การทวนสอบ |
| นิยามโดย | VIM 2.39 | VIM 2.44 |
| วัตถุประสงค์ | สร้างความสัมพันธ์ในการวัดและความไม่แน่นอน | ยืนยันความสอดคล้องกับข้อกำหนดที่ระบุ |
| ผลลัพธ์ | ข้อมูลการวัด, ความสามารถในการสอบกลับได้, ความไม่แน่นอน | การตัดสิน ผ่าน/ไม่ผ่าน |
| มาตรฐานที่ใช้บ่อย | ASTM E74, ISO 376, ASTM E4, ISO 7500-1 | ASTM E4, ISO 7500-1, ASTM E74, ISO 376 |
| ความสามารถในการสอบกลับได้ | สร้างขึ้นผ่านห่วงโซ่การสอบเทียบ | พึ่งพาความสามารถในการสอบกลับได้ที่สร้างขึ้นผ่านการสอบเทียบ |
| การปรับแต่ง | ข้อมูลการสอบเทียบอาจบ่งชี้ถึงความจำเป็นในการปรับแต่ง | การปรับแต่งอาจเกิดขึ้นหากการทวนสอบพบความไม่สอดคล้อง |
| ความถี่ | กำหนดโดยระบบคุณภาพ, ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ หรือการวิเคราะห์ช่วงเวลาตามความเสี่ยง | กำหนดโดยระบบคุณภาพ, ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ หรือมาตรฐานการทดสอบ |
การสอบเทียบช่วยสร้างความแม่นยำและความสามารถในการสอบกลับได้ ในขณะที่การทวนสอบช่วยยืนยันความสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ทั้งสองกระบวนการมีความจำเป็นต่อการรักษาความสมบูรณ์ของการวัด
รากฐานของการวัดที่แม่นยำ
การทำความเข้าใจการสอบเทียบและการทวนสอบต้องอาศัยความคุ้นเคยกับแนวคิดพื้นฐานทางมาตรวิทยา 3 ประการ
ความแม่นยำ เทียบกับ ความเที่ยงตรง (VIM 2.13, 2.15)
- ความแม่นยำ (Accuracy) อธิบายถึงความใกล้เคียงกับค่าอ้างอิง
- ความเที่ยงตรง (Precision) อธิบายถึงความสามารถในการทำซ้ำของการวัด
ระบบสามารถให้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอ (ความเที่ยงตรงสูง) แต่ยังคงไม่แม่นยำได้ หากการวัดเบี่ยงเบนไปจากค่าอ้างอิงอย่างสม่ำเสมอ
ความไม่แน่นอนของการวัด (VIM 2.26)
ความไม่แน่นอนของการวัดถูกนิยามว่าเป็นพารามิเตอร์ที่แสดงถึงการกระจายตัวของค่าที่อ้างอิงถึงปริมาณที่วัดได้อย่างสมเหตุสมผล
ทำไมความไม่แน่นอนจึงสำคัญ:
- การวัดทั้งหมดมีความไม่แน่นอน
- การตัดสินใจในการทวนสอบอาจรวมความไม่แน่นอนเข้าด้วยกัน ขึ้นอยู่กับกฎการตัดสินใจที่ใช้
- ความคลาดเคลื่อนของการวัดกำหนดความใกล้เคียงกับขีดจำกัดเกณฑ์ความคลาดเคลื่อน ในขณะที่ความไม่แน่นอนยังเป็นปัจจัยสำคัญในความน่าจะเป็นของการยอมรับที่ผิดพลาดและการปฏิเสธที่ผิดพลาด (PFA และ PFR) ซึ่งเป็นการแสดงออกถึงความเสี่ยง
ความสามารถในการสอบกลับได้ทางมาตรวิทยา (VIM 2.41)
ความสามารถในการสอบกลับได้คือห่วงโซ่การสอบเทียบที่มีการบันทึกไว้และไม่ขาดสาย ซึ่งเชื่อมโยงผลการวัดเข้ากับมาตรฐานอ้างอิงที่ได้รับการยอมรับ
สำหรับการสอบเทียบแรง ห่วงโซ่ความสามารถในการสอบกลับได้มักจะเป็นไปตามลำดับดังนี้:
- การทำให้หน่วยวัดเป็นจริงผ่านระบบหน่วยสากล (SI)
- มาตรฐานระดับชาติหรือมาตรฐานปฐมภูมิ (มักทำให้เป็นจริงโดยใช้มาตรฐานแรงแบบน้ำหนักกดโดยตรง)
- เครื่องมือพิสูจน์แรงอ้างอิง (สอบเทียบตาม ASTM E74 หรือ ISO 376)
- มาตรฐานใช้งาน
- ระบบทดสอบของลูกค้า (ทวนสอบตาม ASTM E4 หรือ ISO 7500-1)
ห่วงโซ่ความสามารถในการสอบกลับได้นี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผลการวัดสามารถโต้แย้งได้ มีความน่าเชื่อถือ และสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านคุณภาพ
การสอบเทียบและการทวนสอบนำมาใช้กับระบบของ Instron อย่างไร
เครื่องทดสอบอเนกประสงค์ของ Instron พึ่งพากระบวนการที่เป็นมาตรฐานเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของการวัด
การสอบเทียบประกอบด้วย:
- การใช้เครื่องมือพิสูจน์แรงที่สอดคล้องตามมาตรฐาน ASTM E74 หรือ ISO 376
- การเปรียบเทียบค่าที่จุดรับแรงหลายจุด
- การกำหนดความไม่แน่นอนและความสามารถในการสอบกลับได้
การทวนสอบประกอบด้วย:
- การใช้เกณฑ์ความคลาดเคลื่อนด้านประสิทธิภาพตามมาตรฐาน ASTM E4 หรือ ISO 7500-1
- การพิจารณาว่าเครื่องทดสอบเป็นไปตามขีดจำกัดประสิทธิภาพที่กำหนดหรือไม่
- การออกผลการตัดสินว่าผ่านหรือไม่อนุมัติ
มาตรฐานการทดสอบจำนวนมาก รวมถึง ASTM E4 กำหนดให้มีการเก็บข้อมูลการสอบเทียบในระหว่างกระบวนการทวนสอบ ซึ่งหมายความว่ากิจกรรมเหล่านี้มักจะดำเนินการควบคู่กันไป
การสอบเทียบช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องทดสอบจะให้ข้อมูลการวัดที่แม่นยำ ส่วนการทวนสอบเป็นการยืนยันว่าระบบเป็นไปตามข้อกำหนดที่ระบุไว้
เมื่อใดควรทำการสอบเทียบ* และการทวนสอบ
การสอบเทียบมักจะดำเนินการเมื่อ:
- ติดตั้งโหลดเซลล์ใหม่หรือส่วนประกอบวัดแรงใหม่
- หลังการซ่อมแซมหรือการเปลี่ยนส่วนประกอบ
- หลังเกิดเหตุการณ์โหลดเกิน (Overload)
- ตามช่วงเวลาที่กำหนดโดยระบบคุณภาพหรือการวิเคราะห์การสอบเทียบตามความเสี่ยง
- หลังการย้ายตำแหน่งเครื่องมือทดสอบ (ข้อกำหนดของ ASTM E4)
การทวนสอบมักจะดำเนินการเมื่อ:
- ทำการทดสอบเพื่อการยอมรับหรือการทดสอบการผลิตที่สำคัญ
- ทำการตรวจสอบคุณภาพตามปกติ
- หลังการย้ายตำแหน่งเครื่องมือทดสอบ (ข้อกำหนดของ ASTM E4)
- ยืนยันความสอดคล้องอย่างต่อเนื่องระหว่างช่วงเวลาการสอบเทียบ
ทำไมการใช้คำศัพท์ผิดจึงทำให้เกิดปัญหา
การสับสนระหว่างการสอบเทียบและการทวนสอบอาจส่งผลให้เกิด:
- การตรวจประเมินจากภายนอกไม่ผ่าน
- รายงานการทดสอบไม่เป็นไปตามข้อกำหนด
- การระบุประสิทธิภาพของเครื่องมือผิดพลาด
- การตัดสินใจยอมรับที่ไม่ถูกต้อง
- การสูญเสียความสามารถในการสอบกลับได้ของการวัด
ในอุตสาหกรรมที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด รวมถึงการทดสอบด้านชีวการแพทย์ การบินและอวกาศ และยานยนต์ ความเสี่ยงเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการดำเนินงานและด้านกฎระเบียบ
ความเชี่ยวชาญของ Instron
ที่ Instron เราเชี่ยวชาญในการทำให้ระบบทดสอบวัสดุรักษาความแม่นยำ ความสามารถในการสอบกลับได้ และการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมการทดสอบที่เข้มงวด
ความสามารถของเราประกอบด้วย:
- บริการสอบเทียบนอกสถานที่ที่ได้รับ การรับรองมาตรฐาน ISO/IEC 17025 ผ่าน NVLAP ภายใต้รหัสห้องปฏิบัติการ 200301-0
- การสอบเทียบแรง และการทวนสอบตามมาตรฐาน ASTM E4 และ ISO 7500-1
- การทำให้แรงปฐมภูมิเป็นจริงโดยใช้มาตรฐานน้ำหนักกดโดยตรง พร้อมมาตรฐานทุติยภูมิที่สอบเทียบตาม ASTM E74 และ ISO 376
- การวิเคราะห์ความไม่แน่นอนของการวัดโดยผู้เชี่ยวชาญ
- การให้คำปรึกษาเกี่ยวกับช่วงเวลาการสอบเทียบและข้อกำหนดของระบบคุณภาพ
วิศวกรบริการภาคสนามของเราได้รับการฝึกอบรมจากโรงงานและผ่านการตรวจประเมินผ่านเครือข่ายห้องปฏิบัติการสอบเทียบระดับโลกของ Instron เพื่อให้มั่นใจในประสิทธิภาพการวัดที่สม่ำเสมอและน่าเชื่อถือ
เพื่อทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเลือกผู้ให้บริการสอบเทียบที่เหมาะสม โปรดอ่าน วิธีที่ผู้ให้บริการสอบเทียบส่งผลต่อความเสี่ยงของคุณ
สรุป
- การสอบเทียบช่วยสร้างความสัมพันธ์ในการวัด ความไม่แน่นอน และความสามารถในการสอบกลับได้
- การทวนสอบช่วยยืนยันความสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่ระบุ
- ทั้งสองกระบวนการมีบทบาทที่แตกต่างกันแต่ส่งเสริมซึ่งกันและกัน
- ทั้งคู่จำเป็นต่อการสร้างผลการทดสอบที่น่าเชื่อถือ โต้แย้งได้ และเป็นไปตามข้อกำหนด
การทำความเข้าใจภาษาแห่งความแม่นยำช่วยให้ห้องปฏิบัติการสามารถตัดสินใจได้อย่างรอบคอบ รักษาการปฏิบัติตามข้อกำหนด และสร้างข้อมูลที่น่าเชื่อถือ
*หมายเหตุเกี่ยวกับ “การสอบเทียบซอฟต์แวร์” ใน Bluehill Universal (BHU)
ผู้ใช้จำนวนมากใช้ฟังก์ชัน “การสอบเทียบ” ทางอิเล็กทรอนิกส์ภายใน Bluehill Universal (BHU) คุณลักษณะนี้จะทำการสอบเทียบแบบ Shunt ซึ่งจะปรับสมดุลของระบบอิเล็กทรอนิกส์ในการวัดและรีเซ็ตการปรับแต่งตัวต้านทานภายใน แม้ว่าการสอบเทียบด้วยซอฟต์แวร์นี้จะช่วยรักษาความเสถียรของการวัดระหว่างการเข้ารับบริการ แต่ก็ไม่สามารถทดแทนการสอบเทียบที่สอบกลับได้ซึ่งดำเนินการด้วยมาตรฐานอ้างอิงโดยวิศวกรบริการภาคสนามของ Instron การสอบเทียบนอกสถานที่อย่างสม่ำเสมอยังคงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการรักษาความสามารถในการสอบกลับได้ทางมาตรวิทยาและการปฏิบัติตามมาตรฐานการทดสอบที่เกี่ยวข้อง