มาตรวิทยาคือศาสตร์แห่งการวัด มันสร้างความเข้าใจร่วมกันของหน่วยที่มีความสำคัญต่อการวัดกิจกรรมของมนุษย์ใดๆ
ไม่ว่าศาสตร์แห่งมาตรวิทยาจะซับซ้อนแค่ไหน งานของมาตรวิทยาก็ถูกกำหนดขึ้นในศตวรรษที่ 18 สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างระบบเมตริกทศนิยมในปี พ.ศ. 2338 ซึ่งกำหนดชุดมาตรฐานสำหรับการวัดประเภทอื่น ประเทศอื่นๆ อีกหลายประเทศนำระบบนี้มาใช้ระหว่างปี พ.ศ. 2338 ถึง พ.ศ. 2418
เพื่อสร้างมาตรฐานโลกที่สม่ำเสมอตามอนุสัญญาเมตริก สำนักระหว่างประเทศเพื่อการต่อต้านการเบี่ยงเบนจากระบบ (BIPM) ได้ก่อตั้งขึ้น ส่งผลให้เกิดการสร้างระบบสากลของหน่วยอันเป็นผลมาจากมติที่นำมาใช้ในปี 2503 ดังนั้นงานหลักของมาตรวิทยาจึงกลายเป็นสากลมากขึ้น ตอนนี้มันเป็นหนึ่งในวิทยาศาสตร์ที่ชะตากรรมของมนุษยชาติเกือบจะขึ้นอยู่กับเพราะมันกำหนดบรรทัดฐานที่นำมาใช้ทั่วโลก
งานมาตรวิทยา มาตรฐาน การรับรอง
วิทยาศาสตร์นี้แบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก ประการแรกคือคำจำกัดความของหน่วยวัด (จุดที่สัมผัสกับมาตรฐาน) ประการที่สองคือการใช้งานหน่วยเหล่านี้ในทางปฏิบัติ นอกจากนี้ งานของมันยังรวมถึงการติดตามประเภทหนึ่งที่เชื่อมโยงการวัดที่ทำในทางปฏิบัติกับมาตรฐานอ้างอิง (การรับรอง) ผู้เชี่ยวชาญในสาขานี้ได้รับการฝึกฝนให้แก้ปัญหาด้านมาตรวิทยา/การรับรองที่สำคัญในแอปพลิเคชันใดๆ
ช่องย่อย
สาขาย่อยเป็นมาตรวิทยาทางวิทยาศาสตร์หรือพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการจัดตั้งหน่วยการวัด ประยุกต์ เทคนิคหรืออุตสาหกรรม ที่เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้กับการผลิตและกระบวนการอื่นๆ ในสังคม ตลอดจนกฎหมาย ซึ่งครอบคลุมกฎระเบียบและข้อบังคับ, ข้อกำหนดสำหรับวิธีการและวิธีการ ปัญหามาตรวิทยา/การกำหนดมาตรฐานจะใช้เพื่อให้ความรู้แก่ผู้เชี่ยวชาญในแต่ละด้านเหล่านี้
ด้านกฎหมาย
แต่ละประเทศมีระบบการวัดระดับชาติ (NMS) ในรูปแบบของเครือข่ายห้องปฏิบัติการ ศูนย์สอบเทียบ และหน่วยงานรับรองที่ดำเนินการและบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานด้านมาตรวิทยา NMS มีอิทธิพลต่อวิธีการวัดในประเทศ เช่นเดียวกับการยอมรับจากประชาคมระหว่างประเทศ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับทั้งสังคม ซึ่งรวมถึงเศรษฐกิจ พลังงาน สิ่งแวดล้อม การดูแลสุขภาพ การผลิต อุตสาหกรรม และความเชื่อมั่นของผู้บริโภค สำหรับงานมาตรวิทยาใช้เพื่อฝึกผู้เริ่มต้นในสาขานี้ ซึ่งนักเรียนมักจะไม่มีปัญหา
ผลกระทบของวิทยาศาสตร์นี้ต่อการค้าและเศรษฐกิจเป็นหนึ่งในผลกระทบทางสังคมที่สังเกตได้ง่ายที่สุดจากการแนะนำอย่างกว้างขวาง เพื่อให้แน่ใจว่ามีการค้าที่เป็นธรรม จะต้องมีระบบการวัดผลที่ตกลงกันไว้ ซึ่งวิทยาศาสตร์นี้จัดให้
ประวัติศาสตร์
การทำให้เป็นมาตรฐานมีความสำคัญต่อความถูกต้องของการวัด การบันทึกมาตรฐานถาวรครั้งแรกเกิดขึ้นในปี 2900 ปีก่อนคริสตกาล ก่อนคริสตกาล เมื่อศอกของอียิปต์ถูกแกะสลักจากหินแกรนิตสีดำเป็นมาตรฐานเมตริก ศอกถูกกำหนดให้เป็นความยาวของปลายแขนของฟาโรห์บวกกับความกว้างของแขนของเขา และมาตรฐานนี้มอบให้กับผู้สร้างทุกคนในอียิปต์ ความสำเร็จของความยาวมาตรฐานสำหรับการสร้างปิรามิดนั้นแสดงด้วยความยาวของฐาน ซึ่งแตกต่างกันไม่เกิน 0.05%
อารยธรรมอื่นๆ ได้นำมาตรฐานการวัดทั่วไปมาใช้ โดยสอดคล้องกับสถาปัตยกรรมโรมันและกรีก การล่มสลายของจักรวรรดิและยุคมืดที่ตามมากระตุ้นการสูญเสียความรู้เกี่ยวกับมาตรการและมาตรฐาน แม้ว่าระบบท้องถิ่นจะเป็นเรื่องธรรมดา แต่การเปรียบเทียบก็ยากเพราะมีหลายอย่างที่เข้ากันไม่ได้ ในปี ค.ศ. 1196 ประเทศอังกฤษได้กำหนดมาตรฐานความยาว และกฎบัตร Magna Carta ของปี 1215 ได้รวมส่วนแยกต่างหากสำหรับหน่วยวัดไวน์และเบียร์ด้วย
เวลาใหม่
มาตรวิทยาสมัยใหม่มาจากการปฏิวัติฝรั่งเศส นักปฏิวัติได้สร้างห้องชั่งน้ำหนักและหน่วยวัดเดียวเพื่อรวมทุกอย่างที่สามารถวัดได้ ในการสอนวิทยาศาสตร์นี้ เราได้รวบรวมปัญหาพิเศษในมาตรวิทยา ซึ่งวิธีแก้ปัญหานั้นแม้แต่นักวิทยาศาสตร์มือใหม่ในตอนแรกก็อาจมีปัญหาได้
ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2334 ได้มีการกำหนดมิเตอร์มาตรฐาน สิ่งนี้นำไปสู่การสร้างระบบเมตริกทศนิยมในปี พ.ศ. 2338 โดยกำหนดมาตรฐานสำหรับการวัดประเภทอื่น ประเทศอื่นๆ อีกหลายประเทศนำระบบเมตริกมาใช้ระหว่าง พ.ศ. 2338 ถึง พ.ศ. 2418
แม้ว่าภารกิจเดิมของ BIPM คือการสร้างมาตรฐานสากลสำหรับหน่วยวัดและนำมาปรับใช้กับมาตรฐานระดับประเทศ ขอบเขตของสำนักได้ขยายออกไปเนื่องจากความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันมีหน่วยวัดทางไฟฟ้า โฟโตเมตริก และมาตรฐานสำหรับการวัดรังสีไอออไนซ์ ระบบเมตริกได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยในปี 2503 ด้วยการสร้างระบบหน่วยสากลอันเป็นผลมาจากการนำมติไปใช้ในการประชุมระดับนานาชาติที่มีเนื้อหาสาระ
ระดับนานาชาติ
สำนักชั่งและตวงวัดระหว่างประเทศ (BIPM) กำหนดมาตรวิทยาเป็นศาสตร์แห่งการวัด มันสร้างความเข้าใจร่วมกันของหน่วยที่มีความสำคัญต่อกิจกรรมของมนุษย์
มาตรวิทยาเป็นสาขาที่กว้างใหญ่ แต่สรุปได้เป็นสามกิจกรรมหลัก:
- คำจำกัดความของหน่วยวัดที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล
- การปฏิบัติหน่วยเหล่านี้ให้เป็นจริง
- แอปพลิเคชันของห่วงโซ่การติดตาม (เชื่อมโยงกับข้อมูลอ้างอิงมาตรฐาน).
แนวคิดเหล่านี้นำไปใช้กับมาตรวิทยาสามด้านหลักที่แตกต่างกัน:
- วิทยาศาสตร์;
- ประยุกต์ ทางเทคนิคหรืออุตสาหกรรม
- นิติบัญญัติ
ในสำนักระหว่างประเทศต่างๆ ทุกสิ่งที่มาตรวิทยา มาตรฐาน และการรับรองทุ่มเทให้กับงานและแนวทางแก้ไข การคิดค้นมาตรการใหม่ การปรับปรุงมาตรการเก่า ทั้งหมดนี้ดำเนินการโดยองค์กรเพื่อให้แน่ใจว่าได้มาตรฐานและการรับรอง
มาตรวิทยาวิทยาศาสตร์
มาตรวิทยาทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวข้องกับการสร้างหน่วยการวัด การพัฒนาวิธีการใหม่ การนำมาตรฐานไปปฏิบัติ และการควบคุมการปฏิบัติตามข้อกำหนดในทุกกรณี นอกจากนี้ยังรวมถึงการจัดเตรียมงานและวิธีแก้ปัญหาสำหรับการกำหนดมาตรฐาน การรับรอง มาตรวิทยา
มาตรวิทยาประเภทนี้ถือเป็นระดับสูงสุดของการพัฒนาวิทยาศาสตร์นี้ โดยมุ่งมั่นเพื่อความถูกต้องในระดับสูงสุด BIPM รักษาฐานข้อมูลของความสามารถในการสอบเทียบและการวัดทางมาตรวิทยาและสถาบันที่ผ่านการตรวจสอบโดยเพื่อนทั่วโลก ในการวัด BIPM ได้กำหนดขอบเขตของมาตรวิทยาเก้าส่วน ซึ่งรวมถึงเสียง ไฟฟ้าและแม่เหล็ก ความยาว มวลและปริมาณที่เกี่ยวข้อง โฟโตเมทรีและเรดิโอเมทรี การแผ่รังสี เวลาและความถี่ เทอร์โมมาตรและเคมี
กิจกรรมล่าสุด
ด้วยจำนวนงานมาตรวิทยาที่เพิ่มขึ้น จึงตัดสินใจเสริมมาตรวิทยาและนำไปสู่ระดับสากล ต่อมาได้มีการเสนอคำจำกัดความใหม่ของหน่วยฐาน SI ซึ่งได้รับการอนุมัติอย่างเป็นทางการพฤศจิกายน 2018 และมีผลพฤษภาคม 2019
แรงจูงใจในการเปลี่ยนหน่วยพื้นฐานคือการทำให้ทั้งระบบได้รับมาจากค่าคงที่ทางกายภาพ ซึ่งจำเป็นต้องนำต้นแบบกิโลกรัมออกเนื่องจากเป็นสิ่งประดิษฐ์สุดท้ายที่คำจำกัดความของหน่วยขึ้นอยู่กับ มาตรวิทยาทางวิทยาศาสตร์มีบทบาทสำคัญในการกำหนดนิยามใหม่ของหน่วยนี้ เนื่องจากคำจำกัดความที่แน่นอนของหน่วยนั้นต้องมีคำจำกัดความที่เข้มงวดของค่าคงที่ทางกายภาพ
มาตรวิทยาเชิงปฏิบัติและเชิงอุตสาหกรรม
สาขาประยุกต์ เทคนิค หรืออุตสาหกรรมของวิทยาศาสตร์นี้เกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้การวัดกับกระบวนการทางอุตสาหกรรมและกระบวนการอื่นๆ และการใช้งานในสังคม เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องมือมีความเหมาะสม การสอบเทียบ และการควบคุมคุณภาพ เมื่อพิจารณาจากงานด้านมาตรวิทยาแล้ว มาตรวิทยาอุตสาหกรรมและมาตรวิทยาประยุกต์บางครั้งก็ถูกระบุอย่างไม่ถูกต้องด้วยวิทยาศาสตร์หลายแง่มุมทั้งหมดนี้ เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าคนธรรมดาทั่วไปสังเกตเห็นได้ชัดเจนที่สุดในทุกด้าน
การวัดเชิงคุณภาพมีความสำคัญในอุตสาหกรรม เนื่องจากมีผลกระทบต่อต้นทุนและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายและ 10-15% ของต้นทุนการผลิต แม้ว่าการเน้นในขอบเขตของมาตรวิทยานี้จะอยู่ที่การวัดด้วยตนเอง การสอบเทียบอุปกรณ์ติดตามก็เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความถูกต้อง การรับรู้ความสามารถทางมาตรวิทยาในอุตสาหกรรมสามารถทำได้ผ่านข้อตกลงการยอมรับร่วมกัน การรับรอง หรือการตรวจสอบโดยเพื่อน มาตรวิทยาอุตสาหกรรมมีความสำคัญต่อการพัฒนาเศรษฐกิจและอุตสาหกรรมของประเทศ และเป้าหมายในประเทศใดประเทศหนึ่งสามารถบ่งบอกถึงสถานะทางเศรษฐกิจของประเทศได้
มาตรวิทยาทางกฎหมาย
เมื่อพิจารณาถึงงานด้านมาตรวิทยาข้างต้นแล้ว มาตรวิทยานิติบัญญัติมีบทบาทสนับสนุนอย่างมาก และนี่คือเหตุผล ความจริงก็คือมันเป็นประเภทย่อยทางกฎหมายของวิทยาศาสตร์นี้และเกี่ยวข้องกับกิจกรรมที่เป็นไปตามข้อกำหนดที่กำหนดโดยกฎหมายสำหรับการวัดโดยตรง การจัดตั้งหน่วย เครื่องมือ และวิธีการสำหรับการดำเนินการ ข้อกำหนดทางกฎหมายดังกล่าวอาจเกิดขึ้นจากความจำเป็นในการปกป้องสุขภาพ ความปลอดภัยสาธารณะ สิ่งแวดล้อม การเก็บภาษี การคุ้มครองผู้บริโภค และการค้าที่เป็นธรรม
องค์กรเฉพาะด้านที่อุทิศให้กับมาตรวิทยาประเภทนี้กำลังถูกจัดตั้งขึ้นทั่วโลก เพื่อช่วยประสานกฎระเบียบข้ามพรมแดนของประเทศ เพื่อให้มั่นใจว่าข้อกำหนดทางกฎหมายจะไม่ขัดขวางการค้า
