07/12/2014
เครื่องชั่งเป็นเครื่องมือวัดที่เราเห็นกันทั่วไปและได้เคยใช้งานในชีวิตประจำวัน แต่จะมีสักกี่คนที่จะรู้วิธีการใช้งานที่เหมาะสม เพื่อยืดอายุการใช้งานของเครื่องชั่งให้อยู่กับเราได้นานที่สุด ก่อนอื่นเราต้องทำความรู้จักหัวใจของเครื่องชั่งก่อน นั่นคือเซนเซอร์วัดน้ำหนัก สำหรับเครื่องชั่งแบบอิเล็กทรอนิกส์จะใช้โหลดเซลล์เป็นเซนเซอร์
หลักการของโหลดเซลล์ ประเภทนี้ก็คือ เมื่อมีน้ำหนักมากระทำ ความเครียด (Strain) จะเปลี่ยนเป็นความต้านทานทางไฟฟ้าในสัดส่วนโดยตรงกับแรงที่มากระทำ ปกติแล้วมักจะใช้เกจ์วัดความเครียด 4 ตัว (วงจร Wheatstone Bridge Circuit) ในการวัด เกจ์ตัวต้านทานทั้งสี่จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อใช้แปลงแรงที่กระทำกับตัวของมันไม่ว่าจะเป็นแรงกดหรือแรงดึง ส่งสัญญาณออกมาเป็นแรงดันไฟฟ้า โดยที่แรงดันไฟฟ้าที่ได้จะมีหน่วยเป็น mV/V
เช่น ถ้าจ่ายแรงดัน 10 V ให้กับ Load cell ที่มีสเปค 2 mV/V ที่ Full load สมมุติว่าน้ำหนักเป็น 2,000 กิโลกรัม ดังนั้นเมื่อมีแรงกระทำต่อ Load cell ที่น้ำหนัก Full load สัญญาณที่จะได้ก็จะได้เท่ากับ 20 mV คือ
0 Kg = 0 mV
1000 Kg = 10 mV
2000 Kg = 20 mV
เพื่อให้มีความถูกต้องและความแม่นยำมากขึ้น เราควรปฏิบัติดังนี้
สิ่งที่ควรปฏิบัติ | รายละเอียด |
---|---|
ชั่งน้ำหนักวัตถุที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิของวัตถุเท่ากับอุณหภูมิห้อง | ในกรณีที่ชั่งวัตถุร้อน ความร้อนจะทำให้อากาศลอยตัวขึ้นสูง และอากาศที่เย็นกว่าจะไหลเข้ามาแทนที่ กระแสของอากาศเย็นจะดันวัตถุขึ้น ทำให้น้ำหนักของวัตถุไม่เสถียร และน้อยกว่าค่าจริง |
ในการชั่งวัตถุแห้ง ต้องมั่นใจว่าวัตถุที่จะชั่งนั้นแห้งและไม่มีความชื้น | ความชื้นอาจทำให้จานชั่งเป็นสนิมได้ นอกจากนี้น้ำหนักจากการชั่งวัตถุที่ชื้นก็จะไม่เสถียร เพราะความชื้นจะระเหยออกมาตลอดเวลา |
ชั่งน้ำหนักวัตถุในปริมาณที่เหมาะสมกับเครื่องชั่ง | เราควรทำการชั่งวัตถุเพื่อหาน้ำหนักคร่าวๆ ก่อนโดยใช้เครื่องชั่งแบบจานชั่งอยู่ด้านบน แล้วค่อยชั่งอย่างละเอียดด้วยเครื่องชั่งแบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้สำหรับงานวิเคราะห์อีกครัั้งหนึ่ง |
ใช้เครื่องชั่งเครื่องเดิมในการชั่ง | บ่อยครั้งที่งานวิเคราะห์ต้องมีการชั่งน้ำหนักสารมากกว่าหนึ่งครั้ง เราควรใช้เครื่องชั่งเดิมในการชั่ง เพื่อเป็นการลดความผิดพลาดอันเนื่องมาจากความแตกต่างของเครื่องชั่ง |
ใช้ภาชนะรองสารที่จะชั่ง | ภาชนะชั่งจะช่วยป้องกันไม่ให้สารสัมผัสกับจานชั่งโดยตรง เช่น ภาชนะรองชั่งทำมาจากโพลีโพรพิลีน (Polypropylene) ซึ่งไม่ดูดซับความชื้น และราคาถูก นอกจากนี้ยังมีภาชนะชั่งที่ทำจากแก้วและเหล็กกล้าไร้สนิมอีกด้วย |
1. น้ำหนักที่่ต้องการชั่ง หรือความสามารถในการชั่ง โดยทั่วไปดูจากน้ำหนักน้อยสุดและมากสุดที่เครื่องสามารถวัดได้ ในการพิจารณาเลือกซื้อควรดูจากปริมาณของที่ต้องการชั่งเป็นส่วนใหญ่ เช่น ต้องการชั่งของน้ำหนักไม่เกิน 1 กิโลกรัม ควรเลือกเครื่องที่สามารถชั่งได้มากสุด 1 หรือ 2 กิโลกรัม เนื่องจากถ้าเลือกเครื่องชั่งที่มีขอบเขตในการชั่งกว้างมากจะเป็นปัจจัยหนึ่งให้เครื่องชั่งมีราคาสูงเกินความจำเป็น หรือ หากเลือกเครื่องชั่งที่มีความสามารถสูงสุดในการชั่งน้อยกว่าของที่ต้องการช่ั่ง จะทำให้เครื่องชั่งพังได้
2. ความละเอียดในการแสดงผลหรือการชั่ง พิจารณาจากน้ำหนักสิ่งของที่ต้องการชั่ง แล้วเลือกเครื่องชั่งที่มีความละเอียดของน้ำหนักแต่ละขั้นอย่างที่่คุณต้องการ เช่น
3. ความแม่นยำ เป็นปัจจัยหนึ่งที่ทำให้น้ำหนักที่ได้มีความถูกต้องมากหรือน้อย พิจารณาจากค่า linearity และค่าความคลาดเคลื่อน เช่น +/- 10 กรัม หมายถึงน้ำหนักที่ชั่งได้ 500 กรัม แต่น้ำหนักจริงๆ อาจอยู่ในช่วง 490-510 กรัม นอกจากนี้สภาวะในการชั่งยังส่งผลต่อความแม่นยำของน้ำหนักอีกด้วย เช่น การสั่นไหวของพื้นที่ที่วางเครื่องชั่ง หรือแม้แต่สายลมที่พัดผ่านเข้ามาก็ก่อให้เกิดความไม่เที่ยงตรงได้
4. น้ำหนักเริ่มต้นเป็นศูนย์ (Tare) หรือการลบน้ำหนักภาชนะที่ใส่ก่อนบรรจุของที่ต้องการชั่ง ในการใช้ปุ่ม tare จะทำให้ผู้ใช้เริ่มต้นน้ำหนักของเครื่องชั่งจากศูนย์โดยหักลบน้ำหนักของภาชนะบรรจุ เช่น จาน หรือถุงพลาสติก เพื่อให้ได้ค่าที่แท้จริงของน้ำหนักที่ต้องการทราบค่า โดยทั่วไปฟังก์ชั่นนี้จะไม่ช่วยเพิ่มความสามารถในการชั่งของเครื่อง ตัวอย่างเช่น
5. หน่วยการชั่ง เครื่องชั่งน้ำหนักดิจิตอลส่วนใหญ่สามารถอ่านค่าได้ที่หน่วยกรัม หรือเครื่องชั่งดิจิตอลบางแบบสามารถเปลี่ยนหน่วยเป็น ออนซ์, ปอนด์ และนิวตันส์ ในห้องปฏิบัติการนั้นมักใช้เครื่องชั่งหน่วยกรัมหรือมิลลิกรัมในการอ่านค่า หรือทางฟิสิกส์มักอ่านค่าเป็นนิวตันส์ สำหรับเครื่องชั่งในห้องน้ำมักอ่านค่าเป็นหน่วยออนซ์, ปอนด์ หรือกิโลกรัม