การตรวจสอบความเข้ากันได้ระหว่างส่วนแสดงค่ากับโหลดเซลล์
ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ
Compatibility checking of modules (Indicator & Loadcells)
of non-automatic weighing instruments
ตอนที่ 2/2
การสืบทราบข้อมูลประจำเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติชั้น ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์....?
หลังจากที่เราได้อธิบายถึงองค์ประกอบและการทำงานของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติไปแล้ว เพื่อให้เข้าใจให้สอดคล้องกับเนื้อหา การจัดเตรียมหรือสืบค้นข้อมูลของอุปกรณ์ที่ทำงานร่วมกันแต่ละชิ้นส่วนของเครื่องชั่งฯ เตรียมไว้ทำไม ติดตามอ่านต่อไป นอกจากนี้เราทำการคำนวณตรวจสอบทางเทคนิคจากข้อมูลที่เราต้องเตรียมไว้เพื่อใช้ในการพิจารณาว่าอุปกรณ์ที่เราเลือกหรือจับคู่เข้าหากันนั้นสามารถทำงานร่วมกันเข้ากันได้ (Compatible) และเหมาะสมถูกต้องโดยไม่ต้องใช้วิจารณญาณใดๆหรือใช้ไสยศาสตร์หรือตั้งจิตมโนคิดไปเองโดยอ้างเป็นอิทธิปาฏิหาริย์ของตนเองในฐานะที่ทำงานชั่งตวงวัด ทั้งนี้เพราะมันเป็นงานทางวิศวกรรมฯ ล้วนๆและเรื่องดังกล่าวนี้อยู่บนพื้นฐานตาม OIML R76-1 ; 2006 (E) ANNEX F ดังนั้นต่อไปนี้จึงยกตัวอย่างเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุก (Road vehicle weigher with one measuring range) ที่มีช่วงการชั่งเดียว เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 เป็นตัวอย่างกรณีศึกษาเพื่อแสดงให้เห็นขั้นตอนที่ชัดเจนที่เราประสงค์ให้มีคุณสมบัติอย่างไรตาม OIML R76-1 ; 2006 (E) ภายใต้การเลือกใช้และการจับคู่ พร้อมตรวจสอบความเข้ากันได้ (Compatible) ระหว่างอุปกรณ์หลักคือ Indicator: IND ซึ่งต้องมีคุณสมบัติตาม OIML R76-1 ; 2006 (E) กับโหลดเซลล์ (Load cell; LC) รุ่นเดียวกันจำนวน 4 ตัวมีคุณสมบัติตาม OIML R60 ; 2000 (E)
1. WI เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์
2. Indicator; IND ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์
3. Load Cell; LC ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์
WI เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์
1WI. คุณสมบัติทางชั่งตวงวัดของเครื่องชั่ง
เริ่มต้นด้วยการกำหนดเป้าหมายว่าเราต้องการเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกพิกัดกำลังและขนาดส่วนรับน้ำหนักหรือแท่นชั่งเท่าใดเพื่อใช้แก้ไขปัญหาชีวิตในการลงทุนจัดหาเครื่องชั่งฯ แล้วเครื่องชั่งฯ ต้องมีชั้นความเที่ยงใด และหากทำการชั่งน้ำหนักสิ่งของบนส่วนรับน้ำหนักแล้วให้ผลการชั่งผิดไปตามชั้นความเที่ยงของเครื่องชั่งฯ นั้นแล้วผลผิดทั้งในเทอมของปริมาณสิ่งของและมูลค่าสิ่งของดังกล่าวอยู่ในขอบเขตที่ยอมรับได้ทางเศรษฐกิจและสังคมในมุมมองของชั่งตวงวัด และ/หรือ เจ้าของเครื่องชั่งฯนั้นๆ หรือบางรายอาจใช้เครื่องชั่งฯ เพื่อจัดเก็บค่าบริการในการชั่งน้ำหนักหรือแม้แต่บังคับใช้กฎหมายอย่างเช่นในกรณีกรมทางหลวง เป็นต้น เริ่มกันเลย
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
เป็นเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติพิกัดกำลังสูงสุด Max =60,000 kg, e = d = 20 kg ชั้นความเที่ยง III มี nmin = 500 และ nmax = 10,000 และ Min = 20 e = 20(20) = 400 kg เป็นเครื่องชั่งฯมีช่วงการชั่งเดียว ถือเป็นสารตั้งต้น จากนั้นค่อยๆดูกันต่อไป
เนื่องจากบางครั้งในการแปลเอกสาร OIML R76-1 : 2006 (E) อาจไม่สามารถกระทำให้ครบถ้วนและถ่ายทอดรายละเอียดให้ครบถ้วน เรายอมรับจริงๆว่าเนื้อหาแต่ละประโยคใน OIML R76-1 นี้ลุ่มลึกมาก ดังนั้นจึงจะขอยกเนื้อหาใน OIML R76-1 มาทั้งย่อหน้าแล้วตีกรอบไว้เพื่อป้องกันการตกหล่นและต้องการให้ครบถ้วนเท่าที่กระทำได้ แต่หากท่านผู้อ่านยังไม่จุใจก็ควรไปอ่านเอกสารตัวจริง OIML R76-1 ก็เยี่ยมเลย
เราใช้ตารางที่ 3 ตารางที่ 4 และตารางที่ 6 ทำการตรวจสอบว่าเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกดังกล่าวนี้เป็นไปตาม OIML R76 หรือประกาศกระทรวงพาณิชย์ฯ ซึ่งเนื้อหาตั้งอยู่บนพื้นฐาน OIML R76 เช่นกันแทบจะพูดได้ว่าหากเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกสอดคล้อง OIML R76 ก็จะสอดคล้องกับประกาศกระทรวงพาณิชย์ฯ และในทางกลับกันเช่นกัน แต่ยังมีบางประเด็นที่ต้องระวังซึ่งเราก็ไม่เห็นดีเห็นงามด้วยเช่นกัน แต่ว่ามันออกไปแล้วจะว่าอย่างไรได้ เอาละเราจึงสรุปได้ว่า
|
เครื่องชั่งรถยนต์บรรทุก เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
|
|
MPE
|
m (Class III)
|
|
±0.5e = ±0.5(20 kg) = 10 kg
±1.0e = ±1.0(20 kg) = 20 kg
±1.5e = ±1.5(20 kg) = 30 kg
|
0 £ m £ 10,000 kg
10,000 kg < m £ 40,000 kg
40,000 kg < m £ 60,000 kg
|
หากใช้เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติชั่งเครื่องนี้ที่ 25,000 kg จะยอมให้มีอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด (MPE) ไม่เกิน ±1.0e = ±1.0(20 kg) = 20 kg นั้นหมายถึงเราต้องใช้ตุ้มน้ำหนักแบบมาตราที่มีอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด (MPE) £ 20 kg/3 £ 6.67 kg £ 6,666 g เราจึงต้องเลือกตุ้มน้ำหนักชั้นความเที่ยง M2 ซึ่งมี MPE = 4,000 g น้อยกว่า 6,666 g หรือเลือกตุ้มน้ำหนักชั้นความเที่ยงสูงกว่า M1-2, M1, F2 ก็ได้ถ้าราชอาณาจักร์ไทยร่ำรวยและไม่สนใจว่าใช้ตุ้มน้ำหนักแบบมาตราคุ้มค่างบประมาณของแผ่นดิน (ดูตารางที่ 7 และตารางที่ 8)
|
MPE : Std. Weights
|
|
F2
|
M1
|
M1-2
|
M2
|
|
500 kg * 50 ตุ้ม;
8 000 mg * 50 ตุ้ม
= 400 g
|
500 kg * 50 ตุ้ม;
25 000 mg * 50 ตุ้ม
= 1,250 g
|
500 kg * 50 ตุ้ม;
50 000 mg * 50 ตุ้ม
= 2,500 g
|
500 kg * 50 ตุ้ม;
80 000 mg * 50 ตุ้ม
= 4,000 g
|
บางคนท่านมีอิทธิฤทธิ์ บอกว่าเลือกตุ้มน้ำหนักชั้นความเที่ยง M3 ก็ได้เพียงทำการปรับแต่งให้ตุ้มน้ำหนักแบบมาตรา M3 มีค่าเท่า 0 g ก็ใช้ได้แล้ว 555 อันนี้เค้าเรียกว่าพี่ศรีธนญชัย หากจะกล่าวอธิบายให้มากมายมันก็เหนื่อยเอาเวลาไปอธิบายคนดีๆทั่วไปเค้าทำกันดีกว่าครับ แต่ขอให้คิดและยึดหลักนี้ไว้ให้มั่นว่า การชั่งน้ำหนักนั้นปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ปัจจัยหนึ่งที่มีผลต่อความเที่ยงในการชั่งคือ “แรงลอยตัวอากาศ (Air Buoyancy Force)” ในการชั่งระดับสูงเค้าหลบกับไปชั่งในห้องสุญญากาศ การชั่งระดับล่างลดลงมาอย่างงานชั่งตวงวัดตามข้อกำหนดของกฎหมาย (Legal Metrology) ไม่ใช่เป็นการทำงานในระดับนักวิทยาศาสตร์เอกของโลก เพียงทำการถ่ายทอดตุ้มน้ำหนักแบบมาตราด้วยการชั่งภายในห้องปกตินี้แหละแต่ต้องทำการควบคุมอุณหภูมิอากาศและความชื้นอากาศตลอดจนระดับความกดดันบรรยากาศถึงจะควบคุมไม่ได้แต่ก็ต้องเลือกช่วงเวลาที่ท้องฟ้าปลอดโปร่งเนื่องจากเราไม่สามารถควบคุมความกดดันบรรยากาศภายในห้องปฏิบัติ หรือท่านใดควบคุมความกดดันบรรยากาศได้? ถ้าทำได้ผมขอฝากเนื้อฝากตัวขอรับ... ปัจจัยทั้ง 3 นี้แหละมันก็คือ “แรงลอยตัวอากาศ (Air Buoyancy Force)” เพียงแค่นี้ก็ต้องเตรียมห้องด้วยระบบปรับอากาศ Precision Air Conditioning แถบต้องมีระบบฉนวนห้องอย่างดี หากเป็นกระจกก็ต้องใช้กระจกสุญญากาศ 2 ชั้น ความเร็วลมที่หัวจ่ายลมก็ต้องน้อยในระดับหายใจลดต้นคอให้เสียวใจเล่นๆ 555 ยังไม่รวมเรื่องความสั่นสะเทือนและ ฯลฯ นี้ก็น้องๆ ระดับนักวิทยาศาสตร์เอกของโลกหรือเปล่า ? ดังนั้นคุณสมบัติของตุ้มน้ำหนักแบบมาตราที่เราเรียกว่า M2, M1, F2, F1, ….. นั้นไม่ใช่มีแค่เพียงผลผิดตุ้มแบบมาตราเพียงอย่างเดียวแต่ยังมีคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องอีกหลายตัว เช่น ค่าความหนาแน่นของวัสดุที่ใช้ทำตุ้มน้ำหนัก ซึ่งส่งผลต่อขนาดของตุ้มน้ำหนักแบบมาตรา แล้วส่งผลอย่างไรต่อมาอะไรละ... ก็กระทบต่อและมีผลต่อ “แรงลอยตัวอากาศ (Air Buoyancy Force)” นั้นสิครับ นี้ยังไม่รวมถึงเรื่องการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก เรื่องความละเอียดของผิวตุ้ม เรื่อง Central Gravity ของตุ้มฯ ที่จะมีผลต้องการกระจายตัวของน้ำหนักที่กดลงบนส่วนรับน้ำหนัก มันเรื่องมาก????? ขอให้เราไปอ่าน OIML R111 ต่อเอาเองน่ะ การพิจารณาการเลือกการใช้ตุ้มแบบมาตราชั้นความเที่ยงใดต้องใช้หลายหลักเกณฑ์ร่วมในการตัดสินใจไม่ใช่ MPE ของตุ้มน้ำหนักแบบมาตราเพียงอย่างเดียว.... เข้าใจตรงกันนะ... กราบขอบพระคุณ...
เราจะอนุมานว่าส่วนรับน้ำหนัก (Load Receptor) ถูกออกแบบให้รองรับน้ำหนักด้วยความปลอดภัยโดยมี Safety Factor ³ 2.5 มีวิศกรเซ็นต์รองรับความแข็งแรงและความปลอดภัยของส่วนรับน้ำหนักดังกล่าว ต้องใช้วิศวกรที่มีใบ กว. ชนิดภาคีหรือสามัญก็ค่อยไปว่ากัน จากนั้นน้ำหนักที่กดลงบนส่วนรับน้ำหนักจะถูกส่งผ่านแรงไปยังส่วนส่งผ่านน้ำหนัก (Load Transmitting Device) ซึ่งวิธีการส่งผ่านน้ำหนักอาจใช้ระบบคานทด (Level work) ดูรูปที่ 45 หรือไม่ใช้ระบบคานทดแต่ใช้การวางลงบนส่วนชั่งน้ำหนัก (Load Measuring Device) โดยตรง เลยก็ได้ (R = 1) ดูรูปที่ 46 ก็ต้องพิจารณาเนื่องจากมีผลต่อปริมาณแรงที่จะกระทบต่อส่วนรับน้ำหนัก
รูปที่ 45 ตัวอย่างระบบคานทดของเครื่องชั่งแบบ Platform Scale
รูปที่ 46 ตัวอย่างส่วนรับน้ำหนักวางลงบนส่วนชั่งน้ำหนัก (Load Measuring Device) โดยตรง (R = 1)
หากเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกที่มีขนาดส่วนรับน้ำหนักขนาด 3 x 7.5 เมตร แต่ตอนนี้ในตลาดความเป็นจริงของบ้านเราจะมีขนาดส่วนรับน้ำหนักเท่าไรนั้นเราไม่มั่นใจฟังแว่วๆ มาว่ามีผู้ผลิตฯ บางเจ้าเค้าแข่งขันราคาเครื่องฯ สู้กันจนบรรลัยวอดวายลดทั้งขนาดส่วนรับน้ำหนัก ลดทั้งขนาดเหล็กโครงสร้าง H – beam ทำให้ส่วนรับน้ำหนักแอ่นหน้าแอ่นหลัง จริงเท็จประการใดหรือเรื่องเปลี่ยนแปลงไปแล้วผู้อ่านช่วยตรวจสอบก่อนครับ......... (อันนี้แค่แว่วๆมา จริง.....) ดังนั้นถ้าเราเลือกใช้ส่วนรับน้ำหนักขนาด 3 x 7.5 เมตรและใช้ Load Cells จำนวน (N) 4 ตัว จากนั้นเราก็ต้องเตรียมการแบ่งพื้นที่ส่วนรับน้ำหนักออกเป็นส่วนๆ (Sector) เพื่อเตรียมงานการทดสอบที่เรียกว่า “Eccentric Load” หรือ “Shift Test” ดังในรูปที่ 47 แต่หากเป็นเครื่องชั่งสำหรับชั่งน้ำหนักปศุสัตว์หรือเครื่องชั่งแบบรางเลื่อนแขวน วิธีการแบ่ง Sector เพื่อทำ Eccentric Load หรือ Shift Test ก็จะแบ่งอีกแบบนะ
รูปที่ 47 การแบ่งพื้นที่ของส่วนรับน้ำหนัก (Load Receptors) เพื่อเตรียมการทำทดสอบ Eccentric Load หรือ Shift Test
ในการออกแบบและก่อสร้างเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกที่ใช้ Load Cells ทำหน้าที่เป็นส่วนชั่งน้ำหนัก (Load Measuring Device) การจัดสร้างส่วนรับน้ำหนักให้สามารถรองรับรถยนต์บรรทุกวิ่งขึ้นไป เบรครถยนต์บรรทุกให้หยุดจอดสงบนิ่งบนส่วนรับน้ำหนัก เมื่อทำการชั่งเสร็จสิ้นรถยนต์ทำการเร่งเครื่องยนต์แล้วเคลื่อนที่ออกไป ด้วยเหตี้จำเป็นต้องออกแบบโครงสร้างของเครื่องชั่งฯให้สามารถรองรับน้ำหนักรถยนต์บรรทุกทั้งในรูปแบบ Dead Load และ Live Load ด้วย
น้ำหนักของส่วนรับน้ำหนักรวมทั้งอุปกรณ์ต่างๆที่ติดตั้งบนส่วนรับน้ำหนักจึงเป็นค่าน้ำหนักคงที่ตายตัวมีมากระดับหนึ่งตามความแข็งแรงที่เราต้องการ น้ำหนักดังกล่าวเราจึงเรียกว่า “Dead Load; DL” หรือ “ภาระแรงตายตัว” สำหรับภาระแรงที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของรถยนต์ที่วิ่งเข้ามาบนส่วนรับน้ำหนักจนจอดนิ่ง และรถยนต์บรรทุกเร่งเครื่องออกตัวจากจอดนิ่งแล้ววิ่งออกไปจากส่วนรับน้ำหนักนั้นเรียกว่า “Live Load” หรือ “ภาระน้ำหนักจร” ไม่ว่าทั้ง “Dead Load; DL” หรือ “Live Load” ก็ต้องถูกนำมาพิจารณาในการเลือกใช้ส่วนชั่งน้ำหนัก (Load Measuring Device)
Dead Load (DL) ของส่วนรับน้ำหนัก (Load Receptor) โดยปกติทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 20 - 25% ของพิกัดกำลังโหลดเซลล์หรือระบบโหลดเซลล์ที่มีหลายตัวรวมกัน
ในขณะที่รถยนต์บรรทุกจอดนิ่งๆ บนส่วนรับน้ำหนักของเครื่องชั่ง น้ำหนักของรถยนต์บรรทุกซึ่งแบกสิ่งของมาด้วยนั้นจะถ่ายน้ำหนักลงมายังเพลาล้อรถยนต์แล้วผ่านแรงลงล้อรถยนต์ส่งผลให้เกิดแรงเฉพาะจุดตรงตำแหน่งล้อด้วยปริมาณหนาแน่นเฉพาะจุด (บางครั้งอาจเรียกว่าน้ำหนักเพลาล้อ) น้ำหนักดังกล่าวต้องถูกกระจายออกไปลงไปยัง Load Cells ทั้ง 4 ตัวด้วยปริมาณที่ใกล้เคียงมากที่สุด (ในทางทฤษฎี) และส่วนรับน้ำหนักต้องแข็งแรงไม่บิดโค้งตัวงอ แต่ในทางปฏิบัติจำเป็นต้องมีการแก้ไขปรับค่าสำหรับการกระจายแรงที่ไม่สม่ำเสมอกระทำบนส่วนรับน้ำหนักด้วยตัวแปร NUD ทั้งนี้ตัวแปร NUD ที่ถูกใช้แก้ไขค่าผลกระทบของการกระจายตัวแรงที่ไม่สม่ำเสมอที่กระทำบนส่วนรับน้ำหนักนั้นก็เพื่อเพิ่มความต้องการขีดความสามารถของโหลดเซลล์ให้มากเพียงพอและสามารถรองรับปัญหาของแรงเยื้องศูนย์อันเนื่องจากเกิดแรงกระทำเฉพาะจุดหรือการกระจายตัวของแรงไม่สม่ำเสมอบนส่วนรับน้ำหนัก ด้วยเหตุนี้ผู้ที่รู้ดีที่สุดในการกำหนดค่าตัวแปร NUD ก็คือผู้ผลิตเครื่องชั่งฯ โดยมีค่าแนะนำตาม OIML R76 ดังข้างล่าง ในตัวอย่างของเราถือเป็นเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุก (Weighbridge) อยู่ในเกณฑ์แนะนำ 50% Max
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
Dead Load (DL) ของส่วนรับน้ำหนัก (Load Receptor) = 12,000 kg
Correction for non-uniform distributed load (Weighbridges); NUD = 50% of Max = 30,000 kg
ส่วนเสริม (Supplementary devices) ประกอบด้วย Leveling device, Zero-setting device, Zero-tracking device, Tare device, Preset tare device, Locking device, Auxiliary verification device, Selection device for load receptors and load-measuring devices ต้องไปอ่าน OIML R76-1 : 2006 (E) เอาเองนะ
การออกแบบให้เครื่องชั่งมีความเที่ยงตามต้องการในส่วนนี้เราจำเป็นต้องพิจารณาการทำงานของส่วนตั้งศูนย์ (Zero-setting device) เนื่องจากบางรูปแบบการทำงานของส่วนตั้งศูนย์ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติดังกล่าวมีผลต่อการเลือกพิกัดกำลังของโหลดเซลล์ที่ต้องใช้เพื่อให้ครอบคลุมผลของการทำงานของส่วนตั้งศูนย์นี้ OIML R76 กำหนดได้บอกว่าส่วนตั้งศูนย์ (Zero-setting device) มีลักษณะการทำงาน 4 รูปแบบคือ
1. ส่วนตั้งศูนย์ไม่อัตโนมัติ (Non-automatic zero-setting device) คือ ส่วนที่ใช้ปรับให้เครื่องชั่งแสดงค่าน้ำหนักเป็นศูนย์ โดยผู้ชั่งต้องทำการปรับจนกว่าเครื่องชั่งจะแสดงค่าศูนย์
2. ส่วนตั้งศูนย์กึ่งอัตโนมัติ (Semi-automatic zero-setting device) คือ ส่วนที่ใช้ปรับให้เครื่องชั่งแสดงค่าน้ำหนักเป็นศูนย์โดยอัตโนมัติเมื่อได้รับคำสั่งจากผู้ชั่ง
3. ส่วนตั้งศูนย์อัตโนมัติ (Automatic zero-setting device) คือ ส่วนที่ใช้ปรับให้เครื่องชั่งแสดงค่าน้ำหนักเป็นศูนย์โดยอัตโนมัติโดยไม่ต้องรอคำสั่งจากผู้ชั่ง
4. ส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) คือ ส่วนที่ใช้ปรับให้เครื่องชั่งแสดงค่าน้ำหนักเป็นศูนย์โดยอัตโนมัติเมื่อเครื่องชั่งเริ่มทำงาน
ดังนั้นหากเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติและมี Load Cells ทำหน้าที่เป็นส่วนชั่งน้ำหนัก (Load Measuring Device) และออกแบบให้ระบบการทำงานของเครื่องชั่งฯมีส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) แล้ว เราจำเป็นต้องพิจารณาผลกระทบจากการทำงานของส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรกเนื่องจากมีผลกระทบต่อขีดความสามารถของการทำงานของโหลดเซลล์ของเครื่องชั่งฯมากที่สุดเมื่อเทียบกับการทำงานของส่วนตั้งศูนย์ไม่อัตโนมัติ, ส่วนตั้งศูนย์กึ่งอัตโนมัติ, ส่วนตั้งศูนย์อัตโนมัติและส่วนรักษาศูนย์ (Zero-tracking device) (ดูรูปที่ 48 และรูปที่ 49) ดังนั้นเราจึงต้องหาช่วงการตั้งค่าศูนย์ (IZSR) ของส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรกหากเครื่องชั่งฯ มีระบบการทำงานดังกล่าว
พอถึงจุดนี้บางคนเริ่มอึดอัดใจว่าส่วนตั้งศูนย์ไม่อัตโนมัติ, ส่วนตั้งศูนย์กึ่งอัตโนมัติ, ส่วนตั้งศูนย์อัตโนมัติ, ส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก และส่วนรักษาศูนย์ (Zero-tracking device) มันทำงานอย่างไร โดยเฉพาะส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) เราไม่ขอกล่าวในรายละเอียดในที่นี้ขอให้ไปอ่านรายละเอียดต่างๆรวมถึงวิธีการตรวจสอบช่วงการตั้งค่าศูนย์ (IZSR) ของส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรกอย่างไรในหนังสือ “การตรวจสอบต้นแบบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ” สำนักงานกลางชั่งตวงวัด ผมใส่ไว้ในส่วนที่เรียกว่า “E-books” ใน www.cbwmthai.org ไปอ่านดูต่อเอาเองนะถึงแม้ผ่านมาประมาณ 25 ปี แล้วยังใช้ได้อยู่ครับ
จากรูปที่ 48 จะเห็นได้ว่าผลของการทำงานของส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) ยิ่งมีช่วงกว้างมาก ยิ่งมีผลต่อช่วงการใช้งานได้ของโหลดเซลล์หรือช่วงการชั่งได้ลดลง ดังนั้นหากอยากได้ช่วงการชั่งมากๆ และช่วงการตั้งศูนย์ครั้งแรกกว้างๆ ก็ต้องเลือกโหลดเซลล์ที่ทีพิกัดกำลังสูงๆ ราคาของเครื่องชั่งฯ ก็สูงตามไปด้วย เนื่องอาจต้องจัดทำส่วนที่เกี่ยวข้องเพิ่มเติมหรือไม่อย่างไรต่อไป
รูปที่ 48 (A) ช่วงการใช้งานโหลดเซลล์ของเครื่องชั่งที่เหมาะสม
(B) ช่วงการตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting range) ของส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) มีค่าน้อยกว่า 20 % และมีผลต่อช่วงการทำงานของโหลดเซลล์ของเครื่องชั่ง
(C) ช่วงการตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting range) ของส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) มีค่ามากกว่า 20 % และมีผลต่อช่วงการทำงานของโหลดเซลล์ของเครื่องชั่ง
รูปที่ 49 ตัวอย่างเครื่องชั่งที่มีช่วงการตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting range), ช่วงการตั้งศูนย์ (Zero-setting range), ช่วงการรักษาศูนย์ (Zero-tracking range) ตาม OIML R76
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
มีส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) และมีค่า Initial zero-setting Rang (IZSR) = 10,000 kg
4WI. ส่วนเสริม (Supplementary devices); ส่วนทดน้ำหนัก (Tare device)
ส่วนเสริม (Supplementary devices) ตัวที่ 2 คือ ส่วนทดน้ำหนัก (Tare device) เป็นส่วนที่มีลักษณะการทำงานทำให้เครื่องชั่งแสดงยังคงแสดงค่าน้ำหนักเป็น “ศูนย์” ขณะที่ยังมีสิ่งของอยู่บนส่วนรับน้ำหนัก โดยมีเงื่อนไขเมื่อส่วนทดน้ำหนักทำงานแล้ว
· ไม่ได้เปลี่ยนช่วงการชั่ง (the weighing range) ของเครื่องชั่งสำหรับน้ำหนักสุทธิ เราเรียกว่า “Additive tare device” ดูในรูปที่ 50 (รูปบนสุด) เราจะเห็นว่าหากช่วงการชั่งของเครื่องชั่งไม่เปลี่ยนแปลงแม้ส่วนทดน้ำหนักของเครื่องชั่งมีช่วงการทดน้ำหนักมากน้อยเพียงใดตามเงื่อนไขการทำงานลักษณะดังกล่าวนี้ ผลที่ตามมานั้นคือ ต้องใช้โหลดเซลล์ที่มีพิกัดกำลังเพียงพอเพื่อรองรับการทำงานของของส่วนทดน้ำหนัก Additive tare device
· ทำให้ช่วงการชั่ง (the weighing range) ของเครื่องชั่งลดลงสำหรับน้ำหนักสุทธิ เราเรียกว่า “Subtractive tare device” ดูในรูปที่ 50 (รูปกลาง) แสดงให้เห็นว่าเมื่อส่วนทดน้ำหนัก Subtractive tare device ทำงาน ยิ่งมีช่วงการทดน้ำหนักยิ่งมาก ยิ่งทำให้ช่วงการชั่งน้ำหนักลดลง และในททางกลับกัน ดังนั้นลักษณะการทำงานดังกล่าวไม่ส่งผลกระทบต่อพิกัดกำลังของโหลดเซล
รูปแบบการทำงานของส่วนทดน้ำหนัก (Tare device) อาจเป็น
- ส่วนทดน้ำหนักไม่อัตโนมัติ (Non-automatic tare device) คือ ส่วนทดน้ำหนักที่ผู้ชั่งต้องทำการปรับสมดุลของน้ำหนักที่ทดเอง
- ส่วนทดน้ำหนักกึ่งอัตโนมัติ (Semi-automatic tare device) คือ ส่วนทดน้ำหนักที่ผู้ชั่งต้องสั่งให้ส่วนทดน้ำหนักทำการปรับสมดุลของน้ำหนักที่ทด
- ส่วนทดน้ำหนักอัตโนมัติ (Automatic tare device) คือ ส่วนทดน้ำหนักที่ทำการปรับสมดุลของน้ำหนักที่ทดได้เอง โดยไม่ต้องรอคำสั่งจากผู้ชั่ง
โดยปกติผู้ผลิตฯจะไม่ค่อยจัดให้มีส่วนทดน้ำหนักในเครื่องรถยนต์บรรทุกเพราะหากมีส่วนทดน้ำหนักเช่นสามารถทดน้ำหนักตัวน้ำหนักรถยนต์บรรทุกเปล่า 10 ตัน แล้วอาจต้องเพิ่มราคาของเครื่องชั่งฯ หรือเปล่าก็ไม่ทราบได้ ทั้งนี้เนื่องจากต้องจัดหาโหลดเซลล์ที่มีพิกัดกำลังสูงขึ้นและคุณภาพสูงขึ้น รวมถึงต้องลงทุนในองคาพยพเครื่องชั่งเพิ่มเติมด้วยหรือเปล่า? ดังนั้นจะไปทำให้ราคาเครื่องชั่งฯ สูงขึ้นได้ เดี๋ยวสู้ราคากับคู่แข่งไม่ได้หรือเปล่า
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
มี Additive tare (T+) = 0 kg
รูปที่ 50 การทำงานของส่วนทดน้ำหนัก (Tare device)
รูปที่ 51 ตัวอย่างแสดงการทำงานของส่วนทดน้ำหนัก (Tare device) ตามข้อกำหนด 4.7.1, OIML R76-1
5WI. ผลรวมจากปัจจัยต่างๆที่มีผลต่อโหลดเซลล์ของเครื่องชั่ง (Correction Factor; Q )
จากนิยามของ Correction Factor (Q)
งานนี้หลังจากสืบทราบข้อมูลเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกแล้วค่อยนำมาคำนวณกัน แต่ตอนนี้ทำการรวบรวมข้อมูลคุณสมบัติใดบ้างที่ต้องใช้ในการคำนวณ Correction Factor (Q) เสียก่อน
6WI. ช่วงอุณหภูมิใช้งานของเครื่องชั่ง
เนื่องจากอุณหภูมิเป็นปัจจัยภายนอกที่ผลต่อการทำงานของเครื่องชั่ง และส่งผลหรือมีผลต่อความเที่ยงของเครื่องชั่งฯ ดังนั้น OIML R 76-1 : 2006 (E) จึงกำหนดไว้ในหัวข้อ 3.9.2 Temperature รายละเอียดบางส่วนดังปรากฏข้างล่าง
สำหรับราชอาณาจักรไทยเราการที่กำหนดช่วงอุณหภูมิระหว่าง -10 °C ถึง 40 °C น่าจะไม่มีปัญหาในกรณีเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติชั้นความเที่ยง III ถึงแม้ราชอาณาจักรไทยไม่เคยมีอุณหภูมิติดลบ แต่หากไม่สบายใจเราอาจกำหนดกว้างๆ ว่ามีช่วงอุณหภูมิใช้งาน 30 °C ตาม OIML R 76-1 : 2006 (E) 3.9.2.2 ก็น่าจะได้
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
Tmin = -10 °C
Tmax = +40 °C
7WI. ความยาวสายสัญญาณโหลดเซลล์ และพื้นที่หน้าตัดของลวดสายสัญญาณโหลดเซลล์ 1 สาย (Load Cell Cable Length (L) & Cross section of one conductor (wire) within the load cell cable (A))
ธรรมชาติของเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกมักมีปัญหาพื้นที่การติดตั้ง ซึ่งต้องใช้พื้นที่มากพอสมควร การใช้งานร่วมกับพื้นที่ที่เกี่ยวข้องก็อาจมีปัญหาได้ อีกทั้งไม่สามารถให้ส่วนรับน้ำหนักของเครื่องชั่งเป็นทางสัญญจรให้รถยนต์วิ่งผ่านไปมาได้ เพราะจะทำให้ส่วนรับน้ำหนักและโหลดเซลล์พังเสียหายได้ เงินทองทั้งรวมทั้งเป็นเครื่องมือหากกินในทางที่เป็นไปตามธรรม และอธรรม ด้วยเหตุนี้ระยะทางระหว่างหลุมชั่งหรือส่วนรับน้ำหนักกับส่วนแสดงค่า (Indicator; IND) ไม่สามารถรักษาให้มีระยะคงที่ มันต้องออกแบบให้ Fit For All
เรื่องนี้จึงเกี่ยวข้องกับชนิดของโหลดเซลล์ว่าจะเป็น Analog Load Cells หรือ Digital Load Cells หากเป็น Digital Load Cell ก็มีความยืดหยุ่นในเรื่องระยะทางระหว่างหลุมชั่งหรือส่วนรับน้ำหนักกับส่วนแสดงค่า (Indicator; IND) ซึ่งมักอยู่ในห้องควบคุมการชั่งน้ำหนัก ทั้งนี้ก็เพราะสัญญาณไฟฟ้าจาก Digital Load Cell ไปยัง Indicator; IND ถูกส่งในรูปแบบสัญญาณดิจิตอล แต่ในกรณีที่เรายกตัวอย่างในบทความนี้กำหนดให้เป็น Analog Load Cells จะมากจะน้อยเราก็ต้องให้ความสำคัญในเรื่องระยะความยาวสายสัญญาณเนื่องจากสัญญาณไฟฟ้าที่ด้านทางออกของ Analog Load Cells เป็นสัญญาณอนาล็อกแรงดันไฟฟ้าซึ่งมีค่าน้อย หากผู้ผลิตไม่มีวิธีการควบกล้ำสัญญาณ (Modulate Signals) ให้ดีเพียงพอจนถึงการจัดส่งสัญญาณไปยัง Indicator; IND ก็ย่อมมีผลต่อความเที่ยงและความเสถียรของผลการชั่งน้ำหนักของเครื่องชั่งฯ การพิจารณาความสัมพันธ์ระยะทางระหว่างหลุมชั่งหรือส่วนรับน้ำหนักกับส่วนแสดงค่า (Indicator; IND) หรืออีกนับหนึ่งก็คือความยาวของสายสัญญาณจาก Analog Load Cells ไปยัง IND มีค่าเท่ากับ L กับพื้นที่หน้าตัดของสายสัญญาณนำไฟฟ้า 1 เส้น (A) ตามตารางขนาดสายสัญญาณ American Wire Gauge; AWG ดังในตารางที่ 9 ในบางครั้งก็จำเป็น ทั้งนี้โดยปกติค่าดังกล่าวจะปรากฏอยู่ใบรายงานผลการทดสอบของ Analog Load Cells และ/หรือ Indicator; IND
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
ความยาวของสายสัญญาณจาก Analog Load Cells หรือ Junction Box ไปยัง IND (L) = 100 m.
พื้นที่หน้าตัดของสายสัญญาณนำไฟฟ้า 1 เส้นจาก Analog Load Cells หรือ Junction Box ไปยัง IND (A) = 0.75 mm2
ตารางที่ 9 ขนาดสายสัญญาณ American Wire Gauge; AWG (ASTM B258-02)
จากการรวบรวมข้อมูลความต้องการเครื่องชั่งตลอดจนลักษณะการติดตั้งข้อมูลรอบตัวของอุปกรณ์ มาทั้งหมดเพื่อเป็นกรอบการทำงานในการตรวจสอบการเข้ากันได้ของ Load Cells กับ Indicator; IND เราสรุปได้ว่า
Indicator; IND ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์
คำว่า Indicator; IND เป็นชื่อเรียกในภาพรวมซึ่งมีเบื้องหลังของการทำงานร่วมกันหลายๆ ส่วนทำงานในตัว Indicator; IND ดังที่ได้กล่าวภายในช่วงแรกๆ ในทางปฏิบัติสภาพการณ์วงการอุตสาหกรรมในปัจจุบันเกิดการทำงานร่วมกันในรูปแบบที่เรียกว่า “Collaboration” และ “LEGO” (ไม่ต้องคุยเรื่อง Just in Time, Just On Time, LEAN, … ) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน สามารถปรับเปลี่ยนรุ่นเครื่องชั่งตวงวัดให้รวดเร็วทันสมัยต่อการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีรวมทั้งตอบสนองความต้องการตลาดให้ทันต่อกิจกรรมการค้า และ/หรือกิจกรรมของสังคมที่เปลี่ยนแปลงรวดเร็วเพื่อเพิ่มคุณภาพชีวิตของชาวโลกที่อาศัยบนโลกใบนี้ด้วยหลักคิด “ตลาดการค้าเสรี” ให้ชาวโลกได้ใช้ของดีที่สุดด้วยราคาถูกที่สุด 555.... ฝรั่งมันหลอกเราไปวันๆๆ.... ดังนั้นเพื่อ “Collaboration” + “LEGO” การทำงานร่วมกันของผู้ผลิตสินค้าบนโลกนี้เค้าแบ่งงานกันทำในงานส่วนที่ตนเองเชี่ยวชาญเพื่อเพิ่มมูลค่าสินค้าตนเองมากที่สุด (กำไรสูงสุด ด้วย) จากนั้นนำสินค้าจากหลากหลายทั่วโลกมาเชื่อมต่อเหมือนของเล่นเด็กที่เรียกว่า “LEGO” ให้ทำงานร่วมกัน ในที่นี้ก็คือผู้ผลิต Indicator; IND ก็ผลิต Indicator; IND ไป ผู้ผลิตโหลดเซลล์ก็ผลิตโหลดเซลล์ไป จนถึงผู้ผลิตเครื่องชั่งฯ อยากผลิตเครื่องชั่งฯ แบบใดให้มักษณะใดก็จะไปเลือกแล้วจับคู่ Indicator; IND + Load Cells เพื่อให้ได้เครื่องชั่งฯ ที่ตนเองต้องการเพิ่มมูลค่าเข้าไปในเครื่องชั่งที่ตนเองที่ผลิต โดยสร้างความแตกต่างในตัวสินค้าเพื่อเรียกเงินในกระเป๋าของลูกค้าให้มากที่สุดในขณะเดียวกันก็ช่วยแก้ไขปัญหาชีวิตของลูกค้าที่กำลังต้องการเครื่องชั่งที่มีคุณสมบัติและลักษณะการทำงานที่ต้องการ ถือเป็นการแลกเปลี่ยนผลประโยชน์ต่างตอบแทนซึ่งกันและกัน เช่นอาจเพิ่มระบบ Software หรือระบบ Minimum Stock ของสินค้าผ่านระบบ LAN/WI-FI ฯลฯ และสุดท้ายของผลกระทบของ “Collaboration” + “LEGO” ก็คือเราก็ต้องมานั่งจิ้มคีย์บอร์ด เขียนบทความเนี้ยงั๊ยครับ......
ส่วนแสดงค่า (Weighing Indicator; IND) & ส่วนแสดง (Indicating Device) & จอแสดงผลการชั่งหลัก (Primary Display) หลายคนอาจสับสนกับคำทั้ง 3 คำ “ส่วนแสดงค่า” คืออะไรในความหมายของ OIML R76 ดังนั้นเพื่อความชัดเจนจึงขอยกข้อความจาก OIML R76-1 : 2006 (E) ดังในกรอบข้างล่าง เพราะคำว่า “Device” ที่เราได้แปลในเอกสารและบทความต่างๆ รวมถึงที่ปรากฎในประกาศกระทรวงพาณิชย์ฯ นั้นคำว่า “Device” ก็คือคำว่า “ส่วน” บางครั้ง “ส่วน” หมายถึงบทบาทหน้าที่และการทำงานหรือผลการทำงานซึ่งบางครั้งสามารถแยก “ส่วน” ดังกล่าวออกมาให้เห็นชัดเจนจับต้องได้แต่ในบางครั้งมันไม่สามารถมองเห็นหรือแยก “ส่วน” ออกได้อย่างชัดเจนแต่ที่ได้รับคือผลของการทำงานของ “ส่วน” ดังกล่าว นอกจากนี้บางครั้ง “ส่วน” ก็ประกอบด้วย “ส่วน” 555.... เริ่มมึนกันหรือเปล่า... ดังนั้นขอให้ระวังความหมายที่แตกต่างกันระหว่าง “ส่วนแสดงค่า (Weighing Indicator หรือ Indicator; IND)” กับ “ส่วนแสดง (Indicating Device)” รวมถึง “จอแสดงผล (Display)” มันเป็นคนละเรื่องคนละส่วนกันนะ
เราจะเห็นได้ว่า Indicator; IND นั้นจะรวมเอา ADC, Data processing (scaling), Further data processing (e.g., tare, price calculation), Key(s) or keyboard to operate และ Primary display หรือจอแสดงผลที่เราเห็นค่าน้ำหนักปรากฏอยู่นั้นแหละ เข้าด้วยกัน
Indicator; IND ที่จะนำมาใช้กับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกต้องผ่านการตรวจสอบและทดสอบตาม OIML R76-1 : 2006 (E), ANNEX C (Mandatory for separately tested modules) Testing and certification of indicators and analog data processing devices as modules of non-automatic weighing instruments ดังนั้นหากต่อไปเขียนว่า Indicator; IND ได้ใบรายงานผลทดสอบฯ นั้นหมายถึงได้ผ่านทดสอบตาม OIML R76-1 : 2006 (E), ANNEX C จากห้องปฏิบัติการที่ OIML ให้คำรับรองหรือเทียบเท่า โดย Indicator Module มีคุณสมบัติดังนี้คือ
1IND. ชั้นความเที่ยงของส่วนแสดงค่าน้ำหนัก (Accuracy class)
หากต้องนำ Indicator; IND ไปใช้กับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติชั้นความเที่ยงใด ตัว Indicator; IND ก็ต้องเป็นชั้นความเที่ยงนั้นหรือชั้นความเที่ยงที่สูงกว่าเช่นกัน ดังนั้นหากต้องการเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติชั้นความเที่ยง III เมื่อเลือกใช้ Indicator; IND เราก็ต้องร้องขอใบรับรองรายงานผลการทดสอบ Indicator; IND ตาม OIML R76-1 : 2006 (E), ANNEX C โดยห้องปฏิบัติการที่ OIML รับรองจากผู้ผลิต Indicator; IND ที่รายงานผลว่า Indicator; IND ดังกล่าวอยู่ในชั้นความเที่ยง III ซึ่งสอดคล้องกับตารางที่ 10 แต่ก็จะมีเรื่องที่น่าปวดหัวอีกต่อไปนั้นคือผู้ขายเครื่องชั่งฯ ก็จะส่งใบรายงายผลการทดสอบ Indicator; IND ว่าผ่านการทดสอบตาม OIML ว่าอยู่ในชั้นความเที่ยง III แต่ไม่ยอมส่งมอบใบรายงานผลการทดสอบโหลดเซลล์ว่าผ่านการทดสอบมีมาตรฐานตาม OIML อยู่ในชั้นความเที่ยง C แล้วคุณจะยอมรับได้เครื่องชั่งนั้นได้หรือเปล่า? เรื่องนี้มันสะท้อนในเรื่องการค้าเสรี ที่ไม่ได้ค้าเสรีจริงๆหากมันขาดความเป็นธรรมเพราะยังมีช่องว่างของการค้าเสรีที่ต้องเติมเต็มด้วย นั้นคือ “ความรู้” ด้วยเสมอ
ตารางที่ 10 ความสัมพันธ์ชั้นความเที่ยงของ Indicator; IND กับชั้นความเที่ยงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ตาม OIML R76-1 : 2006 (E)
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
ชั้นความเที่ยงของ Indicator; IND III
2IND. จำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของ Indicator; IND (Maximum number of verification intervals; nind)
เราทราบจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของ Indicator ได้จากใบรายงานผลการทดสอบฯ ซึ่งระบุไว้ เรื่องนี้เป็นเรื่องที่ชิงไหวชิงพริบกันเพราะบางผู้ผลิต indicator; IND จะไม่ล็อกจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของ Indicator; IND ใครซื้อเอาไปใช้สามารถใช้ได้กับทุกชั้นความเที่ยงตั้งแต่ IIII ไปสูงสุดชั้นความเที่ยง I เลย บางผู้ผลิตซื่อตรงหน่อยก็จะล็อกจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของ Indicator ให้สอดรับกับชั้นความเที่ยงและขีดความสามารถของ Indicator; IND ที่ตนผลิตและที่ผ่านการรับรองตามที่ยื่นขอใบรายงานผลทดสอบฯ แต่ถ้าผู้ผลิตมั่นใจว่า indicator; IND ของตนเจ๋งจริงอย่างว่าก็ขอให้ทดสอบ indicator; IND เพื่อให้ใบรายงานผลการทดสอบระบุมาเลยว่าอยู่ในชั้นความเที่ยง I ดังนั้นเราจะสามารถนำไปใช้ได้กับเครื่องชั่งฯ ตั้งแต่ชั่งความเที่ยง I, II, III และ IIII อย่างนี้จะยินดีต่อใจ
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
nind = 3,000
3IND. ข้อมูลทางเทคนิคทางด้านระบบไฟฟ้าของ Indicator; IND (Electrical data with regard to the weighing instrument)
ข้อมูลทางด้านระบบไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับการทำงานและการติดตั้ง Indicator; IND ที่เราต้องทราบเพื่อสามารถตรวจสอบตรวจทานในระหว่างการทำงานและติดตั้ง Indicator ให้สามารถทำงานร่วมกันกับโหลดเซลล์ได้ราบรื่น จะต้องปรากฎอยู่ในใบรายงานผลการทดสอบฯ
Uexc (V) เป็นค่าแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นโหลดเซลล์ (Load Cell excitation voltage) หากดูในรูปที่ 16 ก็คือ input +12 VDC
Umin (mV) เป็นค่าแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกจาก Load cell หากดูในรูปที่ 16 ก็คือค่า output ซึ่งเป็นสัญญาณอนาล็อก (Analog signal) ถูกส่งไปเป็นสัญญาณขาเข้า Indicator; IND หากดูในรูปที่ 16 ก็คือค่าที่ออกจาก Analog load cell ไปยัง ADC (Analog-Digital Convertor) ที่มีค่าต่ำสุดเท่าที่ Indicator; IND ยอมรับได้ นั้นเอง หากต่ำกว่าค่านี้ Indicator จะไม่นำไปดำเนินการทำงานต่อ ดังนั้นหากมีปัญหาในเรื่องการสูญเสียปริมาณและคุณภาพของสัญญาณที่ส่งไปจะด้วยเหตุใดก็ตามล้วนมีผลต่อการทำงานของระบบที่ตามมา รวมถึงส่งผลต่อการทำงานของเครื่องชั่งและความเที่ยงของเครื่องชั่ง
Dumin (mV/e) เป็นค่า output จาก Load cell ซึ่งเป็นสัญญาณอนาล็อก (Analog signal) ที่ถูกส่งไปเป็นสัญญาณขาเข้าตัว Indicator; IND ในรูปของค่าสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดต่อค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรอง (verification scale interval); e ซึ่งเราต้องทำการคำนวณหา ค่านี้จะไม่ปรากฏในใบรายงานผลการทดสอบ Indicator; IND เพราะผู้ผลิตก็ไม่รู้ว่าท่านจะนำไปใช้กับค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองมีค่าเท่าใด แต่ผู้ผลิตต้องให้ข้อมูลของ Indicator; IND ดังในตารางที่ 11 จะเห็นว่า n = 3,000 จะมี Dumin = 1.0 mV/e ใครที่ชอบเครื่องชั่งที่มีความละเอียดสูงๆ แต่ใช้โหลดเซลล์คุณภาพต่ำๆ พึงระวังค่านี้ให้ดี...... เสียวแน่ๆ หากเพิกเฉย...
ตารางที่ 11 ตัวอย่างตารางความสัมพันธ์จำนวน e, Dumin (mV/e), Dumax (mV/e) ที่ Rated load cell output; C ในกรณีเท่ากับ 2mV/V และ 3mV/V ของ Indicator; IND (** ไม่แน่ใจว่าเป็น IND ของเครื่องชั่งชั้นความเที่ยง III พิกัดกำลังต่ำหรือพิกัดกำลังสูง ยกตัวอย่างมาเพื่อเป็นแนวคิด **)
ตามที่เคยได้พูดถึงสัญญาณไฟฟ้ารบกวน (Electric noise) ที่อาจไปรบกวนสัญญาณที่เกิดจากการทำงานของเครื่องชั่งฯไว้ก่อนหน้านี้แล้ว โดยปกติทั่วไปสัญญาณไฟฟ้ารบกวนดังกล่าวจะมีค่าอยู่ที่ระดับ 8 – 10 mV (7,000 Hz - 50 MHz) ดังนั้นเพื่อให้ผลการชั่งน้ำหนักที่เสถียร ค่าแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกโหลดเซลล์ต่อค่าขั้นหมายมาตรา (e) ต้อง/ควรมีค่าสูงกว่าสัญญาณรบกวน (Electric noise) ดังกล่าว นั้นคือ Dumin (mV/e) > 8 – 10 mV ซึ่งหากดูในตารางที่ 11 จะเห็นว่าแทบเป็นไปไม่ได้ ดังนั้น IND จึงควรมี Amplifier และ Low Pass Filters และวงจรอื่นๆเพื่อทำหน้าที่กรองสัญญาณรบกวนที่อาจมีและมีผลต่อความเที่ยงของเครื่องชั่งฯ ถือเป็นเรื่องสำคัญในการทำงานของเครื่องชั่ง ด้วยเหตุนี้ในการทดสอบหลายๆขั้นตอนในหนังสือ “การตรวจสอบต้นแบบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ” สำนักงานกลางชั่งตวงวัด จะกำหนดให้เตรียมตุ้มน้ำหนักแบบมาตราพิกัดกำลัง 1e เป็นจำนวน 10e เพื่อนำไปใช้ตรวจสอบการทำงานเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติในบางขั้นตอน
นอกจากนี้ยังพบว่าพนักงานเจ้าหน้าที่ชั่งตวงวัดได้ใช้เครื่องวิทยุสื่อสารทำการตรวจสอบส่วนแสดงค่าน้ำหนัก (Indicator; IND) ซึ่งมีช่วงความถี่ที่แตกต่างจากความถี่ของสัญญาณไฟฟ้ารบกวน (Electric noise) ตัวเราก็ยังสับสนอยู่ว่าทดสอบเพื่ออะไร? แต่เอาเถอะทำไปดีกว่าไม่ทำอะไร!! ยิ่งกระสุนปืนไปหลายยลูกแล้วต้องมีสักเม็ดซิว่ะโดนขอบเป้าก็ยังดี สำหรับการทดสอบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติตาม OIML R76-1 : 2006 (E), B.3.6 Immunity to conducted radio-frequency fields กำหนดช่วงความถี่ทดสอบ (Frequency range) 0.15 MHz-80 MHz ซึ่งในความเห็นส่วนตัว ถือเป็นช่วงความถี่วิทยุที่ครอบคลุมสัญญาณไฟฟ้ารบกวน (Electric noise) ที่เราสนใจ และ OIML R76-1 : 2006 (E), B.3.5 Immunity to radiated electromagnetic fields กำหนดช่วงความถี่ทดสอบ (Frequency range) 80 MHz-2,000 MHz ก็น่าจะเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของระบบโทรศัพท์มือถือ ?
|
วิทยุสื่อสาร/สัญญาณไฟฟ้ารบกวน
|
ความถี่
|
|
วิทยุสื่อสารสำหรับประชาชนทั่วไป
วิทยุสื่อสารนักวิทยุสมัครเล่น
วิทยุสื่อสารราชการ
สัญญาณไฟฟ้ารบกวน (Electric noise)
|
CB 245.0000-246.9875 MHz.
AR 144-146 MHz.
VHF 136-174 MHz.
7,000 Hz - 50 MHz
|
ตารางที่ 12 ความถี่คลื่นวิทยุ และความถี่ของสัญญาณไฟฟ้ารบกวนเครื่องชั่งฯ
นอกจากนี้ยังมีข้อมูลทางด้านไฟฟ้าที่ต้องทราบเพื่อใช้ประกอบการตรวจสอบและใช้ในการทำงานต่อไปดังในนิยามข้างล่าง
C = อัตราการเปลี่ยนแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกของโหลดเซลล์เทียบกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นโหลดเซลล์ด้านทางเข้าโหลดเซลล์หลังจากมีภาระน้ำหนักเท่ากับ Emax (Rated load cell output) (mV/V)
RLmin /RLmax = เป็นค่าที่แสดงถึงขีดความสามารถของ Indicator; IND ว่าสามารถขับ Load cell ที่มีค่า Load Cell Impedance ที่มีค่าต่ำสุดและสูงสุดเท่าใด เพื่อเราใช้เป็นข้อมูลต่อการเลือก Load cells ต่อไป
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
Uexc (V) = 12 VDC
Umin (mV) = 1 mV
Dumin (mV/e) = 1 mV/e
RLmin /RLmax = 30 W/1,000 W
C (mV/V) = 2 mV/V
4IND ช่วงอุณหภูมิใช้งานของ Indicator; IND
ช่วงอุณหภูมิใช้งานของ Indicator; IND ควรอยู่ในช่วงเดียวกับช่วงอุณหภูมิใช้งานของเครื่องชั่งที่เราต้องการ เพราะอุณหภูมิมีผลต่อการทำงานชิ้นส่วนอิเล็คทรอนิค
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
Tmin= -10 °C
Tmax = +40 °C
จากที่ได้กล่าวมาแล้วว่าความต้องการพัฒนาเครื่องชั่งรุ่นๆ ใหม่ให้ทันต่อความต้องการของตลาด การนำเครื่องชั่งที่ประกอบเสร็จสมบูรณ์แล้วส่งไปตรวจสอบต้นแบบทั้งตัวเครื่องชั่ง มันจะเสียเวลาไม่ทันใจและเสียค่าใช้จ่ายในการดำเนินการจำนวนมาก การค้าเสรีเลยบอกว่า งั๊ยก็แยกทดสอบอุปกรณ์เป็น Module อิสระต่อกันไม่จำเป็นต้องทดสอบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่ประกอบเสร็จสมบูรณ์ จากนั้นจับอุปกรณ์ที่ได้ถูกทดสอบแยกจากกันดังกล่าวมารวมกันให้ทำงานร่วมกันเป็นเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติก็ได้ แต่ก็คงด้วยความปอดแหกหรือตามหลักคณิตศาสตร์ sum of square (not fear) หรือให้สมกับสถาบัน OIML เพื่อประกันว่าภายหลังที่จับอุปกรณ์ที่ได้ถูกทดสอบแยกจากกันดังกล่าวแล้วนำมาประกอบรวมกันให้ทำงานร่วมกันเป็นเครื่องชั่งไม่อัตโนมัตินั้นพอเทียบเท่ากับการทดสอบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่ประกอบเสร็จสมบูรณ์ทั้งตัว ทาง OIML R76-1 : 2006 (E) จึงได้กำหนดสัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของแต่ละ Module รายละเอียดปรากฏในหัวข้อ 3.10 Type evaluation tests and examinations จากนั้นนำแต่ละสัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดที่ประเมินกันไว้มารวมกันตามหลักคณิตศาสตร์ ดูตารางที่ 13
ตารางที่ 13 Fraction of the maximum permissible error
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
Fraction of the maximum permissible error for IND;pind = 0.5
6IND. สายสัญญาณไฟฟ้าต่อเชื่อมระหว่างโหลดเซลล์กับ Indicator; IND (Load cell connection cable)
เราได้พูดถึงระบบโหลดเซลล์, ระบบสายไฟฟ้าเชื่อมต่อระหว่างโหลดเซลล์ (Load cells) กับส่วนแสดงผลการชั่ง (Indicator) ไว้แล้วดังในรูปที่ 36 ถึงรูปที่ 40 จะเห็นได้ว่าส่วนรับน้ำหนักจะอยู่ในบริเวณเดียวกับโหลดเซลล์แต่จะมีระยะห่างจาก Indicator; IND ซึ่งจะมากจะน้อยขึ้นอยู่กับข้อจำกัดการติดตั้ง ดังนั้นการเชื่อมต่อการทำงานจากกลุ่มอุปกรณ์ที่ต้องทำงานร่วมกันแต่อยู่คนละบริเวณจึงต้องใช้สายสัญญาณไฟฟ้าอนาล็อก อีกทั้งการต่อสายสัญญาณถึงกันดังกล่าวได้เป็นจุดอ่อนของระบบการทำงานของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติโดยเฉพาะเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกที่เรากำลังพิจารณาในบทความนี้ เพราะเมื่อส่วนแสดงค่าน้ำหนัก (Weighing Indicator; IND) ทำงานร่วมกับ Analog Load Cell ภายใต้การทำงานของไมโครคอมพิวเตอร์และโปรแกรมที่ออกแบบไว้เพื่อให้ผลการชั่งที่แม่นยำ จึงมีอุปกรณ์ที่สำคัญหลายตัวภายใน Indicator; IND ทำงานร่วมกันเพื่อขยายและกรองสัญญาณซึ่งส่งออกมาจากโหลดเซลล์ จากนั้นปรับเปลี่ยนสัญญาณจากแบบอนาล็อกเป็นแบบดิจิตอลก่อนส่งสัญญาณดังกล่าวให้คอมพิวเตอร์ทำการประมวลผล จนกระทั่งผลการชั่งปรากฏขึ้นสู่จอแสดงค่าของเครื่องชั่ง ดูรูปที่ 52 หากเกิดการสูญเสียสัญญาณไฟฟ้าหรือสัญญาณไฟฟ้าถูกรบกวนจากภายนอกแล้วการส่งสัญญาณไฟฟ้าจากโหลดเซลล์จนมาถึง Amplifier ที่อยู่ใน Indicator; IND จึงเป็นเรื่องที่ต้องหลีกเลี่ยง ถึงแม้จะมีระบบจัดการสัญญาณไฟฟ้าดีเยี่ยมแล้วก็ตาม
ดังนั้นสูตรที่ใช้ในการคำนวณใน OIML R76 ที่เราจะต้องทำงานเกี่ยวข้องด้วยเพื่อคำนวณ (L/A)max จึงต้องเป็นระบบต่อเชื่อมโหลดเซลล์กับ Indicator; IND แบบ “Connecting System, 6-wire-system” เท่านั้น แต่ถ้าหากเราไปเจอระบบต่อเชื่อม 4-wire-system ขอให้มั่นใจเถอะว่าระยะทางของสายสัญญาณต่อเชื่อมกันระหว่างโหลดเซลล์กับ กับ Indicator; IND สั้นลงแน่ๆๆ โดยเฉพาะส่งสัญญาณ ด้วย RS232 มีระยะยาวได้เพียง 50 ft (15 เมตร) อย่างเข้าใจว่า 50 เมตรสลับกับ 50 ft. ละ........... มึนครับ
รูปที่ 52 ไดอะแกรมการทำงานของส่วนแสดงค่า (Weighing indicator; IND) แบบอิเล็คทรอนิค
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
(L/A)max = 150 m/mm2 (Connecting System, 6-wire-system เท่านั้น)
จากการรวบรวมข้อมูลของ Indicator; IND มาทั้งหมด เราสรุปได้ว่า
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
Load Cell; LC ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ชนิดเครื่องชั่งบรรทุกรถยนต์
ตามหัวข้อ OIML R 76-1 : 2006 (E), ANNEX F (Mandatory for separately tested modules) มีเงื่อนไขตั้งบน โหลดเซลล์เป็นชนิด “Analog Load Cell” ซึ่งถูกทดสอบว่ามีคุณสมบัติเป็นไปตาม OIML R60 นำมาจับคู่กับ “Indicator; IND” ซึ่งก็ผ่านการทดสอบและตรวจสอบแล้วมีคุณสมบัติเป็นไปตาม OIML R76-1 : 2006 (E), Annex C เป็นการย้ำแล้วย้ำอีกนะ ดังนั้นเพื่อให้ได้เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติตามชั้นความเที่ยง Max, e, n และ Min ตามที่ต้องการทั้งนี้ก็ต้องมีคุณสมบัติอื่นๆให้ครบถ้วนตาม OIML R76 ด้วยเช่นกัน จึงต้องมีการเลือกชิ้นส่วนอุปกรณ์ทั้งหมดซึ่งรวมถึง Load Cells กับ Indicator; IND ให้ทำงานร่วมกันอย่างสอดคล้องและสอดรับ (compatibility) เพื่อส่งมอบผลการชั้นให้อยู่ในชั้นความเที่ยงที่ต้องการ เราได้พูดในส่วน IND ไปแล้ว คราวนี้เราจะขอพูดในส่วนของโหลดเซลล์เป็นชนิด “Analog Load Cell” (ดูรูปที่ 9) ซึ่งถูกทดสอบว่ามีคุณสมบัติเป็นไปตาม OIML R60 และเป็นไปตามข้อกำหนด OIML R 76-1 : 2006 (E), 3.10.2.1, 3.10.2.2, and 3.10.2.3
1LC ชั้นความเที่ยงของโหลเซลล์, จำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของโหลดเซลล์ (Accuracy classes & Maximum number of load cell intervals; nmax), ค่าขั้นหมายมาตรตรวจรับรองน้อยที่สุดที่สามารถมีได้ในการแบ่งช่วงการชั่งของโหลดเซลล์ (Minimum load cell verification interval; vmin) และสัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของโหลดเซลล์ที่มีผลต่ออัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของเครื่องชั่ง (Fraction of the maximum permissible error for load cell; pLC)
จากเอกสาร OIML R60 : 2000 ได้แบ่งชั้นความเที่ยงของโหลดเซลล์ออกเป็น 4 ชั้นความเที่ยงสอดรับกับชั้นความเที่ยงของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติตาม OIML R 76-1 : 2006 (E) โดยยึดหลักของจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองมากที่สุดของโหลดเซลล์ (nmax) ดังในตารางที่ 14
ตารางที่ 14 จำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองมากที่สุดของโหลดเซลล์ (nmax)
จำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของโหลดเซลล์ (Maximum number of load cell intervals; nmax)
จำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของโหลดเซลล์ (nmax) จากนิยามใน OIML R60 หมายถึงจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองเมื่อแบ่งช่วงการชั่งของโหลดเซลล์ให้ได้มากที่สุดแล้วยังให้ผลการชั่งไม่เกินค่าอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด mpe ของโหลดเซลล์ บางครั้งเราอาจเจอในเอกสาร OIML R76-1 : 2006(E) จำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองมากที่สุดของโหลดเซลล์ใช้อักษรย่อเป็น nLC แต่ในเอกสาร OIML R60 : 2000 (E) .ใช้อักษรย่อ nmax ระวังสับสนกันนะ
ดังนั้นเมื่อทำการชั่งน้ำหนักภายในช่วงการชั่งของโหลดเซลล์ซึ่งมีจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของโหลดเซลล์ (nLC) แล้วจะต้องให้ผลการชั่งไม่เกินอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด (mpe) ของโหลดเซลล์ ดังปรากฏในตารางที่ 15 โดยในการกำหนดอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของโหลดเซลล์ (mpe) นั้นก่อนอื่นได้ทำการปรับให้ที่ตำแหน่งค่าภาระแรงที่ Minimum Dead Load (Emin) ของโหลดเซลล์มีค่า mpe เท่ากับ 0 เสียก่อน (ดูรูปที่ 53) จากนั้นโหลดเซลล์ต้องมี mpe ตามในตาราที่ 15 ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุดของโหลดเซลล์ (nmax) ในรูปของน้ำหนักทดสอบ m ที่มีค่าในแต่ละจำนวนเท่าของช่วงจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของโหลดเซลล์เทียบกับค่าจริงของค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของโหลดเซลล์ (load cell verification interval; v) และค่า Fraction of the maximum permissible error for load cell; pLC ค่อยๆ อ่าน
รูปที่ 53 Error vs. load ของผลการทดสอบโหลดเซลล์
ตารางที่ 15 อัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด (mpe) ของโหลดเซลล์ในการตรวจสอบต้นแบบ
ค่าขั้นหมายมาตรตรวจรับรองน้อยที่สุดที่สามารถมีได้ในการแบ่งช่วงการชั่งของโหลดเซลล์ (Minimum load cell verification interval; vmin)
ผู้ผลิตต้องกำหนดค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของโหลดเซลล์ (load cell verification interval; v) เพื่อใช้ในการทดสอบโหลดเซลล์ตามตารางที่ 15 แต่ในขณะเดียวกัน ผู้ผลิตต้องให้ข้อมูลถึงค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองน้อยที่สุดที่สามารถมีได้ในการแบ่งช่วงการชั่งของโหลดเซลล์ (Minimum load cell verification interval; vmin)
เนื่องจากสมรรถนะของโหลดเซลล์จะพูดถึงจำนวนสูงสุดของขั้นหมายมาตรา (the maximum number of scale intervals; nLC) และค่าขั้นหมายมาตรตรวจรับรองน้อยที่สุดที่สามารถมีได้ในการแบ่งช่วงการชั่งของโหลดเซลล์(Minimum load cell verification interval; vmin) โดยทั่วไปโหลดเซลล์ที่มีใช้ในเครื่องชั่งรถยนต์บรรทุกจะมีจำนวนสูงสุดของขั้นหมายมาตรา (nLC) ประมาณ 3,000 ขั้นหมายมาตราและค่าขั้นหมายมาตรตรวจรับรองน้อยที่สุด (vmin) ที่สามารถมีได้ในการแบ่งช่วงการชั่งของโหลดเซลล์ประมาณ 1/10,000 ของค่าพิกัดกำลังของโหลดเซลล์
ค่าอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด (mpe) ของโหลดเซลล์ที่ปรากฏในตารางที่ 15 ครอบคลุมรวมเอาผลผิดทั้งจากการชั่งน้ำหนัก, Hysteresis และอิทธิพลเนื่องจากอุณหภูมิกระทำต่อโหลดเซลล์แล้วมีผลต่อ Sensitivity ของโหลดเซลล์ ส่วนผลผิดอื่นๆจะไม่ถูกนำมารวมอยู่ภายในค่า mpe ในตารางที่ 15 ดังนั้นเราต้องพิจารณาแยกออกไป
ข้อระมัดระวังในการใช้ตารางที่ 15 เมื่อเราทราบ nmax , vmin , v, การใช้ค่า mpe ในตารางที่ 15 ต้องเริ่มต้นอยู่ภายใต้เงื่อนไข
และพิจารณเส้นกราฟทดสอบสมรรถนะโหลดเซลล์ที่มีจุดตำแหน่งค่า Minimum Dead Load (Emin) (หมายเลข 3 ในรูปที่ 54 ) ของโหลดเซลล์มีค่า mpe เท่ากับ 0 (ดูรูปที่ 53) และเส้นกราฟทดสอบสมรรถนะโหลดเซลล์ลากผ่านที่ตำแหน่ง 75% ของช่วงการวัดของโหลเซลล์ (load cell measuring range) หรือ 75% ของระยะช่วงหมายเลข 4 ถึงหมายเลข 6 ในรูปที่ 54 เมื่อทดสอบโหลดเซลล์ที่อุณหภูมิ 20 °C
รูปที่ 54 นิยามที่สำคัญๆ ของโหลดเซลล์
สัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของโหลดเซลล์ที่มีผลต่ออัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของเครื่องชั่ง (Fraction of the maximum permissible error for load cell; pLC)
ค่า pLC จะมีค่าเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิตโหลดเซลล์เป็นผู้กำหนด แต่ต้องอยู่ภายในช่วง 0.3 £ pLC £ 0.8 แต่หากทางผู้ผลิตไม่กำหนดค่า pLC แล้วให้ใช้ pLC = 0.7
OIML R60 ได้จัดทำรูปแบบการบ่งบอกข้อมูลทางเทคนิคของโหลดเซลล์ดังในรูปที่ 53 เป็นตัวอย่างบ่งบอกข้อมูลว่าเป็นโหลดเซลล์ C3 โดย “C” หมายถึงเป็นโหลดเซลล์ชั้นความเที่ยง Class C และ “3” หมายถึงโหลดเซลล์มีจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองสูงสุด (nLC) เท่ากับ 3,000 ช่อง ส่วนเมื่อเรานำโหลดเซลล์ไปใช้งานอาจใช้จำนวนขั้นหมายมาตราไม่ถึง 3,000 ก็สามารถทำได้ แต่ต้องไม่เกิน 3,000 ช่อง ส่วนความหมายอื่นๆ ไปอ่านต่อกันเองนะ แค่นี้ก็เกือบ 100 หน้า A4 แล้วครับ 55555.
รูปที่ 55 ความหมายของสัญลักษณ์ต่างๆที่ปรากฏบนโหลดเซลล์ตาม OIML R60
ตารางที่ 16 ชั้นความเที่ยงโหลดเซลล์ OIML R60 : 2000 (E) กับชั้นความเที่ยงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ OIML R76-1 : 2006 (E) ส่วนชั้นความเที่ยง IIIL อยู่ในเอกสาร NIST HB44; NTEP)
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
โหลดเซลล์ชั้นความเที่ยง (Accuracy Class) Class C
Maximum number of load cell intervals; nLC 3,000
Minimum load cell verification interval; vmin 5 kg
Fraction of the maximum permissible error for load cell; pLC 0.7
2LC พิกัดกำลังสูงสุดและพิกัดกำลังต่ำสุดของโหลดเซลล์ (Maximum capacity of the load cell (Emax) & Minimum dead load of the load cell (Emin))
พิกัดกำลังสูงสุดของโหลดเซลล์ (Maximum capacity of the load cell; Emax) (หมายเลข 8 ในรูปที่ 54 ) คือ เมื่อโหลดเซลล์รับภาระแรงไม่เกินค่านี้แล้วจะยังคงให้ผลผิดไม่เกินค่าอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดดังในตารางที่ 15 สำหรับค่าภาระน้ำหนักตายต่ำสุด (Minimum Dead Load; Emin) (หมายเลข 3 ในรูปที่ 54 ) ของโหลดเซลล์นั้นจะถูกปรับให้เป็นจุดเริ่มต้นของกราฟสมรรถนะของโหลดเซลล์โดยตำแหน่งดังกล่าวจะถูกปรับให้มีการแสดงค่าผลผิดของโหลดเซลล์เท่ากับศูนย์ (ดูรูปที่ 53) ดังนั้นช่วงการใช้งานโหลดเซลล์สูงสุด (Maximum measuring range) คืออยู่ในช่วงระหว่าง Emax กับ Emin (หมายเลข 3 กับหมายเลข 8 ในรูปที่ 54 )
แต่เมื่อโหลดเซลล์ถูกนำไปใช้งานกับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติจำเป็นต้องติดตั้งส่วนรับน้ำหนัก (Load receptor) และอุปกรณ์อื่นๆ เช่น กล่องรวมสัญญาณ (Junction box) ท่อร้อยสายไฟฟ้า เป็นต้น รวมน้ำหนักดังกล่าวทั้งหมดเป็นค่าน้ำหนักตาย (Dead load) ดูรูปที่ 54 ค่าน้ำหนักตายนี้ต้องมีค่าอย่างน้อยเท่ากับหมายเลข 3 ถ้าค่าน้ำหนักตายมากกว่าหมายเลข 3 จนเลยหมายเลข 4 ไปยิ่งมากเท่าใดยิ่งทำให้เครื่องชั่งฯมีช่วงการชั่งน้ำหนัก (load cell measuring range) น้อยลง แต่ถ้าหากค่าน้ำหนักตายมีค่าตกอยู่ในช่วงตั้งแต่หมายเลข 3 ถึงหมายเลข 4 เราก็ยิ่งสามารถใช้ช่วงการชั่งได้เต็มทีจนถึงหมายเลข 6 หากเรานึกถึงกฎกระทรวงฯ ฉบับเทคนิค จะพบว่าเรากำหนดให้เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติต้องแสดงผลการการชั่งเกิน Max อยู่ + 9e เพราะค่าดังกล่าวควรอยู่หว่างหมายเลข 6 ถึงหมายเลข 8 นั้นเอง
สำหรับ Safe load limit; Elim (หมายเลข 9 ในรูปที่ 54 ) เป็นค่าที่แสดงว่าแท่งโลหะและ Strain gauges ที่ยึดติดกับแท่งโลหะที่ใช้ทำโหลดเซลล์ดังกล่าวยังคงสามารถทำงานอยู่ในช่วงยืดหยุ่น (Elastic region) นั้นคือเมื่อโลหะได้รับภาระแรงแล้วมีการยืดตัวและเมื่อภาระแรงที่กระทำต่อโหลดเซลล์หมดไปแล้วโหลดเซลล์ยังคงหดตัวกลับมาและยังคงรักษารูปทรงเดิมเหมือนกับขณะที่ยังไม่รับภาระแรงโดยไม่เสียรูปทรงถาวร อีกทั้งยังคงรักษาความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างค่า Stress และ Strain ของแท่งโลหะได้อยู่ (ดูรูปที่ 56) แต่ในทางปฏิบัติเมื่อเราเพิ่มน้ำหนักลงบนโหลดเซลล์และเอาน้ำหนักออกจากโหลดเซลล์พบว่าค่าความสัมพันธ์ระหว่างน้ำหนักกับค่าแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกโหดลเซลล์จะไม่ย้อนกลับเส้นทางเดินเดิม แต่จะเยื้องกันเล็กน้อยดังในรูปที่ 18 สิ่งนี้เรียก ปรากฏการณ์ “Hysteresis” สำหรับค่า Safe load limit; Elim ถือเป็นค่าประกันความปลอดภัยในการใช้งานที่เราต้องระมัดระวังไม่ให้ภาระแรงกระทำต่อโหลดเซลล์มากเกินกว่าจุดนี้ ผมไม่แน่ใจเหมือนกันว่าเป็นค่าผลรวม Dead load กับแรงภาระจร (Live load) หรือรวมทั้งภาระแรงที่เกิดขึ้นทันทีทันใดแล้วหายไป (Transient load) ด้วยหรือเปล่าที่ไม่ควรเกินค่านี้ด้วย? ตรวจสอบด้วยน่ะ ตัวอย่าง Transient load เช่น ตอนรถยนต์บรรทุกวิ่งขึ้นแท่นชั่งแล้วเบรครถยนต์บรรทุกทันทีทันใดในกรณีที่ทางเข้าส่วนรับน้ำหนักของเครื่องชั่งมีความลาดชัน จากนั้นเราจะได้ยินเสียง ติ๊งต๋อง ๆๆๆ ของเหล็กกระแทกกัน เป็นต้น ผู้ผลิตฯ ควรให้ข้อมูลค่า Safe load limit; Elim
รูปที่ 56 การยืดตัวและหัวตัวของแท่งโลหะและ Strain gauges ของโหลดเซลล์
รูปที่ 57 ความสัมพันธ์ภาระแรงที่กระทำต่อโหลดเซลล์กับสัญญาณด้านทางออกโหลดเซลล์
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Maximum capacity of the load cell; Emax 30,000 kg
Minimum Dead Load; Emin 2,000 kg
Safe load limit; Elim N/A kg
ตารางที่ 17 ชนิด, ช่วงพิกัดกำลังและการนำไปใช้งานของโหลดเซลล์
3LC Load cell output rating / Rated Cell output; mV/V
เจอในเอกสาร OIML R60 ใช้คำว่า Output rating แต่เจอในบางเอกสารจะใช้คำว่า Rated Cell output โดยมีหน่วย ในรูป “mV/V” ผู้ผลิตโหลดเซลล์ควรให้ค่า Output rating ในรูปของแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกของโหลดเซลล์มีค่า mV (Analog Signal) ต่อค่าแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นโหลดเซลล์สูงสุดสุด V (Excitation Volt) เป็นต้น เช่น แรงดันไฟฟ้ากระตุ้นโหลดเซลล์สูงสุดสุด (Maximum Excitation Volt) มีค่า 15 V แล้วโหลดเซลล์ให้แรงดันไฟฟ้าด้านทางออกมีค่า 45 mV หรือ 45 V/15V = 3 mV/V
ดังนั้น Rated cell output คือ อัตราการเปลี่ยนแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกของโหลดเซลล์เทียบกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นโหลดเซลล์ด้านทางเข้าโหลดเซลล์หลังจากมีภาระน้ำหนักเท่ากับ Emax (mV/V)
ในกรณีที่ผู้ผลิตให้ข้อมูล Output rating / Rated Cell output เป็นค่าที่แท้จริงซึ่งมีค่าในระดับทศนิยม (ดูรูปที่ 58) ในการคำนวณเพื่อตรวจสอบความเข้ากันได้ระหว่างส่วนแสดงผลการชั่ง (IND) กับโหลดเซลล์ให้ทำการปรับให้เป็นจำนวนเต็ม เช่น ผู้ผลิตให้ข้อมูล output rating / Rated Cell output เท่ากับ 3.0491 mV/V ให้ปัดเป็น 3 mV/V เป็นต้น
รูปที่ 58 ตัวอย่างข้อมูล Load cell ที่ผ่านการตรวจสอบจาก NTEP (USA.)
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Output Rating / Rated Cell Output 3.0 mV/V
4LC Relative Deadload Output Return (DR) or Z
เป็นตัวแปรที่ใช้บรรยายหรือบ่งบอกลักษณะเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi-interval instrument) ในบางกรณีอาจประเมินให้ Z มีค่าเท่ากับ Maximum number of load cell intervals; nmax (; nLC) ในกรณีเครื่องชั่งฯ มีช่วงการชั่งเดียว ค่าดังกล่าวก็ให้เป็นค่าความสัมพันธ์ของข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
เครื่องชั่งที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi - interval instrument) คือ เครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่ง 1 ช่วง และช่วงการชั่งนี้ถูกแบ่งออกเป็นช่วงการชั่งย่อยๆหลายช่วง โดยช่วงการชั่งย่อยแต่ละช่วงจะมีค่าช่องขั้นหมายมาตราตรวจรับรองที่แตกต่างกัน ทั้งนี้ช่วงการชั่งจะเปลี่ยนค่าช่องมาตราต่ำสุดได้เมื่อทำการชั่งน้ำหนักที่อยู่ในช่วงน้ำหนักนั้นๆ ไม่ว่าจะเป็นการชั่งแบบเพิ่มน้ำหนัก หรือทอนน้ำหนัก
จากนิยามใน OIML R60 เราสามารถเขียนเป็นสมการ
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Relative Deadload Output Return (DR) or Z 3,000
5LC Relative vmin or Y
ตัวแปร Y ใช้บรรยายหรือบ่งบอกถึงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multi-range instrument) ในกรณีเครื่องชั่งฯ มีช่วงการชั่งเดียว ค่าดังกล่าวก็ให้เป็นค่าความสัมพันธ์ของข้อมูลที่เกี่ยวข้อง
เครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument) คือ เครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งตั้งแต่ 2 ช่วงขึ้นไป แต่ละช่วงมีค่าพิกัดกำลังสูงสุดและมีค่าช่องขั้นหมายมาตราตรวจรับนรองที่แตกต่างกัน โดยมีส่วนรับน้ำหนักอันเดียวกัน และในแต่ละช่วงการชั่งจะต้องเริ่มจากน้ำหนักศูนย์ถึงพิกัดกำลังสูงสุดของช่วงการชั่งนั้น
อัตราส่วน Y เพื่อใช้บ่งบอกถึงความละเอียดของโหลดเซลล์ที่มีได้โดยไม่ขึ้นกับพิกัดกำลังของโหลดเซลล์
จากนิยามใน OIML R60 เราสามารถเขียนเป็นสมการ
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Relative vmin or Y 6,000
6LC Input resistance of a load cell; RLC
ผู้ผลิตโหลดเซลล์เป็นผู้กำหนด
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Input resistance of one load cell;RLC 350 W/load cell
7LC Temperature limits
ช่วงอุณหภูมิใช้งานของโหลดเซลล์ควรอยู่ในช่วงเดียวกับช่วงอุณหภูมิใช้งานของเครื่องชั่ง
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Tmin = -10 °C
Tmax = +40 °C
จากการรวบรวมข้อมูลมาทั้งหมด เราสรุปได้ว่า
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
Construction W&I : Fraction of the maximum permissible error สำหรับ Connecting elements, etc; pcon
หากเราทำการแยกทดสอบอุปกรณ์เป็น Module อิสระต่อกัน เนื่องด้วยเหตุผลความจำเป็นที่ไม่สามารถทำการทดสอบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่สมบูรณ์ครบถ้วน จากนั้นจับอุปกรณ์ที่ได้ถูกทดสอบเป็น Module แยกจากกันดังกล่าวมารวมกันให้ทำงานร่วมกันเป็นเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ทาง OIML R76-1 : 2006 (E) ได้กำหนดสัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดของแต่ละ Module รายละเอียดปรากฏในหัวข้อ 3.10 Type evaluation tests and examinations ในกรณีเป็นเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติรถยนต์บรรทุก ซึ่งใช้โหลดเซลล์ในการทำหน้าที่เป็น Load transmitting device จากส่วนรับน้ำหนัก (load receptor) ตรงนี้เองก็มีจุดเชื่อมต่อกันระหว่างส่วนรับน้ำหนักกับโหลดเซลล์ สิ่งนั้นก็คือ “ส่วนส่งผ่านน้ำหนักจากส่วนรับน้ำหนักไปยังโหลดเซลล์” ดูตารางที่ 13 และรูปที่ 6 ดังนั้นเมื่อพิจารณา Combined effect จึงประเมินสัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดอันเป็นผลรวมจาก Fraction of the maximum permissible error ด้วยกัน 3 ส่วนคือ
1. Fraction of the maximum permissible error สำหรับ indicator; IND
2. Fraction of the maximum permissible error สำหรับ Load cells; LC
3. Fraction of the maximum permissible error สำหรับ ส่วนส่งผ่านน้ำหนักจากส่วนรับน้ำหนักเพื่อไป Load cells
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
Fraction of the maximum permissible error for connecting elements, etc; pcon 0.5
Compatibility checking of modules of non-automatic weighing instruments
เมื่อถึงตอนท้ายสุดของเรื่อง ซึ่งเป็นเรื่องที่ต้องการพูดแต่จำเป็นต้องปูพื้นความรู้เพื่อให้เข้าใจตรงกันและให้ถือเสียว่าเป็นความรู้สะสมทิ้งไว้ให้คนรุ่นหลัง ส่วนจะมีเนื้อหาครอบคลุมเรื่องที่เราๆ สนใจครบถ้วนหรือไม่ ก็ขึ้นอยู่กับความรู้ความเข้าใจ ความสนใจในแต่ละบุคคล หากไม่ครบถ้วนก็ขอให้ไปศึกษาค้นคว้าเพิ่มเติมและหากชั่งตวงวัดคนใดอยากสร้างความรู้ต่อยอดก็เขียนบทความมาทิ้งไว้ให้คนรุ่นหลังต่อไปนะครับ ตอนนี้ตัวเราทำได้แค่นี้ก่อน...
ย้ำอีกครั้ง (พยายามพูดย้ำๆๆ) ว่าเนื้อในช่วงนี้เรายึดตามหัวข้อ OIML R 76-1: 2006 (E), ANNEX F (Mandatory for separately tested modules) บนพื้นฐานว่าโหลดเซลล์เป็นชนิด “Analog Load Cell” ซึ่งถูกทดสอบว่ามีคุณสมบัติเป็นไปตาม OIML R60 : 2000 (E) นำมาจับคู่กับ “Indicator; IND” ซึ่งผ่านการทดสอบและตรวจสอบแล้วมีคุณสมบัติเป็นไปตาม OIML R76-1 : 2006 (E), Annex C โดยเชื่อมต่อการทำงาน Analog Load Cells กับ Indicator; IND ด้วยระบบสายสัญญาณที่มี 6 เส้น ที่เรียกว่า "6-wire load cell" ดังนั้นเพื่อให้ได้เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติตามชั้นความเที่ยง Max, e, n และ Min ตามที่ต้องการ (ทั้งนี้ก็ต้องมีคุณสมบัติอื่นๆให้ครบถ้วนตาม OIML R76 ด้วยเช่นกัน) จึงต้องมีการเลือกชิ้นส่วนอุปกรณ์ทั้งหมดซึ่งรวมถึง Load Cells กับ Indicator; IND ให้ทำงานร่วมกันอย่างสอดคล้องและสอดรับเพื่อส่งมอบผลการชั้นให้อยู่ในชั้นความเที่ยงที่ต้องการ (ย้ำกันครั้งสุดท้าย...)
กรณีตัวอย่าง : ข้อมูลที่ปรากฏดังข้างล่างนี้เป็นเรื่องที่เราต้องเก็บรวบรวมข้อมูลจากใบรายงานผลการทดสอบ Indicator; IND และโหลดเซลล์ให้ครบเรียบร้อยเสียก่อน เพื่อใช้ในการตรวจสอบความเข้ากันได้กับของ Indicator Module กับ Load Cell Module
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เครื่องชั่งรถยนต์บรรทุก เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Indicator Module)
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (Load Cell Module)
เริ่มขั้นตอนตรวจสอบตาม OIML R 76-1: 2006 (E), ANNEX F (Mandatory for separately tested modules)
1. ตรวจสอบความเข้ากันได้ของชั้นความเที่ยงระดับเดียวกัน ? (Accuracy Class of the Load Cell (LC), Indicator (IND) and Weighing Element (WI))
เพื่อให้แน่ใจว่าโหลดเซลล์เป็นชนิด “Analog Load Cell” ทำงานร่วมกับส่วนแสดงผลการชั่งIndicator; IND อย่างสอดคล้องและสอดรับเพื่อส่งมอบผลการชั่งน้ำหนักให้กับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติอยู่ในชั้นความเที่ยงที่ต้องการ ทั้งโหลดเซลล์และ Indicator; IND จึงต้องอยู่ในชั้นความเที่ยงเดียวกันหรือดีกว่าตามการแบ่งชั้นความเที่ยงตาม OIML R 76-1: 2006 (E), และ OIML R60 : 2000 (E) ดังในตารางที่ 16 และตารางที่ 18
ตัวอย่างเช่นหากต้องการชั้นความเที่ยงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ III ต้องใช้โหลดเซลล์ชั้นความเที่ยง C หรือดีกว่าก็คือชั้นความเที่ยง B หรือ A เป็นต้น จึงถือว่าผ่านเกณฑ์ฯ
ตารางที่ 18 ชั้นความเที่ยงที่ต้องสอดคล้องกันระหว่างชั้นความเที่ยงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ กับชั้นความเที่ยงโหลดเซลล์
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
ชั้นความเที่ยงของเครื่องชั่งฯ III
ชั้นความเที่ยงของ Indicator; IND III
ชั้นความเที่ยงของ Load Cell C
2. ตรวจสอบช่วงอุณหภูมิใช้งานครอบคลุมช่วงอุณหภูมิของเครื่องชั่งที่ต้องการ ? (Temperature Limits of the Weighing Element (WI) compared with the temperature limits of the Load Cell (LC) and the Indicator (IND) in °C.)
เนื่องจากอุณหภูมิแวดล้อมขณะใช้งานเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติถือเป็นปัจจัยภายนอกที่ผลต่อการทำงานของเครื่องชั่งและส่งผลหรือมีผลต่อความเที่ยงของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ ดังนั้น OIML R 76-1 : 2006 (E) จึงได้กำหนดไว้ในหัวข้อ 3.9.2 Temperature กำหนดช่วงอุณหภูมิใช้งาน (Temperature range) ของเครื่องชั่ง คือ
Tmin = -10 °C
Tmax = +40 °C
ด้วยเหตุนี้ช่วงอุณหภูมิใช้งานทั้งโหลดเซลล์และ Indicator; IND จึงต้องมีช่วงอุณหภูมิใช้งานอย่างน้อยต้องเท่ากับ หรือมีช่วงอุณหภูมิกว่าที่กำหนดดังกล่าว
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
Temperature Range ของเครื่องชั่งฯ Indicator; IND และ Load Cell -10 °C to 40 °C
3. ประเมินสัดส่วนอัตราเผื่อเหลือเผื่อขาดเมื่อทำการประกอบส่วนส่งผ่านน้ำหนักจากส่วนรับน้ำหนักเพื่อไป Load cells, โหลดเซลล์และ Indicator; IND รวมทั้งหมดเข้าด้วยกันเป็นเครื่องชั่งฯ (Sum of the squares of the fractions pi of the maximum permissible errors for Load Cells, Indicator and Weighing Element.)
โดยส่วนรับน้ำหนัก (load receptor) เชื่อมต่อส่วนส่งผ่านน้ำหนักจากส่วนรับน้ำหนักไปยังโหลดเซลล์ โดยโหลดเซลล์ทำหน้าที่เป็น Load transmitting device ทำการวัดภาระแรงแล้วแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้า จากนั้นส่งสัญญาณไฟฟ้าดังกล่าวไปยัง Indicator; IND เพื่อประมวลผลออกเป็นผลการชั่งน้ำหนัก (ดูรูปที่ 6) เมื่อพิจารณา Combined effect เพื่อให้แน่ใจว่าเรากระจายการประเมินผลผิดของส่วนประกอบหลักของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติอย่างถูกต้องและเหมาสมตาม OIML R 76-1 : 2006 (E), 3.10.2.1 Apportioning of errors ประกอบด้วย Fraction of the maximum permissible error (ดูตารางที่ 13) ด้วยกัน 3 ส่วนคือ
3.1. Fraction of the maximum permissible error for IND; pind
ค่า pind จะมีค่าเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิต IND เป็นผู้กำหนด แต่ต้องอยู่ภายในช่วง 0.3 £ pind £ 0.7 แต่หากทางผู้ผลิตไม่กำหนดค่า pind แล้วให้ใช้ pind = 0.5
3.2. Fraction of the maximum permissible error for Load Cell; pLC
ค่า pLC จะมีค่าเท่าใดนั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิตโหลดเซลล์เป็นผู้กำหนด แต่ต้องอยู่ภายในช่วง 0.3 £ pLC £ 0.8 แต่หากทางผู้ผลิตไม่กำหนดค่า pLC แล้วให้ใช้ pLC = 0.7
3.3. Fraction of the maximum permissible error for Connecting Element; pcon
การประเมินผลผิดของส่วนประกอบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติสำหรับส่วนส่งผ่านน้ำหนักจากส่วนรับน้ำหนักเพื่อไป Load cells; pcon จะมีค่าเท่าใดนั้นอยู่ภายในช่วง 0.3 £ pcon £ 0.7 แต่หากทางผู้ผลิตฯ ไม่กำหนดหรือไม่มีอยู่ในใบรับรองผลใดๆ แล้วให้ใช้ pcon = 0.5
เมื่อทำการประเมินค่า Fraction of the maximum permissible error ทั้ง 3 ค่าเป็นที่เรียบร้อย ให้นำค่าดังกล่าวยกกำลังสองแล้วรวมกันทั้งหมดแล้วต้องไม่เกิน 1.0
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
4. ตรวจสอบจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของ Indicator;IND ต้องไม่น้อยกว่าจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่ต้องการ (Maximum number of Verification Scale Intervals (e) of the Indicator and the Weighing Element.)
อยู่บนพื้นฐานกำหนดให้จำนวนขั้นหมายมาตราของส่วนแสดงผลการชั่ง หรือ Indicator; IND (nind) ต้องมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรอง (n) ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ
ในกรณีที่เป็นเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi-interval instrument) กับเครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument) ให้ในแต่ละช่วงการชั่งย่อยแต่ละช่วงจะมีค่าช่องขั้นหมายมาตราที่แตกต่างกัน (the weighing intervals) หรือแต่ละช่วงมีค่าพิกัดกำลังสูงสุดและมีค่าช่องขั้นหมายมาตราที่แตกต่างกัน (the weighing ranges)
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
5. ตรวจสอบพิกัดกำลังของโหลดเซลล์ต้องสอดรับกับพิกัดกำลังของ Indicator; IND (Maximum Capacity of the load cells must be compatible with Max of the Indicator.)
ตรวจสอบพิกัดกำลังของโหลดเซลล์ที่ใช้ทั้งหมดในเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติรวมกันแล้วต้องมีค่าสอดคล้องกับพิกัดกำลังของส่วนแสดงผลการชั่ง (Weighing Indicator; IND) หรือพิกัดกำลังของเครื่องชั่งในอีกนัยหนึ่ง ก่อนอื่นเราต้องทำการแก้ไขค่าปัจจัยที่มีผลต่อการทำงานเครื่องชั่งฯ ที่อาจทำให้พิกัดกำลังของเครื่องชั่งหรือส่วนแสดงค่า Indicator; IND หรือพิกัดกำลังโหลดเซลล์ผิดไปด้วยตัวแปรแก้ไขค่า Q ด้วยสมการที่รวบรวมและประมวลปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการทำงานของเครื่องชั่งฯ ด้วยสมการ
เมื่อ
Q = ตัวแปรแก้ไขส่วนแสดงค่า (Correction Factor)
Max = พิกัดกำลังสูงสุดของเครื่องชั่งฯ (kg)
DL = น้ำหนักของส่วนรับน้ำหนักรวมทั้งอุปกรณ์ต่างๆที่ติดตั้งบนส่วนรับน้ำหนักที่เป็นค่าน้ำหนักคงที่ตายตัว น้ำหนักดังกล่าวเราจึงเรียกว่า “Dead Load; DL” หรือ “ภาระแรงตายตัว” (kg)
IZSR = Initial zero-setting Range เป็นค่าช่วงน้ำหนักอันเนื่องจากการทำงานของส่วนตั้งศูนย์ชนิดส่วนตั้งศูนย์ครั้งแรก (Initial zero-setting device) ที่ใช้ปรับให้เครื่องชั่งแสดงค่าน้ำหนักเป็นศูนย์โดยอัตโนมัติเมื่อเครื่องชั่งเริ่มทำงานหรือเมื่อเปิดเครื่องชั่ง (kg)
NUD = ตัวแปรแก้ไขค่าอันเนื่องจากภาระแรงที่เพิ่มขึ้นจากปัญหาภาระแรงเยื้องศูนย์ที่เกิดแรงกระทำเฉพาะจุด และ/หรือ ภาระการกระจายแรงบนส่วนรับน้ำหนักไม่สม่ำเสมอ ซึ่งโหลดเซลล์ต้องรองรับภาระดังกล่าวเพิ่มเติม กำหนดโดยผู้ผลิตฯ (kg)
T+ = ค่า Additive Tare เกิดจากการทำงานของส่วนทดน้ำหนัก (Tare device) ซึ่งทำให้เครื่องชั่งแสดงค่าน้ำหนักเป็นศูนย์ขณะที่ยังมีสิ่งของอยู่บนส่วนรับน้ำหนัก โดยเลือกเฉพาะรูปแบบการทดน้ำหนักแบบ Additive tare device เนื่องจากลักษณะการทำงานของส่วนดังกล่าวจะไปเปลี่ยนแปลงพิกัดกำลังของเครื่องชั่ง ซึ่งโหลดเซลล์ต้องมีพิกัดกำลังเพียงพอและสามารถรองรับผลการทำงานดังกล่าวได้ (kg)
จากนั้นทำการตรวจสอบพิกัดกำลังของโหลดเซลล์ (Emax) ต้องสอดคล้องกับเงื่อนไขดังในสมการข้างล่าง
เมื่อ
Emax = พิกัดกำลังสูงสุดของโหลดเซลล์ (Maximum capacity of the load cell) (kg)
R = น้ำหนักที่กดลงบนส่วนรับน้ำหนักจะถูกส่งผ่านแรงไปยังส่วนส่งผ่านน้ำหนัก (Load Transmitting Device) ซึ่งวิธีการส่งผ่านน้ำหนักอาจใช้ระบบคานทด (Level work) หรือไม่ใช้ระบบคานทดแต่ใช้การวางลงบนส่วนชั่งน้ำหนัก (Load Measuring Device) โดยตรง เลยก็ได้ (R = 1)
N = จำนวนโหลดเซลล์ที่ใช้ในเครื่องชั่งฯ
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
พิกัดกำลังสูงสุดของโหลดเซลล์ (Maximum capacity of the load cell; Emax) = 30,000 kg
6. ตรวจสอบช่องขั้นหมายมาตราตรวจรับรองต้องสอดคล้องระหว่างกันทุก Modules (Verification Scale Intervals)
6.1. Maximum number of Verification Scale Intervals of the Load Cell and the Indicator; IND. กำหนดให้จำนวนขั้นหมายมาตราของโหลดเซลล์ (nLC) ต้องมีค่าเท่ากับหรือมากกว่าจำนวนขั้นหมายมาตราตรวจรับรอง (n) ของเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ ที่เราต้องการ
ในกรณีที่เป็นเครื่องชั่งที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi - interval instrument) กับเครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument)
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
ใช้โหลดเซลล์จำนวน 4 ตัวรุ่นเดียวกัน โดยแต่ละตัวที่มีคุณสมบัติเหมือนกัน, มีพิกัดกำลัง 30,000 kg เท่ากันและจำนวนขั้นหมายมาตราของโหลดเซลล์ (nLC) 3,000 เท่ากัน
6.2. Minimum Dead Load output return (DR) of the load cell and smallest verification scale interval of a multi-interval weighing device. สำหรับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi-interval instrument) ค่า Minimum Dead Load output return ของโหลดเซลล์ต้องมีค่าเพียงพอสำหรับช่วงการชั่งย่อยแต่ละช่วงจะมีค่าช่องขั้นหมายมาตราที่แตกต่างกันดังกล่าว ซึ่งต้องตรวจสอบทุกช่วงที่มีมีค่าช่องขั้นหมายมาตราที่แตกต่างกัน ทั้งนี้สามารถคำนวณด้วยการใช้ตัวแปร Z โดยค่า Z ต้องมีค่าไม่น้อยกว่า Maxr/ei
จากนิยามใน OIML R60 เราสามารถเขียนเป็นสมการ
Z เป็นตัวแปรที่ใช้บรรยายหรือบ่งบอกถึงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi-interval instrument) ในบางกรณีอาจประเมินให้มีค่าเท่ากับ Maximum number of load cell intervals; nmax (; nLC)
เราไม่ได้ตรวจสอบในเงื่อนไขนี้ เพราะเครื่องชั่งฯ ในกรณีศึกษานี้มีช่วงการชั่งเดียวและมีค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองคงที่
6.3. Minimum Dead Load output return (DR) of the load cell and smallest verification scale interval of a multiple range weighing device. สำหรับเครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument) ที่ใช้โหลดเซลล์ตัวเดียวกับช่วงการชั่งที่แตกต่างกันมากกว่าช่วงการชั่งหนึ่ง ดังนั้น Minimum Dead Load output return (DR) of the load cell ควร
Z เป็นตัวแปรที่ใช้บรรยายหรือบ่งบอกถึงเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument) ในบางกรณีอาจประเมินให้มีค่าเท่ากับ Maximum number of load cell intervals; nmax (; nLC)
เราไม่ได้ตรวจสอบในเงื่อนไขนี้ เพราะเครื่องชั่งฯ ในกรณีศึกษานี้มีช่วงการชั่งเดียวและมีค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองคงที่
6.4. Actual dead load of the load receptor compared to the minimum dead load of the load cells (kg). เพื่อให้มั่นใจว่าโหลดเซลล์ถูกใช้ภายในช่วงภาระน้ำหนักที่ยอมรับได้ จึงต้องมั่นใจว่าค่าน้ำหนักตายตัว (Dead load) ต่ำสุดได้กดลงบนโหลดเซลล์ ซึ่งตรวจสอบด้วยเงื่อนไข
พิกัดกำลังต่ำสุดของโหลดเซลล์ (Minimum capacity of the load cell; Emin) = 2,000 kg ให้กลับไปดูรูปที่ 54 จะเห็นได้ว่าน้ำหนักตาย (Dead Load) ของเครื่องชั่งฯ เมื่อแบ่งน้ำหนักลงบนโหลดเซลล์แต่ละตัวเท่าๆ กันมีค่าสูงกว่าค่าน้ำหนักตายต่ำสุดของโหลดเซลล์ซึ่งมีค่าเท่ากับค่าพิกัดกำลังต่ำสุดของโหลดเซลล์ (Minimum capacity of the load cell; Emin) (หมายเลข 3) ของแต่ละโหลดเซลล์
เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 เป็นเครื่องชั่งฯ มีช่วงการชั่งเดียว (Single range instrument) จึงไม่ได้คำนวณหาค่าและตรวจสอบในข้อ 6.2 และ 6.3
7. ตรวจสอบการเข้ากันได้ของขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของเครื่องชั่งฯ กับค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองต่ำสุดของโหลดเซลล์ (Compatibility between Verification Scale Interval (e) of the Weighing Device and minimum Load Cell interval (kg).) ตรวจสอบว่าค่าขั้นหมายตรวจรับรองของเครื่องชั่งฯ (e) มีความสอดคล้องกับค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองน้อยสุดของโหลดเซลล์ (Vmin) ตัวที่เราเลือกหรือไม่ด้วยการตรวจสอบเงื่อนไขดังในสมการ
เมื่อ
Vmin = ค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองน้อยสุดของโหลดเซลล์ (Minimum Load cell Verification Interval)
สำหรับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi-interval instrument) กับเครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument) แทนค่า e ด้วย ei
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
ค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองน้อยสุดของโหลดเซลล์ (Minimum Load cell Verification Interval; Vmin ) มีค่าเท่ากับ 5 kg ดังนั้นเครื่องชั่งฯ ต้องกำหนดค่า e (e = d) ได้ต้องไม่ต่ำกว่าค่าน้ำหนัก Vmin
8. ตรวจสอบสัญญาณไฟฟ้าแรงดันต่ำสุดที่โหลดเซลล์ผลิตออกมาเทียบกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดที่ Indicator รับได้ และตรวจสอบสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดต่อขั้นหมายมาตราตรวจรับรองของโหลดเซลล์เทียบกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดต่อขั้นหมายมาตราตรวจรับรองที่ Indicator รับได้ (Minimum signal input voltage for the Indicating Element (indicator) and minimum input voltage per Verification Scale Interval (e) compared to the actual output of the Load Cells.) ตรวจสอบว่าแรงดันไฟฟ้าต่อช่องขั้นหมายมาตราของโหลดเซลล์เมื่อส่งไปยัง Indicator; IND แล้ว Indicator; IND จะสามารถรองรับสัญญาณที่ส่งมาโดยยังคงสามารถทำงานสอดรับสอดคล้องร่วมกันได้
The minimum input voltage for indicator; IND ; U
จากนั้นคำนวณหาสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่อค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรอง; Du
สำหรับเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติที่เปลี่ยนค่าช่องขั้นหมายมาตราได้ (Multi-interval instrument) กับเครื่องชั่งที่มีช่วงการชั่งหลายช่วง (Multiple range instrument) แทนค่า e ด้วย ei
โดย
เมื่อ
C = อัตราการเปลี่ยนแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกของโหลดเซลล์เทียบกับสัญญาณแรงดันไฟฟ้ากระตุ้นโหลดเซลล์ด้านทางเข้าโหลดเซลล์หลังจากมีภาระน้ำหนักเท่ากับ Emax (Rated load cell output) (mV/V)
Uexc = Load cell excitation voltage (V)
Umin = Minimum signal input voltage for the Indicator; IND (mV)
Umax = Maximum signal input voltage for the Indicator; IND (mV)
Δumin = Minimum signal input voltage per verification scale interval of IND (μV/e)
UMRmin = Measuring range minimum signal voltage for Indicator; IND (mV)
UMRmax = Measuring range maximum signal voltage for Indicator; IND (mV)
Emax = Load cell maximum capacity
e = Verification scale interval (kg)
N = Number of load cells
R = Reduction ratio
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
ในส่วนของ indicator; IND ของเครื่องชั่งนี้รองรับสัญญาณไฟฟ้าด้านทางเข้า IND ที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าต่ำสุด (Umin) เท่ากับ 1 mV ในขณะที่โหลดเซลล์ที่เลือกใช้สามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำสุด 2.4 mV ดังนั้นถือว่ามีสัญญาณแรงพอที่ทำให้การส่งและการรับสัญญาณไฟฟ้าจากโหลดเซลล์ไปยัง IND เกิดขึ้นได้ แต่ถ้าหากคำนวณแล้วโหลดเซลล์ที่เลือกใช้ส่งสัญญาณไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดเพียง 0.8 mV แสดงว่าโหลดเซลล์ไม่สามารถทำงานร่วมกับ IND หรือทำงานได้แต่ไม่ราบรื่นและไม่น่าเชื่อถือต้องเลือกโหลดเซลล์รุ่นใหม่
จากนั้นคำนวณหาสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่อค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรอง; Du
โดย
ส่วนของ indicator; IND ของเครื่องชั่งฯนี้มีขีดความสามารถรองรับสัดส่วนค่าแรงดันไฟฟ้าต่อค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองต่ำสุด (Minimum signal input voltage per verification scale interval; Δumin) เท่ากับ 1 mV/e ในขณะโหลดเซลล์ที่เลือกใช้สามารถส่งสัญญาณแรงดันไฟฟ้าต่อค่าขั้นหมายมาตราตรวจรับรองเท่ากับ 4 mV/e ซึ่งมีแรงดันสูงกว่าค่าต่ำสุดที่ IND ต้องการ ทำให้การส่งและการรับสัญญาณไฟฟ้าจากโหลดเซลล์ไปยัง IND เกิดขึ้นได้เข้ากันได้
แต่ก็ต้องระมัดระวังสัญญาณไฟฟ้ารบกวน (Electric Noise) ในสายไฟฟ้าที่จ่ายไฟให้เครื่องชั่งฯ ซึ่งทำหน้าที่เสมือนเสาอากาศเพื่อรับเอาสัญญาณไฟฟ้ารบกวน (Electric noise) จากมีแหล่งกำเนิดสัญญาณไฟฟ้ารบกวน เช่น สัญญาณรบกวนจากความถี่สัญญาณวิทยุ, ทีวี, โทรศัพท์มือถือ เข้ามาในสายไฟฟ้า นอกจากนี้อาจเกิดจากการเหนี่ยวนำคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ผลิตจากเครื่องทำความร้อน, เครื่องปรับอากาศ, มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นต้น
ดังนั้นเพื่อให้ผลการชั่งน้ำหนักสามารถทำงานให้ผลการวัดที่เสถียรค่าค่าแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกโหลดเซลล์ต่อค่าขั้นหมายมาตรา (e) ต้อง/ควร มีค่าสูงกว่าสัญญาณรบกวน (Electric noise) ซึ่งในที่นี้ 20 mV/e> 8 – 10 mV (ถ้าทำได้)
9. ตรวจสอบขีดความสามารถของ Indicator; IND ว่าสามารถขับ Load Cell (Input resistance of a Load Cell; RLC) ทำการตรวจสอบขีดความสามารถของ Indicator; IND ว่าสามารถขับ Load cell ที่มีค่า Load Cell Impedance (W) ที่มีค่าต่ำสุดและสูงสุดเท่าใด เพื่อเราใช้เป็นข้อมูลต่อการเลือก Load cells ต่อไป หรือพูดง่ายๆว่า indicator ขับโหลดเซลล์ไหวหรือเปล่า ?
RLmin /RLmax เป็นค่าที่แสดงถึงขีดความสามารถของ Indicator; IND ว่าสามารถขับ Load cell ที่มีค่า Load Cell Impedance (W) ที่มีค่าต่ำสุดและสูงสุดเท่าใด เพื่อเราใช้เป็นข้อมูลต่อการเลือก Load cells ต่อไป
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
10. ตรวจสอบว่าความยาวของสายสัญญาณไฟฟ้าที่ลากจากตัวโหลดเซลล์ไปยัง Indicator; IND (Length of additional cable between Load Cells and Indicator per wire cross section in m/mm2.) ทำการตรวจสอบว่าความยาวของสายสัญญาณไฟฟ้าที่ลากจากตัวโหลดเซลล์ (หรือ Junction Boxes) ไปยัง Indicator; IND มากน้อยเพียงใด้ หากความยาวของสายสัญญาณไฟฟ้ายาวมากเกินไปอาจมีผลทำให้สัญญาณแรงดันไฟฟ้าด้านทางออกโหลดเซลล์เกิดการสูญเสียระหว่างทางก่อนถึง indicator; IND ก่อนทำการขยายสัญญาณ (ถ้ามี amplifier) ) จากนั้นทำการแปลงสัญญาณอนาล็อกแรงดันไฟฟ้าเป็นสัญญาณดิจิตอล เพื่อนำสัญญาณดิจิตอลไปประมวลผลโดยไมโครคอมพิวเตอร์เป็นค่าผลการชั่งน้ำหนักต่อไป นอกจากนี้สายสัญญาณไฟฟ้าดังกล่าวต้องไม่มีการตัดต่อเชื่อมสายระหว่างทางโดยเด็ดขาดทั้งนี้เพราะค่าความต้านทางของสายสัญญาณไฟฟ้าที่ลากจากตัวโหลดเซลล์ไปยัง Indicator; IND จะถูกผนวกรวมเข้ากับค่าความต้านทานของโหลดเซลล์ที่มีอยู่ของเครื่องชั่งเข้าด้วยกันนั้นเอง ดังนั้นเราจึงต้องตรวจสอบข้อมูลผู้ผลิต indicator; IND ว่ากำหนดค่า (L/A)max มีค่าเท่าไหร่บนพื้นฐานชนิดวัสดุของสายสัญญาณฯ เช่น ทองแดง อลูมิเนียม เป็นต้น เพื่อให้เราดำเนินการติดตั้งเครื่องชั่งฯ ตามข้อจำกัดดังกล่าว ตรวจสอบด้วย
สำหรับระบบสายสัญญาณไฟฟ้าที่ลากจากตัวโหลดเซลล์ (หรือ Junction Boxes) ไปยัง Indicator; IND เป็นแบบ “6-wire system”
L = ความยาวสายสัญญาณไฟฟ้าที่ลากจากตัวโหลดเซลล์ไปยัง Indicator; IND (m)
A = พื้นที่หน้าตัดสายสัญญาณไฟฟ้าฯ ดังกล่าว พิจารณาจากจำนวนสายสัญญาณไฟฟ้าจำนวน 6 เส้นลากสายจากกล่องรวมสัญญาณ (Junction Box) ไปยัง IND เราเลือกพื้นที่หน้าตัดของสายเพียง 1 เส้นจาก 6 เส้น
v เครื่องชั่งไม่อัตโนมัติฯ เลขลำดับประจำเครื่อง 001-0003-65 (“PASS”)
พื้นที่หน้าตัดสายสัญญาณไฟฟ้าที่เลือกใช้มีพื้นที่หน้าตัดสายฯ 0.75 mm2 ความยาวของสายสัญญาณไฟฟ้าที่ลากจากตัวโหลดเซลล์ไปยัง Indicator; IND ยาว 100 m
ขนาดสายสัญญาณสำหรับโหลดเซลล์ 350 W น่าจะใช้อยู่ที่ AWG 18 – AWG 28 (ดูตารางที่ 9) มีพื้นที่หน้าตัดสายสัญญาณ 0.823 mm2 - 0.081 mm2 และมีค่าความต้านทาน 2.09428 W/100 m - 21.2872 W/100 m แต่อย่างไรเพื่อความแน่นอนให้ตรวจสอบกับผู้ผลิตเครื่องชั่งฯ ก่อน
ดังนั้นถ้าหากโหลดเซลล์มีความต้านทาน 350 W บวกกับสายสัญญาณ AWG 18 ค่าความต้านทาน 2.09428 W/100 m เดินสายฯ ระหว่าง IND + โหลดเซลล์ยาว 100 m ความยาวไป-กลับรวมความยาวของสายฯ 200 m ดังนั้นรวมค่าความต้านทาน 2 x 2.09428 W/100 m โหลดเซลล์ 1 ตัวจึงมีค่าความต้านทานรวม 350 + (2 x 2.09428 W) = 354.1886 W
จบการตรวจสอบการเข้ากันได้ระหว่าง Indicator; IND กับโหลดเซลล์ แต่อย่างไรก็ตามต้องทำการตรวจสอบว่าในกฎระเบียบฯ ที่ออกภายใต้พระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 ที่เกี่ยวข้องยังต้องการตรวจสอบและทดสอบเรื่องใด้บ้าง ก็ต้องปฏิบัติกันไปครับ
บทส่งท้าย..............
มาถึงปลายทางก็เล่นเอาเหนื่อยไปเหมือนกันเพราะประโยคเดียวแท้ๆๆ “สนิมเกิดแต่เนื้อในตน” แต่มันต้องทำ!!! ขอให้ตรองดูว่า “ชั่งตวงวัด” มีอยู่ที่เดียวในประเทศไทยคือ “สำนักงานกลางชั่งตวงวัด” เวลาหน่วยงานภายนอกต้องการให้คนชั่งตวงวัดไปยุ่งเกี่ยวข้องกับเครื่องชั่งตวงวัดใด ทั้งในบทบาทตามหน้าที่ตามพระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 หรือนอกบทบาทหน้าที่ชั่งตวงวัดตามพระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 ก็ตามซึ่งไม่ว่าจะให้คำปรึกษา เสนอโครงการฯ ใดๆต่อผู้มีอำนาจ ออกข้อกำหนดทางเทคนิคเครื่องชั่งตวงวัดหรือกิจกรรมใดๆที่เกี่ยวกับเครื่องชั่งตวงวัดไม่ว่าจะโดยทางตรง หรือโดยทางอ้อม ทั้งเวลาและนอกเวลาราชการ ขอให้ตั้งหลักการ...ให้ได้ว่าเครื่องชั่งตวงวัดที่เราไปยุ่งเกี่ยวดังกล่าวนั้นอยู่ภายใต้พระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 หรือไม่ ถ้าอยู่......... ก็ตรวจสอบกฎระเบียบ ฯลฯ ที่ออกภายใต้พระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 กำหนดไว้อย่างไร “ชั่งตวงวัด” ต้องดำเนินการใดๆเกี่ยวกับเครื่องชั่งตวงวัดนั้นๆให้เป็นไปตามความประสงค์ของเครื่องชั่งตวงวัดภายใต้พระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัด พ.ศ. 2542 เพราะเราคือ "ชั่งตวงวัด" เท่านั้น......ต้องไม่เป็นอย่างอื่น......(นอกจากออกจากราชการไปแล้ว...5555) ส่วนหน่วยงานภายนอกจะไปปรับแก้ไขอย่างไรก็แล้วแต่หน่วยงานภายนอกนั้นต้องการ.....แต่ต้องไม่ใช่เกิดจากน้ำมือ “ชั่งตวงวัด” กระทำเอง....ไม่ว่าโดยทางตรงหรือทางอ้อม ในเวลาราชการหรือนอกเวลาราชการ จะมาอ้างว่ากระทำในช่วงเวลาส่วนตัวก็ตามทีเพราะเราควรเป็น “ชั่งตวงวัด” และต้องเป็น “ชั่งตวงวัด” ที่เป็นเสาหลักของราชอาณาจักรไทยให้ประชาชนพึ่งพาได้ในยามวิกฤต/ยามปกติ
ไม่ใช่เอาแต่ใจ..ครับ แต่ขอให้เราสังเกตุปรากฎการณ์พลวัตรของโลกว่า ......ไม่ว่ามาตรฐานทางด้านอุตสาหกรรม มาตรฐานทางด้านวิทยาศาสตร์ มาตรฐานทางด้านชั่งตวงวัด และมาตรฐานใดๆ ที่กำหนดโดยหน่วยงานที่น่าเชื่อถือของโลกใบนี้ทุกมาตรฐานฯ ได้ดำเนินการ......ลู่เข้าหากัน (Convergent) มาอย่างต่อเนื่องมาหลายปีแล้ว...... ถ้าเราเปิดตาเปิดใจและค้นหาข้อมูลแค่ปลายนิ้วมือสัมผัสแป้นคอมพิวเตอร์..สู่โลก Internet ทิศทางของชั่งตวงวัดที่ผ่านมาเกือย 30 ปี เรามุ่งตรงไปข้างหน้าเป้าหมาย...คือ OIML และไม่ว่า OIML, ISO, API, etc. ต่าง Convergent เข้าหากันผ่านระยะเวลาหนึ่งแล้ว ......แล้วจะทำตัวให้ตกขบวนอยู่ทำไม.... ดังนั้นบทความนี้จึงจบลงด้วยความเห็นส่วนตัวที่เปล่งออกมาด้วยหัวใจหนุ่มๆๆๆ ว่า “อยู่ในร่องแผ่นเสียงแผ่นครั่ง” กันบ้าง... เพลง “ชั่งตวงวัด” มันจะไพเราะ.........ขึ้นมาก และน่าฟังไปอีกนาน............ ประชาชนเค้าจะได้ฟังแล้วบอกว่า "ไม่เบื่อโว๊ย" ดีมั๊ย...... แต่วันนี้ผม...........และ..........ว่ะ เท่าที่ทำได้
จึง......เสนอไว้ ณ ที่นี้ ...... ...................สาธุ
เอกสารอ้างอิง
1. ประกาศกระทรวงพาณิชย์ เรื่อง กําหนดชนิดและลักษณะของเครื่องชั่ง รายละเอียดของวัสดุที่ใช้ผลิตเครื่องชั่ง อัตราเผื่อเหลือเผื่อขาด ห้ามการให้คํารับรองชั้นหลัง และอายุของคํารับรอง วันที่ ๑๙ มิถุนายน พ.ศ. ๒๕๖๐
2. OIML R111 Weights of classes E1, E2, F1, F2, M1, M1–2, M2, M2–3 and M3, Edition 2004 (E), The International Organization of Legal Metrology (OIML)
3. OIML R76-1 Non-automatic weighing instruments, Edition 2006 (E), The International Organization of Legal Metrology (OIML)
4. OIML R 60 Metrological regulation for load cells, Edition 2000 (E) , The International Organization of Legal Metrology (OIML)
5. Bulletin OIML n° 86, Mar 1982, The International Organization of Legal Metrology (OIML)
6. NIST Handbook 44 Specifications, Tolerances, and Other Technical Requirements for Weighing and Measuring Devices, 2013 Edition, U. S. Department of Commerce
7. ASTM B 258 – 02 Standard Specification for Standard Nominal Diameters and Cross-Sectional Areas of AWG Sizes of Solid Round Wires Used as Electrical Conductors
8. Load Cell Approval - Field and Laboratory Evaluation Manual, Rev C, 2012-01-01, Measurement Canada
9. Load Cell Compatibility Worksheet, User’s Guide, Ver 1.00 (01 Jan 2011), Measurement Canada
10. Handbook of MASS MEASUREMENT, FRANK E. JONES, RANDALL M. SCHOONOVER, CRC Press, 2002
11. Handbook of Electronic Weighing, K. Elis Norden, WILEY-VCH, 1998
12. Comprehensive Mass Metrology, Edited by Manfred Kochsiek, Michael Glaser, WILEY-VCH, 2000
13. Mass Metrology, S. V. Gupta, Springer, 2012
14. การตรวจสอบต้นแบบเครื่องชั่งไม่อัตโนมัติ (Pattern Approval of Nonautomatic Weighing Instruments), สำนักงานกลางชั่งตวงวัด, www.cbwmthai.org
15. นานาสาระชั่งตวงวัด เล่ม 1, สำนักงานกลางชั่งตวงวัด
16. นานาสาระชั่งตวงวัด เล่ม 3, สำนักงานกลางชั่งตวงวัด, www.cbwmthai.org
ชั่งตวงวัด; GOM MOC
นนทบุรี
22 กันยายน 2565