เครื่องชั่งและการประเมินผลการสอบเทียบเครื่องชั่ง

          เครื่องชั่งเป็นเครื่องมือที่จำเป็นในห้องปฏิบัติการ เพราะการวิเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นการวิเคราะห์เชิงปริมาณ ที่ต้องอาศัยเครื่องชั่งช่วยในการวิเคราะห์เปรียบเทียบกับสารมาตรฐานที่ต้องทราบปริมาณหรือความเข้มข้นที่แน่นอน

ชนิดของเครื่องชั่ง

1. เครื่องชั่งแบบคานชั่งยาวเท่ากัน
2. เครื่องชั่งแบบ 3 คานชั่ง
3. เครื่องชั่งแบบแทนที่น้ำหนักมาตรฐาน
4. เครื่องชั่งแบบจานชั่งอยู่ด้านบน
5. เครื่องชั่งแบบอิเล็กทรอนิกส์

การเลือก
  1. ช่วงการชั่งและความถูกต้อง ควรเลือกให้เหมาะสมกับงานส่วนใหญ่ของห้องปฏิบัติการ
  2. มีประสิทธิภาพในการชั่งซ้ำดี
  3. ตัวเครื่องชั่งแข็งแรง สามารถป้องกันฝุ่นละอองและความร้อนได้ดี
  4. ใช้และบำรุงรักษาง่าย
  5. มีระบบป้องกันการเสียหายเมื่อรับน้ำหนักมากเกิน
  6. เครื่องชั่งอิเล็กทรอนิกส์ ควรมีระบบเสริมประสิทธิภาพในการชั่งสาร

 

ข้อควรปฏิบัติในการใช้เครื่องชั่ง
  1. วางเครื่องชั่งในบริเวณที่แยกจากเครื่องมืออื่น ๆ บนโต๊ะที่มีการสั่นสะเทือนน้อย ควรอยู่ในบริเวณที่ไม่มีการเดินพลุกพล่าน มีแสงสว่างพอเพียง ไม่ควรตั้งชิดหน้าต่าง เพราะอาจถูกฝนหรือความร้อนจากแสงแดด
  2. ควรติดตั้งเครื่องควบคุมกระแสไฟฟ้า เพิ่มเติมให้กับเครื่องชั่งแบบอิเล็กทรอนิกส์
  3. ห้ามวางวัตถุที่จะชั่งลงบนจานชั่งโดยตรง โดยเฉพาะวัตถุที่เป็นของเหลวหรือเปียกชื้น
  4. ไม่ควรใช้มือเปล่าจับตุ้มน้ำหนักมาตรฐาน
  5. การชั่งสารเคมีที่สามารถกัดกร่อนโลหะ และสารประกอบของไซยาไนด์ ควรใส่ในขวดชั่งสารเคมีที่มีฝาปิดมิดชิด
  6. ควรทำความสะอาดทันทีเมื่อเครื่องชั่งสกปรก
การบำรุงรักษา
  1. การทำความสะอาด
  2. การตรวจสอบความสามารถสูงสุดในการชั่ง
  3. การตรวจสอบประสิทธิภาพในการชั่งซ้ำ
  4. การทดสอบผลของการวางน้ำหนักที่ตำแหน่งต่าง ๆ บนจานชั่ง
  5. การทดสอบการเปลี่ยนค่า
  6. การทดสอบความเป็นเส้นตรงของการชั่ง
ปัจจัยที่ทำให้การชั่งน้ำหนักผิดพลาด
  1. น้ำหนักของสารมีการเปลี่ยนแปลงเนื่องจาก
        1.1 มีความชื้นปนอยู่
        1.2 มีสิ่งสกปรกเจือปน
  2.  ตุ้มน้ำหนักมาตรฐานไม่ถูกต้อง
  3. แรงจากภายนอก
การประเมินผลการสอบเทียบเครื่องชั่งตามข้อกำหนดเฉพาะของ USP

          การสอบเทียบเครื่องชั่ง เป็นกระบวนการตรวจสอบที่ทำให้ทราบว่าเครื่องชั่งที่ใช้ในห้องปฏิบัติการมีความถูกต้องและความแม่นยำมากน้อยเพียงใด
          การสอบเทียบเครื่องชั่งมีการกล่าวถึงในบททั่วไปที่ 1251  โดยระบุข้อมูลเกี่ยวกับการติดตั้ง (Installation) การตรวจสอบคุณสมบัติการทำงาน การตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงาน และน้ำหนักต่ำสุด ของเครื่องชั่งไว้
          สำหรับการประเมินผลการสอบเทียบเครื่องชั่งตามข้อกำหนดเฉพาะของ USP การตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงาน (Performance qualification) ตามบททั่วไปที่ 1251 ซึ่งแบ่งออกเป็น 4 หัวข้อหลัก ดังนี้

1. Sensitivity หรือ ความไวของการชั่ง
          คือ ความสามารถของเครื่องชั่งในการตอบสนองต่อน้ำหนักของมวลที่ชั่ง ซึ่งประเมินได้จากค่าความแตกต่างระหว่างน้ำหนักที่อ่านได้ จากเครื่องชั่งกับน้ำหนักจริงของตุ้มน้ำหนักที่ได้จากการสอบเทียบ หารด้วยน้ำหนักจริงของตุ้มน้ำหนัก โดย USP ได้ยกตัวอย่างให้ใช้ตุ้มน้ำหนักทดสอบที่ใกล้กับค่าสูงสุดของความสามารถของเครื่องชั่ง และกำหนดเกณฑ์การยอมรับไว้ที่ความแตกต่างไม่เกิน 0.05%
2. Linearity หรือ ความเป็นเส้นตรง
          คือ ความสามารถของเครื่องชั่งที่ให้ค่าความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างตุ้มน้ำหนักกับค่าที่อ่านได้ ซี่งประเมินได้จากค่าความแตกต่างระหว่างน้ำหนักที่อ่านได้จากเครื่องกับน้ำหนักจริงของตุ้มน้ำหนักจริงที่ได้จากการสอบเทียบ หารด้วยน้ำหนักจริงของตุ้มน้ำหนัก โดย USP ได้ยกตัวอย่างให้ชั่งล่านค่าตุ้มน้ำหนัก 3 ถึง 6 จุดให้ครอบคลุมช่วงการใช้งานของเครื่องชั่ง และกำหนดเกณฑ์การยอมรับไว้ที่ความแตกต่างต้องไม่เกิน 0.05%
3. Eccentricity หรือ ความเยื้องจากศูนย์กลาง
          คือ ความเบี่ยงเบนจากค่าที่ถูกต้อง จากการวางน้ำหนักที่ไม่ตรงกึ่งกลางจานของเครื่องชั่ง USP กำหนดให้ทดสอบโดยการวางตุ้มน้ำหนักที่จุดศูนย์กลาง และมุมทั้ง 4 ด้านของจานชั่งโดยแนะนำให้ใช้ตุ้มน้ำหนักที่มีค่า 30 % ของความสามารถของเครื่องชั่ง และกำหนดเกณฑ์การยอมรับไว้ที่ความแตกต่างต้องไม่เกิน 0.05%
4.Repeatability หรือ การอ่านค่าซ้ำ
          คือ ความสามารถในการอ่านค่าซ้ำๆ เมื่อวางวัตถุชิ้นเดิม ภายใต้สภาวะแวดล้อมเดิม (ตุ้มน้ำหนักเดิม ผู้ชั่งเดิม สถานที่ชั่งเดิม สภาวะที่ชั่งเดิม) ภายในระยะวเลาสั้นๆ ทั้งนี้ USP กำหนดให้ทดสอบโดยชั่งตุ้มน้ำหนักค่าหนึ่งซ้ำ 10 ครั้ง โดยแนะนำให้ใช้ตุ้มน้ำหนักทดสอบที่ใกล้กับช่วงต่ำของความสามารถของเครื่องชั่ง และกำหนดเกณฑ์การยอมรับไว้ที่ repeatability ต้องไม่เกิน 0.10%

Reference:

ชูชาติ อารีจิตรานุสรณ์. (2544).  เครื่องมือวิทยาศาสตร์. ขอนแก่น: โรงพิมพ์คลังนานาวิทยา

วลัยมน วิมลประสาร (2563). การประเมินผลการสอบเทียบเครื่องชั่งตามข้อกำหนดเฉพาะของ USP. ใน บัญชา เชื้อสุวรรณ์ (บ.ก.), GPO R&D Newsletter (น. 8-12). กรุงเทพมหานคร: องค์การเภสัชกรรม