เคยทราบหรือไม่ เรื่องหน่วยวัดความยาวที่เราใช้กันอย่างแพร่หลายในชีวิตประจำวัน เช่น มิลลิเมตร เซนติเมตร กิโลเมตร หรือ นิ้ว หุน ไมล์  ฟุต คืบ หลา  เป็นต้น คือสิ่งที่มีความสำคัญเป็นอย่างมาก เพราะหน่วยวัดจะทำให้เราทราบถึงปริมาณ ค่าที่เราต้องการ แล้วแต่ละหน่วยวัดเป็นมาตรฐานอะไร สามารถใช้วัดขนาดร่วมกัน ได้ไหม สามารถอธิบายได้ตามหลักวิทยาศาสตร์เป็น 2 หลัก  ดังนี้ คือ “การวัด” และ ”หน่วยวัด”

การวัด  คือกระบวนการที่ต้องการหาปริมาณของสิ่งสิ่งหนึ่ง ไม่ว่าจะเป็นความยาวหรือน้ำหนัก การวัดนั้นจึงถูกคิดค้นขึ้น โดยที่มนุษย์เริ่มเรียนรู้เรื่องการวัดจากการเปรียบเทียบขนาดสิ่งของต่างๆ ที่อยู่รอบตัว ไปจนถึงการใช้อวัยวะส่วนต่างๆ ในร่างกายมาเป็นเกณฑ์ในการอ้างอิงความยาว เช่น นิ้ว, คืบ, ศอก แต่ก็ยังมีจุดบกพร่อง เพราะอวัยวะร่างกายของแต่ละคนมีขนาดไม่เท่ากัน เมื่อสังคมเริ่มมีการติดต่อซื้อขายกันมากขึ้น จึงจำเป็นที่จะต้องมีหน่วยการวัดและเครื่องมือวัดที่ชัดเจนและแม่นยำกว่า

หน่วยวัด หรือ ระบบการวัด คือกลุ่มของหน่วยวัดที่สามารถใช้ระบุสิ่งใด ๆ ซึ่งสามารถวัดได้ แต่ละประเทศก็จะมีหน่วยวัดเป็นของตัวเองความละเอียดในการวัดจึงไม่เท่ากันทำให้สื่อสารกันลำบาก เพื่อให้สามารถสื่อความหมายได้ตรงกัน จึงเกิดการพัฒนามาเป็น  “หน่วยวัด” ซึ่งสมัยก่อนมีการใช้ระบบการวัดที่หลากหลายมาก แต่เพื่อให้เข้าใจตรงกันทั่วโลกจึงมีระบบการวัดที่เป็นมาตรฐานและนิยมใช้กันทั่วโลกคือ ระบบการวัดเมตริก ระบบการวัดอังกฤษ  โดยปัจจุบันที่นิยมใช้ในประเทศไทยมี 3 ระบบ คือ ระบบการวัดเมตริก ระบบการวัดอังกฤษ และ ระบบวัดไทย

1. หน่วยการวัดความยาวในระบบเมตริก

ระบบเมตริก มีต้นกำเนิดในประเทศฝรั่งเศส เริ่มใช้กันหลังจากการปฏิวัติฝรั่งเศส ช่วงปี พ.ศ. 2336 นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสได้ประชุมร่วมกันจัดตั้งมาตรฐานในการวัดขึ้น พวกนักวิทยาศาสตร์เหล่านั้นได้ทำการวัด และคำนวณระยะทางจากขั้วโลกเหนือ จนถึงเส้นศูนย์สูตร แล้วแบ่งเป็น 10 ล้านส่วน แต่ละส่วนเรียกว่า 1 เมตร ระบบเมตริกเป็นระบบที่ใช้สิบ หรือทศนิยมเป็นหลักเช่น 10 เซนติเมตรเท่ากับ 1 เดซิเมตร 10 เดซิเมตรเท่ากับ 1 เมตร ความยาว 1 เมตรมาตรฐานทำด้วยแท่งโลหะ เก็บไว้ที่กรุงปารีส ส่วนในประเทศไทยได้มีประกาศพระราชบัญญัติมาตราชั่งตวงวัดให้เปลี่ยนมาใช้ระบบเมตริกเป็นหน่วยวัดเมื่อปีพ.ศ. 2466 ปัจจุบันหน่วยการวัดความยาวในระบบเมตริก เป็นที่นิยมใช้โดยทั่วไป ในปี พ.ศ. 2503 องค์กรระหว่างประเทศว่าด้วยมาตรฐาน ISO ได้กำหนดให้มีระบบวัดใหม่ขึ้นเพื่อใช้ในทางวิทยาศาสตร์และเพื่อให้การวัดเป็นมาตรฐานเดียวกันทั่วโลก เรียกว่า ระบบ SI หรือเรียกว่าหน่วย International System of Units เป็นระบบระหว่างประชาชาติ แม้ระบบนี้จะใช้กันทั่วโลก แต่ก็ยังมี 3 ประเทศที่ยังไม่เปลี่ยนมาใช้ระบบ SI นั่นก็คือ ไลบีเรีย พม่า และสหรัฐอเมริกา โดยใช้ระบบอิมพีเรียลตามแบบฉบับอเมริกัน-อังกฤษ อยู่เหมือนเดิม

หน่วยวัดความยาวระบบเมตริก

2. หน่วยการวัดความยาวระบบอังกฤษ (British Imperial)

ระบบการวัดอเมริกัน-อังกฤษ หรือเรียกอีกอย่างว่าระบบอิมพีเรียล นิยมใช้กันในประเทศอังกฤษและอเมริกา แต่เนื่องจากในอดีตอังกฤษเป็นประเทศที่เป็นจักรวรรดิที่แผ่อำนาจคลุมไปเกือบทั่วทำโลก ทำให้ระบบการวัดของอังกฤษเป็นที่รู้จักและใช้กันสืบเนื่องมาถึงปัจจุบัน ซึ่งหน่วยสมัยโบราณนั้นโดยทั่วไปตามประเทศต่าง ๆ ก็จะใช้ความยาวของส่วนต่างๆของร่างกายคนทั่ว ๆ ไปเป็นหลัก เป็นการวัดโดยประมาณเพราะร่างกายของคนแต่ละคนมีขนาดแตกต่างกัน ต่อมาจึงเริ่มมีการทำให้เป็นมาตรฐานขึ้น เช่น นิ้ว ฟุต หลา ไมล์ เป็นต้น นิ้ว (หน่วยการวัดความยาว) ในภาษาอังกฤษเขียนว่า inch มีต้นกำเนิดมาตั้งแต่สมัยโรมัน ความยาว 1 นิ้ว มีค่าเท่ากับ 1/12 ฟุต หรือเท่ากับ 8 หุน

หน่วยการวัดความยาวในระบบอังกฤษ

*เกร็ดความรู้ วิธีอ่านขนาด ภาษาช่าง

3. หน่วยการวัดความยาวระบบไทย

หน่วยไทย เป็นระบบการวัดความยาว ที่จะอ้างอิงจากอวัยวะส่วนต่างๆ ของร่างกายมนุษย์ เช่น นิ้ว, คืบ, ศอก เป็นต้น ซึ่งเป็นวิธีการวัดความยาวมาแต่สมัยก่อนที่ประเทศไทย ได้มีการปรับเปลี่ยนมาใช้ หน่วยเอสไอ หรือ หน่วยการวัดความยาวในระบบเมตริก (Metric system) ในปัจจุบันไม่ค่อยมีการใช้หน่วยไทย เนื่องจากไม่เป็นที่นิยมตามหลักการ แต่หากมีความสนใจยังเรียนรู้ได้จากวรรณคดี หรือ ตามหนังสือต่างๆ เช่น พจนานุกรมศัพท์วรรณคดีไทยสมัยสุโขทัย ไตรภูมิกถา

หน่วยการวัดความยาวในมาตราไทย : กำหนดหน่วยความยาวเป็น นิ้ว คืบ ศอก วา เส้น และ โยชน์

การเปรียบเทียบค่าความยาวในมาตราไทย

ถึงมาตรฐานหน่วยการวัดจะแตกต่างกัน แต่สามารถเทียบความยาวกันได้

4. เครื่องมือวัด (Measuring Tool)

เครื่องมือวัด เป็นอุปกรณ์สำหรับใช้ในการวัดเพื่อบ่งชี้บอกระยะหรือใช้ในการกำหนดตำแหน่ง ตรวจสอบระยะหรือขนาดความกว้าง ความยาว ความสูงหรือความหนาของวัสดุชิ้นงาน การวัดขนาดที่ถูกต้องแม่นยำ จะทำให้สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่ตรงกับการออกแบบทุกประการและสามารถรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้  เครื่องมือวัดมีหลายชนิด แต่ละชนิดมีลักษณะ รูปร่างที่แตกต่างกันตามประโยชน์ใช้งาน ในที่นี้เครื่องมือวัดที่หลายท่านคุ้นเคย แน่นอนว่าต้องเป็นไม้บรรทัด แต่จริงๆ แล้ว เครื่องมือวัดยังมีอีกหลายประเภท แต่จะขอยกตัวอย่างเครื่องมือวัด 2 ชนิด คือ ตลับเมตร และ เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ดังนี้

ตลับเมตร (Tape Measures)

ตลับเมตร Tape Measures คือ เครื่องมือช่างพื้นฐานที่ใช้สำหรับวัดขนาดเพื่อตรวจสอบหรือกำหนดตำแหน่งให้กับชิ้นงานหรือระยะทางได้สะดวกและแม่นยำ โดยทั่วไปแล้วตลับเมตร จะมีลักษณะเป็นตลับสี่เหลี่ยม หรือตลับวงกลม ภายในของตลับเมตรบรรจุสายวัดหรือเทปโลหะไว้อย่างดี โดยเทปวัดสามารถม้วนกลับเข้าตลับเมตรเองได้ เนื่องจากภายในมีกลไกสปริงในตัวที่สามารถดึงเทปกลับเข้ามาในตลับได้ทันที ส่วนปลายเทปเป็นตะขอเกี่ยวยื่นออกมาจากตลับที่ใช้สำหรับดึงและเกี่ยวยึดวัตถุหรือชิ้นงานได้ทันที  ช่วยให้สะดวกต่อการหาระยะและอ่านค่าได้อย่างรวดเร็ว มีให้เลือกใช้หลากหลายแบบตั้งแต่ตลับเมตรแบบธรรมดา ตลับเมตรดิจิตอล ไปจนถึงตลับเมตรเลเซอร์ สามารถหาซื้อได้ตามท้องตลาดทั่วไป ซึ่งลักษณะของตลับเมตรก็จะแตกต่างกันไปตามประเภทและรูปร่างของตลับเมตรนั้นๆ ตลับเมตร จะมีหน่วยหรือมาตรวัดในการอ่าน 2 แบบด้วยกัน คือ เมตริก (Metric scale) และ นิ้ว (Imperial scale) ในแต่ละประเทศจะใช้หน่วยวัดไม่เหมือนกัน เช่น อังกฤษ หรือ สหราชอาณาจักรและยุโรปส่วนมาก จะใช้ระบบการวัดแบบเมตริก ในขณะที่ประเทศญี่ปุ่น อเมริกา หรือ อิตาลี จะใช้หน่วยวัดเป็นนิ้ว แต่ก็มีอีกหลายประเทศที่ใช้ทั้งสองหน่วย ประเทศไทยเป็นหนึ่งในนั้น ดังนั้น การที่บน ตลับเมตร มีมาตรวัด 2 แบบจึงสะดวกต่อการใช้งานอย่างมาก ตลับเมตรที่มีจำหน่ายทั่วไป มีขนาดบรรจุสายวัดได้ความยาวไว้หลายขนาด เช่น ตลับเมตร 3 เมตร 5 เมตร 8 เมตร 10 เมตร ตัวตลับทำด้วยโลหะหรือพลาสติก แม้ว่า ตลับเมตร จะเป็นเครื่องมือวัดทั่วไปที่ใช้งานง่าย สะดวก รวดเร็ว แต่ก็ยังมีคนจำนวนไม่น้อยที่ไม่รู้วิธีการใช้งานอย่างเชี่ยวชาญ บทความนี้จึงได้รวบรวมวิธีการใช้งานตลับเมตรอย่างมืออาชีพมาให้ทุกคนได้เรียนรู้เพิ่มเติม จะได้ใช้งานเครื่องมือวัดได้อย่างถูกต้องและแม่นยำมากขึ้น

เวอร์เนียร์ คาลิปเปอร์ (Vernier Calipers)

เวอร์เนียร์ เป็นเครื่องวัดความยาวอย่างละเอียดที่ใช้หลักของเวอร์เนียร์สเกล โดยการแบ่งสเกลตามแนวยาวคล้ายไม้บรรทัด แต่มีการแบ่งสเกลรองโดยการใช้สเกลเลื่อนเพื่อให้สามารถวัดได้ละเอียดมากขึ้น ซึ่งเครื่องมือวัดนี้คิดขึ้นโดย ปิแอร์ เวอร์เนียร์ (Pierre Vernier) ชาวฝรั่งเศส
เมื่อประมาณปี พ.ศ. 2174 หรือ ค.ศ. 1637 ซึ่งเดิมที่ทาการคิดเกี่ยวกับการใช้งานสเกลเลื่อน 2 ชิ้น มาทาให้เกิดระยะการเลื่อนขยาย เรียกว่า เวอร์เนียร์สเกล หลักจากนั้น นายโจเซฟอาร์บราวน์ ได้มาทาการประยุกต์เพิ่มปากวัดงาน (Caliper) เพื่อให้สามารถใช้งานได้ดีขึ้น จึงได้เปลี่ยนชื่อเรียกเป็น เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ (Vernier Caliper) ตามชื่อของนายเวอร์เนียร์ และชื่อเรียกปากวัดงาน สาหรับ เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ที่มีใช้กันในปัจจุบันมีหลายแบบหลายชนิด ซึ่งก็แล้วแต่ผู้ผลิตจะทาออกจำหน่าย โดยบางชนิดอาจใช้กับงานวัดเฉพาะด้าน เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ (Vernier caliper) จะแบ่งออกเป็น 3 ชนิด คือ

แต่ในบทความนี้จะขอแนะนำเฉพาะ เวอร์เนียร์คาลิปเปอร์ (Vernier Calipers) ก่อนเท่านั้น เพื่อไม่ให้เนื้อหามากเกินไป

เวอร์เนียร์คาลิเปอร์ (Vernier caliper) มีลักษณะเป็นก้ามปูที่ข้างหนึ่งติดไม้บรรทัดยาว อีกข้างติดไม้บรรทัดอันเล็กที่เลื่อนได้ ไม้บรรทัดทั้งสองมีขีดวัดที่เยื้องกันตามที่กำหนด การวัดใช้วิธีถ่างเวอร์เนียร์ออกแล้วปรับให้ตรงกับขนาดสิ่งที่ต้องการวัด ลงสลักยึด แล้วจึงยกออกมาอ่านค่า โดยดูว่า เส้นบนไม้บรรทัดรองเส้นใดตรงกับเส้นที่อยู่บนไม้บรรทัดหลัก ให้ถือเส้นนั้นเป็นทศนิยมตัวท้ายสุดที่จะนำมาต่อกับค่าที่วัดได้จากไม้บรรทัดหลัก เวอร์เนียร์ที่มีจำหน่ายตามท้องตลาดมักจะมีทั้งมาตราเมตริกและมาตราอังกฤษไว้ด้วยกันเพื่อความสะดวก ในทางอุตสาหกรรมเวอร์เนียร์มักกำหนดความละเอียดไว้ที่ 0.01 mm หรือหนึ่งในพันนิ้ว เนื่องจากการวัดโดยใช้เวอร์เนียร์ จะใช้สเกลหลัก (Main Scale) และสเกลเลื่อน (Vernier Scale) ทำ ให้สามารถอ่านค่าจากการวัดได้ถูกต้อง แม่นยำ จึงเป็นเครื่องมือวัดที่นิยมใช้งานกันมากในปัจจุบัน

บทสรุป

การวัดคือกระบวนการที่ต้องการหาปริมาณของสิ่งสิ่งหนึ่ง ไม่ว่าจะเป็นความยาวหรือน้ำหนัก การวัดนั้นจึงถูกคิดค้นขึ้น ส่วนหน่วยวัด หรือ ระบบการวัด คือกลุ่มของหน่วยวัดที่สามารถใช้ระบุสิ่งใด ๆ ซึ่งสามารถวัดได้ แต่ละประเทศก็จะมีหน่วยวัดเป็นของตัวเอง โดยปัจจุบันที่นิยมใช้ในประเทศไทยมี 3 ระบบ คือ ระบบการวัดเมตริก ระบบการวัดอังกฤษ และ ระบบวัดไทย