Uncertainty Measurements (Ketidakpastian Pengukuran)

Teori Ketidakpastian

Konsep ketidakpastian (uncertainty) merupakan bagian penting dari hasil suatu analisis kuantitatif. Tanpa pengetahuan tentang ketidakpastian pengukuran, maka pernyataan suatu hasil pengujian belum dapat dikatakan lengkap. Walaupun konsep ketidakpastian pengukuran telah lama dikenal oleh para ilmuwan, namun petunjuk formal untuk evaluasi ketidakpastian baru diterbitkan pada tahun 1993. Petunjuk tersebut adalah “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement” yang diterbitkan oleh ISO melalui kolaborasi dengan BIPM (Bureau International des Poids et Measures ; International Bureau of Weights and Measures), IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics), dan OIML (Organisation Internationale de Metrologie Legale, International Organization of Legal Metrology). Dokumen ini dikenal dengan ISO-GUM dan berlaku untuk semua area pengujian secara luas.

Ketidakpastian memiliki beberapa arti yaitu “ragu-ragu”, “kekurangpercayaan” dan “derajat ketidakyakinan”. Namun, ketidakpastian secara metrologis telah didefinisikan oleh ISO (atau VIM, Vocabulaire International de Metrologie) sebagai berikut :

“non-negative parameter characterizing the dispersion of quantity values being attributed to a measurand, based on the information used”.

Jadi ketidakpastian merupakan suatu parameter non-negative yang menggambarkan sebaran nilai kuantitatif suatu hasil pengukuran (measurand), berdasarkan informasi yang digunakan.

Namun bahasan tentang konsep ketidakpastian tidaklah utuh tanpa membahas juga tentang konsep traceability (ketertelusuran). Menurut ISO istilah traceability secara metrologis didefinisikan sebagai berikut :

property of a measurement results whereby the result can be related to a reference through a documented unbroken chain of calibrations each contributing to the measurement uncertainty

Jadi ketertelusuran merupakan sifat dari pengukuran/pengujian, dimana hasil tersebut dapat dihubungkan ke suatu nilai acuan melalui mata rantai kalibrasi yang tidak terputus yang terdokumentasi, dimana masing-masing mata rantai berkontribusi terhadap ketidakpastian pengukuran/pengujian.   Dapat dicermati bahwa definisi ini secara tegas menggambarkan keterkaitan antara ketidakpastian dengan ketertelusuran.

Jika ketertelusuran menyatakan keterkaitan hasil terhadap nilai benar berdasarkan suatu acuan, sementara ketidakpastian menggambarkan sebaran nilai kuantitatif dari hasil uji, maka tidaklahkeliru pandangan yang menyatakan bahwa ketidakpastian merupakan suatu rentang dimana nilai benar itu berada, sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 1.

ilustrasi

Gambar 1. Ilustrasi konsep ketidakpastian yang digambarkan merupakan suatu rentang (± U), dan mencakup nilai benar (X)

Jadi kita tidak dapat mengevaluasi nilai ketidakpastian suatu hasil pengukuran/pengujian sebelum aspek ketertelusuran dari pengukuran/pengujian tersebut secara jelas dinyatakan.

2. Persyaratan akreditasi ISO/IEC 17025:2005

Di dalam dokumen standar “Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi” ISO/IEC 17025:2005 diatur juga persyaratan mengenai ketidakpastian, yaitu dalam butir 5.4.6. Dalam standar itu diatur bahwa laboratorium wajib mempunyai dan menerapkan prosedur untuk mengestimasi ketidakpastian pengukuran. Estimasi ketidakpastian tersebut harus wajar (reasonable) dan didasarkan pada pengetahuan atas unjuk kerja metode, dan harus menggunakan data-data yang diperoleh dari pengalaman sebelumya serta data validasi metode .

Selain itu, standar ini pun mengatur tentang ketertelusuran, yaitu pada butir 5.6. Standar ini mensyaratkan bahwa hasil pengujian harus terhubung ke SI (satuan internasional) dengan mata rantai 3 yang tidak terputus. Khusus untuk laboratorium penguji, dimana jika ketetelusuran ke satuan SI tidak mungkin atau tidak relevan, maka dapat ketertelusuran dapat dilakukan ke bahan acuan bersertifikat (CRM), metode, atau standar konsensus yang disepakati. Tidak semua hasil pengujian harus tertelusur ke SI atau CRM, seperti dalam kasus metode empiris dimana measurand didefinisikan oleh suatu prosedur pengujian tertentu. Contoh untuk kasus ini misalnya analisis logam Cd yang terlarutkan dari wadah keramik; dalam hal ini measurand betul-betul dipengaruhi oleh prosedur pengujian yang dilakukan seperti faktor kekuatan asam, waktu, dan suhu. Maka untuk metode empiris ini, tidak perlu ketertelusuran terhadap SI atau CRM, melainkan cukup terhadap metode uji saja.

3. Ketepatan Pengukuran

Pengukuran merupakan aktivitas yang bertujuan untuk mengetahui kualitas atau kuantitas suatu besaran. Pengukuran dalam fisika tidak luput dari ketidakpastian, artinya hasil ukur terhadap besaran fisika pasti memiliki simpangan/deviasi. Hal ini antara lain disebabkan oleh alat yang digunakan dalam pengukuran mempunyai keterbatasan ukur.

Selain karena alat ukur yang digunakan, masih banyak faktor yang mempengaruhi ketidaktepatan pengukuran. Oleh sebab itu pengukur wajib mengetahui sejauh mana hasil pengukuran dapat dipercaya, kemudian berusaha mengatasi/mengurangi kesalahan dalam pengukuran semaksimal mungkin.

Pengukur harus mengetahui kesalahan yang terjadi, sehingga dalam menyajikan hasil pengukuran, harus disertai taksiran tentang ketidakpastian yang ada pada hasil pengukuran tersebut, melaporkannya dengan jujur, sehingga hasil pengukuran dapat dipercaya. Dalam segala macam pengukuran, selalu timbul pertanyaan “Berapakah ketepatan hasil pengukuran itu?” atau “Seberapa dekatkah hasil pengukuran itu dengan nilai sebenarnya?”.

4. Ketidakpastian Hasil Pengukuran

4.1. Pengukuran Tunggal

Pengukuran-pengukuran seperti : lamanya benda mendingin, kecepatan komet, dll tidak mungkin dilakukan lebih dari sekali. Oleh sebab itu pengukurannya hanya mungkin dilakukan sekali. Disamping itu, jika dilakukan pengukuran lebih dari sekali, mungkin tidak menghasilkan nilai yang berbeda, karena itu ukuran ketepatan suatu pengukuran tunggal ditentukan oleh alat yang digunakan. Hasil pengukuran dinyatakan sebagai :

rumus x

Dengan x menyatakan hasil pengukuran tunggal dan adalah setengah nilai skala terkecil alat ukur yang digunakan. Misalnya hasil pengukuran besaran panjang dengan mistar adalah (2,1 ±0,05) cm sebagai interpretasi, ada kepastian (100%) bahwa nilai benar x berada diantara sampai .

4.2. Pengukuran Berulang

 

Facebook Comments

Leave a Reply

Name *
Email *
Website