APA ITU KALIBRASI...?

SISTEM KALIBRASI

Setiap aktifitas kehidupan kita sehari-hari, tidak mungkin pernah terlepas dari kegiatan ukur mengukur, baik untuk skala kecil ataupun besar. Hal ini karena dari pengukuran dapat ditentukan kuantitas dan kualitas dari sebuah objek.
Hasil pengukuran yang baik dari suatu kuantitas objek, dapat ditentukan berdasarkan tingkat presisi dan akurasi yang dihasilkan. Akurasi menunjukkan kedekatan nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya. Untuk menentukan tingkat akurasi perlu diketahui nilai sebenarnya dari besaran yang diukur dan kemudian dapat diketahui seberapa besar tingkat akurasinya. Presisi menunjukkan tingkat keandalan dari data pengukuran yang diperoleh. Hal ini dapat dilihat dari standar deviasi yang diperoleh dari pengukuran, presisi yang baik akan memberikan standar deviasi yang kecil dan bias yang rendah. Jika diinginkan hasil pengukuran yang valid, maka perlu dilakukan pengukuran berulang, misalnya dalam penentuan nilai konsentrasi suatu zat dalam larutan dimana perlu  dilakukan pengukuran berulang sebanyak n kali. Dari data tersebut dapat diperoleh pendekatan harga nilai terukur yaitu melalui perhitungan rata-rata dari hasil yang diperoleh dan standar deviasi.

Faktor-faktor presisi dan akurasi ini, sangat ditentukan oleh adanya faktor-faktor kesalahan yang terjadi selama pengukuran. Menurut Miller & dkk (2001),  jenis – jenis kesalahan dalam pengukuran dapat dikelompokkan menjadi 3 kategori, yaitu:

1. Kesalahan fatal (Gross error)

Jenis kesalahan ini sangat berbahaya, sehingga berakibat pada rusaknya hasil pengukuran secara total, dengan demikian, pengukuran harus diulangi. Contoh dari kesalahan ini adalah kontaminasi reagent yang digunakan, peralatan yang memang rusak total, sampel yang terbuang, dan lain lain. Indikasi dari kesalahan ini cukup jelas dari gambaran data yang sangat menyimpang, data tidak dapat memberikan pola hasil yang jelas, tingkat reprodusibilitas yang sangat rendah dan lain lain.

2. Kesalahan acak (Random error)

Tipe kesalahan ini, merupakan bentuk kesalahan yang menyebabkan hasil dari pengukuran berulang menjadi relatif berbeda satu sama lain, dimana hasil secara individual berada di sekitar nilai rata-rata pengukuran. Kesalahan ini memberi dampak  pada tingkat akurasi dan kemampuan baca ulang (repeatability). Kesalahan ini bersifat mutlah dan tidak dapat dihilangkan, hanya bisa direduksi dengan kehati-hatian dan konsentrasi dalam bekerja.

3. Kesalahan sistematik (Systematic error)

Kesalahan sistematik merupakan jenis kesalahan yang menyebabkan semua hasil pengukuran menjadi salah karena bersifat tetap, serta kontribusi kesalahan ini, nilainya selalu sama disetiap pengukuran yang dilakukan. Hal ini dapat diatasi dengan:

a. Standarisasi prosedur

b. Standarisasi bahan

c. Kalibrasi instrumen

Secara umum, beberapa hal yang menjadi sumber kesalahan dalam pengukuran sehingga menimbulkan perbedaan hasil, diantaranya adalah disebabkan oleh:

1. Perbedaan yang terdapat pada obyek yang diukur. Hal ini dapat direduksi dengan cara:

a. Obyek yang akan dianalisis diperlakukan sedemikian rupa sehingga diperoleh ukuran kualitas yang homogen

b. Mengggunakan tekhnik sampling dengan baik dan benar

2. Perbedaan situasi pada saat pengukuran. Perbedaan ini dapat diselesaikan dengan cara mengenali persamaan dan perbedaan suatu obyek yang terdapat pada situasi yang sama. Dengan demikian sifat-sifat dari obyek dapat diprediksikan.

3. Perbedaan alat dan instrumentasi yang digunakan.

Cara yang digunakan untuk mengatasinya adalah dengan menggunakan alat pengatur yang terkontrol dan telah terkalibrasi.

4. Perbedaan penyelenggaraan/administrasi.

Kendala ini diatasi dengan menyelesaikan permasalahannon-teknis dengan baik sehingga keadaan peneliti selalu siap untuk sehingga melakukan kerja.

5. Perbedaan pembacaan hasil pengukuran

Kesalahan ini dapat diatasi dengan selalu berupaya untuk mengenali alat atau instrumentasi yang akan digunakan terlebih dahulu.

Dari lima faktor penyebab kesalahan dalam bidang analitik maka peralatan dan instrumentasi sangat berpengaruh. Peralatan pada dasarnya harus dikendalikan oleh pemakainya. Untuk peralatan mekanis yang baru relatif semua sistem sudah berjalan dengan optimal, sebaliknya untuk alat yang sudah berumur akan banyak menimbulkan ketidakoptimuman karena komponen aus, korosi dan sebagainya. Demikian juga peralatan elektrik, pencatatan harus selalu dikalibrasi dan dicek ulang akurasinya. Untuk peralatan yang menggunakan sensor atau detektor maka perawatan dan kalibrasi memegang peranan penting dalam menjamin keandalan dan kualitas dari suatu instrumen.

1 Definisi Kalibrasi

Pengertian Kalibrasi ( Calibration ) menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui, yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain, Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukurnya (yang telah diketahui nilainya) yang mampu tertelusur ( traceable ) ke Standar  Nasional untuk satuan ukuran dan atau internasional. Sedangkan, mamputertelusur ( traceable ) menurut Dewan Standarisasi Nasional adalah kemampuan dari suatu hasil ukur secara individu untuk dihubungkan ke Standar-standar Nasional / Internasional untuk satuan ukuran atau sistem pengukuran yang disahkan secara Nasional maupun Internasional melalui suatu mata rantai perbandingan yang tak terputus. Konsep ketertelusuran pengukuran (traceability of measurement) dapat diartikan secara sederhana bahwa alat ukur yang digunakan untuk melakukan suatu pengukuran harus terkalibrasi terhadap alat ukur lain yang sejenis dan dapat berfungsi sebagai acuan. Alat acuan tersebut harus terkalibrasi terhadap acuan yang lebih akurat, demikian seterusnya sehingga sampai pada acuan yang paling akurat yang biasanya adalah Standar Nasional. Kalibrasi akan dikatakan tertelusur bila setiap mata rantai pengukuran yang menuju kestandar nasional terdokumentasi serta terdapat bukti mengenai siapa yang melakukan kalibrasi, alat ukur apa yang digunakan dan bagaimana hasil kalibrasi ( koreksi dan ketidakpastian). Setiap pekerjaan kalibrasi dalam rantai pengukuran tersebut harus dilakukan oleh organisasi yang terbukti memiliki kompetensi teknis sebagaimana yang dipersyaratkan serta mempunyai perlengkapan yang memadai dan menjalankan sistem mutu yang efektif.

2 Tujuan Kalibrasi

Adapun tujuan dari kegiatan kalibrasi secara garis besar adalah:

1.    Mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan / ditelusur sampai ke standar yang lebih tinggi  /teliti (standar primer nasional dan internasional), melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus.

2.    Menentukan deviasi kebenaran konvensional nilai penunjukan suatu instrument ukur terhadap nilai nominalnya atau definisi dimensi nasional yang seharusnya untuk suatu alat/bahan ukur

3.    Menjamin hasil –hasil pengukuran sesuai dengan standar nasionaldan internasional.

4.    Menjamin dan meningkatkan nilai kepercayaan didalam proses pengukuran

3 Manfaat Kalibrasi

1. Untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.

2. Dengan melakukan kalibrasi, bisa diketahui seberapa jauh perbedaan (penyimpangan) antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

3. Secara umum menjaga kondisi instrumenukur/bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesifikasinya.

4. Menjaga konsistensi mutu hasil produk yang dihasilkan.

5. Mengurangi kegagalan hasil produk.

6. Meningkatkan daya saing dalam pasar global

4. Prinsip Dasar Kalibrasi

Beberapa hal yang harus disiapkan sebelum kegiatan kalibrasi dilakukan adalah:

a. Obyek Ukur ( Unit Under Test ) 

b. Standar Ukur (Alat standar kalibrasi, Prosedur / Metode standar yang mengacu ke standar kalibrasi internasional atau prosedur yang dikembangkan sendiri oleh laboratorium yang sudah teruji / diverifikasi)

c. Operator/Teknisi ( Dipersyaratkan operator / teknisi yang mempunyai kemampuan teknis kalibrasi / bersertifikat)

d. Lingkungan yang dikondisikan ( Suhu dan kelembaban selalu dikontrol, Gangguan faktor lingkungan luar selalu diminimalkan sebagai sumber ketidakpastian pengukuran).

Hasil kalibrasi dikatakan memenuhi standar apabila berisi informasi sebagai berikut:

a. Nilai Obyek Ukur  

b. Nilai Koreksi/Penyimpangan.

c. Nilai Ketidakpastian Pengukuran

d. Sifat metrologi lain,faktor kalibrasi, kurva kalibrasi.

TUR ( Test Uncertainty Ratio ) adalah perbandingan antara ketidakpastian karakteristik ( specified) dari instrumen yang dikalibrasi terhadap ketidakpastian instrumen kalibratornya. Spesifikasi alat bisa dianggap sebagai ketidakpastian terbesar.

5 Interval / Periode Kalibrasi

Jangka waktu atau selang waktu kalibrasi harus ditetapkan pada suatu instrumen ukur. Secara umum selang / interval kalibrasi dapat ditentukan berdasarkan :

1. Jenis alat ukur 

2. Frekuensi pemakaian

3. Stabilitas

4. Kondisi pemakaiaan

5. Batas kesalahan yang ada hubungannya dengan akurasi alat.

Selang kalibrasi biasanya dinyatakan dalam beberapa cara yaitu :

1. Dinyatakan dalam waktu kalender, misalnya 6 (enam) bulan sekali, 1(satu) tahun sekali, dst.

2. Dinyatakan dalam waktu pemakaian, misalnya 1000 jam pakai, 5000 jam pakai, dst.

3. Kombinasi carapertama dan kedua, misalnya 6 bulan atau 1000 jam pakai,tergantung mana yang lebih dulu tercapai.

6  Instrumen Ukur Yang Perlu Dikalibrasi

Instrumen ukur besaran dasar yang perlu dikalibrasi dapat dikelompokkan sebagai berikut:

a. Panjang: Micrometer, Jangka sorong,Mistar, dll. 

b. Massa:Neraca Teknis, Timbangan

c. Waktu: Stopwacth, Timer , frequency counter

d. Arus listrik:Ampere meter, multimeter

e. Suhu: Thermometer, Thermocouple,  Furnance, thermistor

f. Jumlah Zat: Mole

g. Intensitas Cahaya: Luxmeter, intensity meter

Sedangkan instrumen ukur besaran turunan yang harus dikalibrasi diantaranya adalah:

a. Tekanan : Pressure gauge ( manometer ),Hidrolic 

b. Isi : Gelas volumetric (buret, pipet, dll.)

c. Kecepatan : Tachomete

d. Aliran (  Flowrate ):  Flowmeter , Anemometer ( velocity )

e. Gaya : Mesin uji tarik/tekan, Mesin uji kekerasan

f. Frekuensi : Frekuensi meter 

g. Luas : Planimetri

h. Energi : Watt meter

7  Kemampuan Baca Ulang (  Repeatability )

Mampu Baca Ulang ( Repeatability ) adalah kemampuan untuk menghasilkan nilai yang sama dari hasil pengukuran yang dilakukan berulang dan identik (titik ukur dan waktu yang relatif sama). Semakin kecil perbedaan hasil pengukuran berulangnya semakin baik unjuk kerja dari instrumen ukur tersebut. Adapun dalam melakukan pengukuran berulang harus memenuhi persyaratan:

1. Menggunakan metode atau prosedur yang sama

2. Instrumenukur yang digunakan sama

3. Ruang dan lokasi pengukuran sama

4. Dilakukan oleh observer atau personel yang sama

5. Pengulangan dilakukan dengan periode waktu yang pendek dan konsisten.

8. Istilah –istilah Dalam Pengukuran dan Kalibrasi

1. Kecermatan ( Accuracy ) Kemampuan dari instrumenukur untuk memberikan  indikasi pendekatan terhadap harga sebenarnya dari obyek yang diukur

2. Ketepatan ( Precision) Kedekatan nilai-nilai pengukuran individual yang didistribusikansekitar nilai rata –ratanya atau penyebaran nilai pengukuranindividual dari nilai rata –ratanya.

3.  Koreksi ( Corection )Suatu harga yang ditambahkan secara aljabar pada hasil dari alat ukur untuk mengkompensasi / mengimbangi penambahan kesalahan sistematik.

4. Kepekaan ( Sensitivity ) Perubahan pada reaksi alat ukur yang dibagi oleh hubungan perubahan aksinya.

5. Daya baca (  Resolution) Besar pernyataan dari kemampuan peralatan untuk membedakan artidari dua tanda harga/skala yang paling berdekatan dari besaran yangditunjukkan.

6.  Rentang ukur ( Range ) Besar daerah ukur antara batas ukur bawah dan batas ukur atas.

9 Standar Satuan Ukur

Standar satuan ukur merupakan rujukan atau acuan yang digunakan untuk mengkalibrasi standar untuk satuan ukuran lain yang tingkat akurasinya lebih rendah atau alat ukur yang digunakan untuk mengukur /memeriksa karakteristik produk atau proses.