Konsep Dasar Metrologi, Pengukuran dan Kalibrasi

PT Global Quality Indonesia melakukan pelatihan kalibrasi kepada peserta eksternal, termasuk lingkup kalibrasi bidang dimensi. Dalam pelatihan ini, PT Global Quality Indonesia menyampaikan materi mengenai konsep dasar metrologi yang dibarengi dengan materi pengukuran dan kalibrasi.

1. Metrologi

1.1. Definisi Metrologi

Metrologi adalah disiplin ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran, kalibrasi, dan akurasi dalam bidang industri, ilmu pengetahuan, dan teknologi. Metrologi mencakup tiga aspek utama:

1. Penetapan definisi satuan ukuran yang diterima secara internasional (misalnya meter).
2. Perwujudan satuan ukuran berdasarkan metode ilmiah (misalnya menggunakan sinar laser untuk menentukan meter).
3. Penetapan rantai ketertelusuran dengan menentukan dan merekam nilai serta akurasi suatu pengukuran, lalu menyebarluaskan pengetahuan tersebut (misalnya hubungan antara nilai ukur mikrometer ulir di bengkel dengan standar panjang di laboratorium standar).

1.2. Kategori Metrologi

Metrologi dibagi menjadi tiga kelompok utama:

1. Metrologi Ilmiah: Berhubungan dengan pengaturan, pengembangan, dan pemeliharaan standar pengukuran di tingkat tertinggi.
2. Metrologi Industri: Bertujuan untuk memastikan bahwa sistem pengukuran dan alat ukur di industri berfungsi dengan akurasi memadai dalam produksi dan pengujian.
3. Metrologi Legal: Berkaitan dengan pengukuran yang berdampak pada transaksi ekonomi, kesehatan, dan keselamatan.

---

2. Pengukuran

2.1. Definisi Pengukuran

Pengukuran merupakan aktivitas membandingkan suatu besaran yang belum diketahui nilainya terhadap besaran lain yang sudah diketahui, misalnya dengan besaran standar.

2.2. Besaran Standar

Besaran dalam pengukuran terbagi menjadi:

1. Besaran Pokok: Sesuai dengan standar internasional, berdiri sendiri, dan dapat dijadikan acuan.
2. Besaran Turunan: Diperoleh dari beberapa variabel dalam bentuk persamaan.

2.3. Syarat Besaran Standar

Suatu besaran standar harus memenuhi kriteria berikut:

1. Dapat didefinisikan secara fisik.
2. Tidak berubah terhadap waktu.
3. Dapat digunakan sebagai pembanding di mana saja.

2.4. Jenis Alat Ukur

Alat ukur dibagi berdasarkan sifatnya:

1. Alat Ukur Langsung: Memiliki skala ukur lengkap, hasil pengukuran dapat langsung diperoleh (contoh: jangka sorong, mikrometer).
2. Alat Ukur Pembanding: Mengukur perbedaan suatu produk dengan ukuran dasar tertentu (contoh: dial indicator).
3. Alat Ukur Standar: Hanya memiliki satu skala nominal dan digunakan untuk kalibrasi (contoh: blok ukur).
4. Alat Ukur Kaliber Batas: Menunjukkan apakah dimensi suatu produk berada dalam toleransi yang ditentukan (contoh: kaliber lubang).
5. Alat Ukur Bantu: Membantu proses pengukuran tetapi tidak mengukur langsung (contoh: meja rata, stand magnetic).

2.5. Sifat Alat Ukur

Beberapa sifat penting alat ukur adalah:

1. Rantai Kalibrasi: Alat ukur dapat dikalibrasi dengan standar dari tingkat lokal hingga internasional.
2. Kepekaan: Mampu mendeteksi perubahan kecil dalam pengukuran.
3. Kemudahan Pembacaan: Hasil pengukuran dapat dibaca dengan jelas.
4. Histerisis: Penyimpangan harga ukur ketika dilakukan pengukuran berulang dari arah yang berbeda.
5. Pergeseran: Perubahan posisi penunjuk tanpa perubahan nilai sensor.
6. Kepasifan: Sensor memberikan sinyal, tetapi penunjuk tidak berubah.
7. Kestabilan Nol: Alat ukur kembali ke nol setelah digunakan.
8. Ketidakpastian: Harga ukur tidak konstan, bisa berubah-ubah.

2.6. Karakteristik Pengukuran

1. Ketelitian (Accuracy): Kesesuaian hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya.
2. Ketepatan (Precision): Konsistensi hasil pengukuran jika dilakukan berulang.
3. Kecermatan (Resolution): Skala terkecil yang bisa dibaca alat ukur.

2.7. Kesalahan Pengukuran

Kesalahan pengukuran tidak bisa dihindari. Jenis kesalahan dalam pengukuran meliputi:

1. Systematic Error: Kesalahan tetap dengan pola tertentu.
   • Dapat ditentukan: Dapat dikoreksi dengan perhitungan.
   • Tidak dapat ditentukan: Hanya bisa diperkirakan, biasanya bertanda (+) atau (-).
2. Random Error: Kesalahan acak yang tidak dapat diprediksi, bisa diantisipasi melalui pengalaman.

---

3. Kalibrasi

3.1. Pengertian Kalibrasi

Menurut ISO/IEC 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM), kalibrasi adalah kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur dengan nilai yang sudah diketahui dalam kondisi tertentu. Prosedur kalibrasi harus sesuai dengan standar traceability.

Manfaat kalibrasi:

• Menjaga kondisi instrumen ukur agar tetap sesuai spesifikasi.
• Menjamin ketelitian dan keakuratan alat ukur.

3.2. Tujuan Kalibrasi

Kalibrasi bertujuan untuk:

1. Mencapai ketertelusuran hasil pengukuran dengan standar nasional/internasional.
2. Menentukan deviasi (penyimpangan) dalam nilai instrumen ukur.
3. Menjamin keakuratan hasil pengukuran sesuai standar.

3.3. Manfaat Kalibrasi

Manfaat dari kalibrasi:

1. Menjaga akurasi instrumen ukur.
2. Mendukung sistem mutu industri.
3. Mengetahui penyimpangan antara nilai benar dan nilai yang ditunjukkan alat ukur.

3.4. Prinsip Dasar Kalibrasi

Komponen utama dalam kalibrasi:

1. Unit Under Test (Obyek ukur).
2. Standar Ukur: Mengacu pada standar internasional atau prosedur yang sudah terverifikasi.
3. Operator/Teknisi: Harus memiliki sertifikasi kompetensi dalam kalibrasi.
4. Lingkungan: Harus dikondisikan (suhu, kelembaban, dan faktor eksternal lainnya).

3.5. Kalibrasi Alat Laboratorium

Kalibrasi di laboratorium bertujuan untuk inventarisasi, pengawasan, dan pemeliharaan alat ukur agar tetap dalam kondisi optimal. Standar yang digunakan:

• ISO 9001:2008
• SNI ISO/IEC 17025:2008