TELUSUR PENGUKURAN ? KALIBRASI SAJA

Bagi anda yang sering berhubungan dengan alat ukur pasti tidak asing lagi dengan istilah kalibrasi. Namun demikian banyak diantara kita tidak benar – benar tahu apa sebenarnya kalibrasi itu. Anggapan banyak orang masih menganggap kalibrasi sebagai kegiatan untuk mengembalikan tingkat akurasi alat seperti sedia kala. Pengertian kalibrasi adalah proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang tertelusur dengan standar nasional maupun internasional dan bahan – bahan acuan tersertifikasi. Sedangkan pengertian kalibrasi menurut ISO/IEC Guide 17025, kalibrasi adalah kegiatan yang menghubungkan nilai yang ditunjukkan oleh instrumen (alat) ukur atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur dengan nilai – nilai yang sudah diketahui tingkat kebenarannya (yang berkaitan dengan besaran yang diukur) dalam kondisi tertentu. Nilai yang sudah diketahui ini biasanya merujuk ke suatu nilai dari kalibrator atau standar, yang tentunya harus memiliki akurasi yang lebih tinggi daripada instrumen (alat) ukur yang dikalibrasi (biasa disebut unit under test atau UUT).

 

Tujuan kalibrasi adalah untuk mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan atau ditelusur sampai ke standar yang lebih tinggi atau teliti (standar primer nasional dan  internasional), melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus. Tujuan berikutnya adalah menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional petunjuk suatu alat ukur. Tujuan selanjutnya adalah menjamin hasil – hasil pengukuran sesuai dengan standar nasional maupun internasional. Dengan kata lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur (traceability) ke standar nasional untuk satuan ukuran dan  internasional.

 

Fungsi kalibrasi adalah menjaga kendali mutu dengan memastikan kinerja dan akurasi berbagai alat yang digunakan melalui penentuan penyimpangan nilai standar dengan nilai yang ditunjukkan alat ukur, atau dengan kata lain untuk dapat memastikan akurasi dari alat ukur tersebut sehingga alat yang digunakan dapat menghasilkan pengukuran yang akurat. Jadi manfaat kalibasi adalah untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki, juga dengan melakukan kalibrasi dapat mengetahui seberapa jauh perbedaan (penyimpangan) antara nilai benar dengan nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur, terakhir, untuk menjamin kondisi alat ukur tetap terjaga sesuai spesifikasinya.

 

Dalam kegiatan metrologi, memang berlaku azas praduga salah, karena tidak ada satu pengukuran pun yang tidak mengandung kesalahan. Jadi, sebelum ditelusuri melalui pengujian dan kalibrasi dengan alat yang memiliki ketelitian lebih tinggi, data hasil pengukuran tersebut harus dianggap salah. Kalibrasi merupakan istilah yang telah dibakukan dalam Bahasa Indonesia sebagai terjemahan dari istilah calibration dalam bahasa Inggris. Kegiatan kalibrasi adalah kegiatan menentukan kebenaran penunjukan suatu alat ukur. Dengan kalibrasi ini diharapkan kerugian – kerugian yang terjadi akibat salah indikasi atau penyimpangan penunjukan dan pembacaan pada alat ukur dapat dihindari.

 

Mengingat kebenaran penunjukan alat ukur mempunyai arti yang sangat penting dalam hampir semua kegiatan manusia maka pelaksanaan kalibrasi harus mengikuti cara – cara yang telah dibakukan prosedurnya, baik mengikuti aturan – aturan standar ataupun rekomendasi dari pabrikan pembuat alat tersebut. Kalibrasi suatu alat ukur dilakukan dengan cara membandingkan penunjukan alat ukur yang dikalibrasi dengan alat ukur standar yang lebih tinggi atau sama kelas atau ketelitiannya dan telah diketahui kesalahan ukurnya. Dengan melakukan kalibrasi pada setiap alat ukur, dapat ditentukan penyimpangan atau deviasi penunjukan alat ukur tersebut, sehingga ketelitian atau akurasi alat yang telah dikalibrasi terhadap alat ukur standar dapat dijamin. Kalibrasi dimaksudkan untuk mendapatkan tingkat mutu alat ukur yang paling maksimal.

 

Semua jenis alat ukur yang perlu dikalibrasi adalah alat ukur untuk besaran – besaran dasar dan turunan. Alat ukur besaran dasar meliputi alat ukur untuk mengukur panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya. Sedang besaran turunan terdiri atas alat untuk mengukur luas, isi, kecepatan, tekanan, gaya, frekuensi, energi, daya, hambatan listrik, dan sebagainya. Dalam metrologi dikenal adanya metrologi legal dan metrologi teknis. Semua jenis alat ukur yang digunakan untuk transaksi menyangkut kuantitas suatu komoditas (seperti timbangan, literan dan sebagainya) termasuk metrologi legal. Sedang semua pengukuran di luar ketentuan legal masuk dalam metrologi teknis.

 

Pelaksanaan maupun penentuan periode kalibrasi bergantung pada jenis alat ukurnya, apakah alat ukur itu termasuk dalam katagori legal atau teknis. Untuk katagori legal, pelaksanaan dan periode kalibrasinya ditentukan oleh peraturan yang berlaku di suatu negara secara nasional. Untuk Indonesia diatur dalam Undang – Undang Metrologi Legal No. 2 Tahun 1981. Semua alat ukur untuk metrologi legal sebelum dijual wajib ditera yang pelaksanaannya diawasi oleh Direktorat Metrologi Departemen Perindustrian dan Perdagangan. Pelanggaran terhadap ketentuan ini dapat berakibat tuntutan pidana.

 

Dalam melakukan kalibrasi, ada beberapa proses yang dibutuhkan, antara lain : adanya obyek ukur (Unit Under Test), adanya kalibrator (standar), adanya prosedur kalibrasi yang mengacu pada standar kalibrasi internasional, nasional atau prosedur yang dikembangkan sendiri oleh laboratorium yg sudah teruji dengan terlebih dulu dilakukan verifikasi, adanya teknisi yang telah memenuhi pesyaratan mempunyai kemampuan teknis kalibrasi (sebaiknya memiliki sertifikat), lingkungan yang terkondisi, baik suhu maupun kelembabannya. Jika tidak dapat dikondisikan, misalnya terjadi saat kalibrasi dilakukan dilapangan terbuka, maka faktor lingkungan harus diakomodasikan dalam proses pengukuran dan perhitungan ketidakpastian, dan yang terakhir adalah hasil kalibrasi itu sendiri, yaitu quality record berupa sertifikat kalibrasi. Didalamnya tercatat measured value, correction value, dan akhirnya nilai uncertainty.

 

Setiap alat ukur yang telah dikalibrasi akan mendapatkan sertifikat kalibrasi yang berlaku untuk jangka waktu tertentu, dan harus dikalibrasi ulang jika  jangka waktu berlakunya sertifikat tersebut telah habis. Pemberian sertifikat ini akan mempermudah penelusuran kebenaran alat ukur. Hanya dengan alat ukur yang terkalibrasi bisa diperoleh hasil pengukuran yang tepat dan teliti. Pada alat ini standardisasi produk, jasa dan pelayanan serta keselamatan kerja dan lingkungan bersandar. Masih berkaitan dengan masalah kalibrasi, perlu juga diperhatikan persyaratan lain dalam hal pemeliharaan alat, seperti penyimpanannya harus ditempat atau ruang yang terkondisi, baik suhu maupun kelembabannya.

 

Dari sertifikat tersebut dapat diketahui informasi tentang kelaikkan alat yang dikalibrasi. Artinya, kita bisa menambahkan banyak keterangan yang diperlukan, bahkan bisa saja ditambahkan foto, gambar, hasil analisa khusus, nilai TUR (Test Uncertainty Ratio), bahkan bisa saja melampirkan laporan kinerja kalibrator yang digunakan dalam proses ini. TUR adalah perbandingan antara ketidakpastian karakteristik alat yang dikalibrasi terhadap ketidakpastian alat kalibratornya (spesifikasi alat bisa dianggap sebagai ketidakpastian terbesar).

 

Sedangkan hasil dari pelaksanaan kalibrasi antara lain : nilai obyek ukur, nilai koreksi atau penyimpangan dan nilai ketidakpastian pengukuran (besarnya kesalahan yang mungkin terjadi dalam pengukuran, dievaluasi setelah ada hasil pekerjaan yang diukur dan analisa ketidakpastian yang benar dengan memperhitungkan semua sumber ketidakpastian yang ada di dalam metode perbandingan yang digunakan serta besarnya kesalahan yang mungkin terjadi dalam pengukuran), yang terakhir, sifat metrologi lain, seperti faktor kalibrasi, kurva kalibrasi.

 

Alat standar yang digunakan dalam kalibrasi dan tera dipersyaratkan harus mempunyai ketelusuran (traceability) yang dibuktikan antara lain dengan adanya sertifikat kalibrasi. Ini berarti hasil ukur alat standar bersangkutan pernah dibandingkan dengan hasil ukur alat standar yang setingkat lebih tinggi hirarkinya. Hirarki alat standar dapat diuraikan sebagai berikut :

  • Standar Internasional, didefinisikan oleh perjanjian internasional karenanya disebut juga standar konvensional. Definisi standar di bawah ini diacu dari The international System Unit (SI) cetakan ke 7 tahun 1998.
  • Standar dimensi, standar meter mula – m ula disepakati tahun 1889 berupa batang Pt-Ir. Tahun 1960 diubah berdasarkan gelombang radiasi krypton 86. Meter didefinisikan sebagai 1.650.763,73 kali panjang gelombang radiasi krypton 86. Tahun 1983 definisinya dirubah menjadi jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam vakum selama 1/299 792 458 detik. Prototip meter pertama tetap disimpan dan dipelihara di BIPM (Bureau International des Poids et Mesures) dibawah kondisi yang disepakati tahun 1889.
  • Standar massa, standar kilogram mula – mula didefinisikan sebagai massa 1 dm3 air suling pada densitas maksimumnya. Pada tahun 1889 disepakati sebagai massa dari prototip kilogram yang terbuat dari Pt-Ir dengan diameter dan tinggi 39 mm. Prototip ini tetap digunakan hingga sekarang dan disimpan di BIPM.
  • Standar waktu, standar detik tahun 1968 didefinisikan sebagai 1/86400 rataan waktu 1 hari matahari. Namun karena waktu edar bumi ternyata tidak konsisten, maka pada tahun 1968 definisinya diganti menjadi 9.192.631.770 kali waktu yang diperlukan untuk peralihan atom cesium 133 pada kondisi bebas medan magnit dan pada suhu 0°K.
  • Standar kuat arus, ampere, tahun 1946 didefinisikan sebagai arus konstan yang dipertahankan dalam dua buah konduktor, sehingga diantara kedua konduktor tersebut muncul gaya sebesar 2 x 10-7 Newton. Kedua konduktor tersebut lurus, sejajar pada jarak 1 m, panjangnya tak berhingga, masing – masing diameternya dapat diabaikan, dan terletak dalam vakum.
  • Standar suhu, satuan termodinamik suhu, Kelvin, tahun 1968 didefinisikan sebagai 1/273.16 kali termodinamik suhu titik tripel air yaitu kondisi air yang berada dalam tiga fase cair, padat, dan gas pada tekanan 1 atmosfir. Titik tripel tersebut terjadi pada suhu 0.01°C.
  • Standar kuantitas bahan tahun, mol, 1969 didefinisikan sebagai jumlah bahan yang setara dengan jumlah atom dari  0.012 kg carbon 12. Satuan mol harus dijelaskan mengenai bahan yang diukur seperti atom, molekul, ion, elektron, atau partikel lain, atau gabungan partikel tadi.
  • Standar kuat cahaya, tahun 1980 didefinisikan sebagai kekuatan cahaya dari suatu sumber cahaya yang memancarkan radiasi monokromatis pada frekuensi 540 x 1012 hertz  dengan kekuatan 1/683 watt per steradian.
  • Standar primer,  adalah turunan pertama dari standar internasional yang merupakan standar tertinggi di suatu negara (Standar Nasional).  Prototip standar primer untuk masing – masing besaran adalah sebagai berikut : prototip standar primer untuk massa dan dimensi sama dengan standar internasionalnya, prototip untuk standar primer waktu adalah sebuah jam atom yang didasarkan pada waktu peralihan atom cesium, prototip standar primer untuk kuat arus adalah standar primer resistor dan standar primer tegangan. prototip standar primer suhu adalah termometer tahanan platina. Tahun 1927 IPTS (International Practical of Temperature Scale) menyetujui penggunaan skala praktis untuk pengukuran suhu, prototip standar primer kuat cahaya adalah alat pengukur kekuatan radiasi optik dengan metode radiometri.
  • Standar sekunder,  merupakan turunan dari standar primer yang disimpan atau dipelihara di berbagai industri alat ukur atau di laboratorium kalibrasi. Standar sekunder dapat diproduksi dan di gunakan untuk kalibrasi alat standar dibawahnya. Standar sekunder waktu berupa alat yang disebut frequency counter dijual secara bebas.
  • Standar kerja, adalah standar kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi alat ukur atau alat uji. Standar kerja sering disebut sebagai kalibrator.

 

Di beberapa negara, termasuk Indonesia, memiliki lembaga metrologi nasional (National metrology institute). Di Indonesia terdapat Pusat Penelitian Kalibrasi Instrumentasi dan Metrologi (Puslit KIM LIPI) yang memiliki standar pengukuran tertinggi (dalam SI dan satuan – satuan turunannya) yang akan digunakan sebagai acuan bagi perangkat yang dikalibrasi. Puslit KIM LIPI juga mendukung infrastuktur metrologi di suatu negara, dan, seringkali negara lain, dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi  atau internasional dengan perangkat yang digunakan.

 

Semoga bermanfaat.