KALIBRASI DAN METROLOGI

1.  Pendahuluan

Metrologi adalah ilmu tentang ukur mengukur dalam arti luas. Kegiatan metrologi meliputi pengukuran, karakter alat ukur, metode pengukuran, dan penafsiran dari hasil pengukurannya. Bidang yang dikelolanya meliputi pengujian, produksi, kalibrasi, dan jaminan mutu.

Metrologi terbagi dalam dua bagian besar yakni metrologi legal dan metrologi teknis. Metrologi legal terbagi dua menjadi metrologi legal perdagangan dar metrologi radiasi nuklir. Metrologi legal perdagangan berada dibawah naungan Departemen Perdagangan yang berwenang melakukan tera dan tera ulang. Sedangkan metrologi teknis dilaksanakan oleh laboratorium kalibrasi.

Makalah ini menguraikan beberapa pokok bahasan menyangkut kalibrasi dan metrologi sebagai bahan dasar pengertian dalam pelaksanaan kalibrasi.

2. Perbedaan Kalibrasi dan Tera

Kalibrasi dan tera merupakan kegiatan serupa dalam pelaksanaan, tetapi berbeda dalam tujuan. Kalibrasi bertujuan memberikan jaminan bahwa alat yang telah dikalibrasi memiliki sifat ukur yang tertelusur ke standar nasional atau internasional. Sedangkan tera menjamin transaksi yang adil dan menjamin keamanan radiasi.

Beberapa perbedaan kalibrasi dan tera seperti terlihat dalam tabel di bawah ini

Parameter Tera Kalibrasi
Aturan

Sifat aturan

Personil

Tujuan

Jenis peralatan

Instansi pengelola

Hasil pekerjaan

Selang waktu

Pengecekan antara

UU No.2 1981

Wajib

Disumpah

Transaksi yang adil

Semua alat ukur yang akan digunakan

Departemen Perdag.

Tanda Tera, Srt. Ket.

Diatur UU No.2 1981

Tidak diketahui

ISO 17025 : 2005

Suka rela

Belum ada aturan

Ketelusuran

Lab, produksi, jasa

Lab Kalibrasi

Label, Sertf. Kalibrasi

Sesuai sifat alat.

Diantara selang kal

Selain ISO 17025: 2005 juga standar lainnya seperti ISO 9000 series, dan standar yang melibatkan pengendalian peralatan ukur mencantumkan kalibrasi sebagai salah satu persyaratan kompetensi.

3. Beberapa definisi

Ketelusuran: Sifat dari hasil pengukuran atau nilai standar yang dapat dihubungkan ke acuan tertentu, biasanya berupa standar nasional atau internasional, melalui rantai pembandingan tidak terputus dengan acuan yang mempunyai ketidakpastian tertentu.

Kalibrasi: Menentukan kebenaran konvensional penunjukan alat melalui cara pembandingan dengan standar ukurnya yang tertelusur ke standar nasional / internasional

Menera ialah hal menandai dengan tanda tera sah atau tanda tera batal yang berlaku, atau memberikan keterangan-keterangan tertulis yang bertanda tera sah atau tanda tera batal yang berlaku, dilakukan oleh pegawai-pegawai yang berhak melakukannya berdasarkan pengujian yang dijalankan atas alat-alat ukur, takar, timbang dan perlengkapannya yang belum dipakai. (UUMl 1.q)

Verifikasi: Konfirmasi melalui pengujian dan penyajian bukti bahwa persyaratan yang telah ditetapkan telah terpenuhi

Perawatan: Serangkaian kegiatan untuk membuktikan bahwa suatu kalibrator dan perlengkapannya memenuhi syarat untuk digunakan dalam kalibrasi

4. Hirarki standar

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

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 (BIPM)

Standar dimensi

Standar meter mula-mula 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 maknit dan pada suhu 0°K.

Standar kuat arus

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. Hubungan antara derajat Celcius dan Kelvin adalah :

Standar kuantitas bahan

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

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

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

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

Standar kerja adalah standar kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi alat ukur atau alat uji. Standar kerja sering disebut sebagai kalibrator.

5. Beberapa parameter kalibrasi

bagian dari ilmu metrologi, karena itu pekerjaan kalibrasi banyak terlibat dengan kegiatan ukur mengukur. Dalam pengukuran banyak digunakan istilah yang perlu dipahami dengan baik antara lain sebagai berikut :

Ketepatan (accuracy)

Harga terdekat pembacaan suatu alat ukur dengan harga sebenarnya

Ketelitian (precision)

Ukuran kemampuan alat ukur untuk memperoleh hasil pengukuran serupa yang dilakukan berulang

Resolusi

Perubahan terkecil hasil ukur yang dapat diberikan sebagai respon suatu instrumen atau alat ukur

Sensitifitas

Perbandingan antara respon alat ukur dengan perubahan masukan dari variable yang diukur

6. Satuan

Sistem satuan yang digunakan dalam kalibrasi disebut sistem satuan SI (System Interantionale d’Unites). Sistem satuan SI mempunyai 7 satuan dasar yaitu meter (m), kilogram (kg), sekon (s), amper, Kelvin (K), mole (mol), dan candela (cd).

Selain satuan diatas terdapat dua buah satuan suplementer yaitu satuan sudut datar (radian) dan sudut massif (steradian). Dari satuan dan satuan suplementer tadi dapat dibentuk menjadi berbagai satuan turunan seperti satuan luas, kecepatan, tekanan, torsi dsb.

Penulisan satuan memerlukan kecermatan agar tidak terjadi salah tafsir. Penulisan hasil kalibrasi dalam sertifikat kalibrasi harus mengikuti kaidah penulisan satuan sesuai satuan SI. Beberapa prefix satuan yang digunakan dalam metrologi seperti tampak dalam table di bawah ini:

7. Selang kalibrasi

Pertanyaan yang sering muncul dalam program kalibrasi adalah tentang frekuensi kalibrasi. Alat yang sering digunakan tentu cenderung lebih sering dikalibrasi daripada alat yang jarang digunakan. Tetapi hal ini tidak berlaku untuk instrumen berbasis elektronik, karena jarangnya digunakan justru cenderung merusak, karena itu alat harus dipanaskan setiap hari selama waktu tertentu.

Secara umum selang kalibrasi ditentukan oleh beberapa faktor sebagai berikut:

•          Kemantapan alat ukur / bahan ukur

•          Rekomendasi pabrik

•          Kecendrungan data rekaman kalibrasi sebelumnya

•          Data rekaman perawatan dan perbaikan

•          Lingkup dan beban penggunaan

•          Kecendrungan keausan dan penyimpangan

•          Hasil pengecekan silang dgn peralatan ukur lainnya

•          Kondisi lingkungan

•          Akurasi pengukuran yang diinginkan

•          Bila peralatan tidak berfungsi dengan baik

Menyatakan selang kalibrasi dapat berupa waktu kalender misal sekali setahun, berupa waktu pakai misal 1000 jam pemakaian, berupa banyaknya pemakaian misal 1000 kali, dan berupa kombinasi dari cara tersebut tergantung mana yang lebih dulu tercapai.

8. Referensi

Cooper, WD (1985), Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Edisi ke-2, Penerbit Erlangga, Jakarta

Quin, TJ & Mills, IM (1998), The System International of Unit (SI), 7th ed, BIPM

Taylor, BN (1995), Guide for the Use of International  System of  Unit (SI), NIST Special Publication 811, US Department of Commerce, NIST

About these ads

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: