Toleransi dan Ketidakpastian

Kita tinjau kembali definisi dari pengukuran dan yang terkait:
“serangkaian operasi yang bertujuan untuk menetapkan nilai besaran ukur”

( Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology – VIM 1993: 2.1 )

besaran ukur ( measurand )
“besaran tertentu yang nilainya diukur ‘
( VIM 1993 :2.6)

hasil pengukuran ( result of measurement )
“nilai yang diberikan pada besaran ukur, yang diperoleh melalui proses pengukuran “
( VIM 1993:3.1 )

Kadang muncul suatu pertanyaan, kenapa harus pengukuran yang akurat?

Pada tiap proses, kepentingan pengukuran yang akurat adalah didasarkan dari; ”kontrol kualitas proses produksi”, hal ini untuk mendapatkan suatu produk berkualitas tinggi yang merupakan hasil dari sebuah proses produksi yang terkontrol dengan baik.
”Sesuai dengan regulasi dan ketentuan yang berlaku”, dengan mulai diberlakukannya standarisasi di berbagai aspek, maka suatu hasil pengukuran yang akurat, merupakan hal yang wajar dijadikan suatu prasyarat dalam suatu proses produksi yang di kemas dalam suatu regulasi yang baku. Kedua hal diatas akan sangat diharapkan untuk mendapatkan pengakuan dari negara lain tentang kualitas produk dari suatu negara, apa lagi jika sudah memasuki ”free trade area” atau kawasan perdagangan bebas. 
Yang terakhir adalah ”Melakukan R & D”, keberhasilan suatu kegiatan yang berhubungan dengan R & D adalah penggunaan peralatan yang memiliki akurasi tinggi sehingga dapat memenuhi kebutuhan hasil pengukuran yang presisi sesuai yang diharapkan. Negara negara maju yang mempunyai kesadaran yang tinggi akan pentingnya akurasi dalam pengukuran, hampir dapat dipastikan lebih maju dibidang R & D dari pada negara lain yang kurang mawas akan pentingnya pengukuran yang akurat.

Pengukuran sendiri memiliki beberapa persyaratan, antara lain: sesuai dengan kebutuhan dan persyaratan yang diinginkan, alat dan metode yang sesuai dengan kebutuhan, staff yang kompeten, berkualitas dan mempunyai banyak pengetahuan dan informasi, sesuai dengan prosedur yang tepat, reprodusible dan tertelusur.

Suatu pengukuran tidak tepat tanpa disertai informasi tentang Ketidakpastian dan Tingkat kepercayaan.

Ketidakpastian yang menunjukkan kualitas hasil pengukuran, “seberapa yakin kita terhadap hasil pengukuran, biasanya ditunjukkan dengan suatu interval; 100 Pa ± 1 Pa”
Tingkat kepercayaan menunjukkan tingkat keyakinan kita terhadap “nilai benar “ terletak pada interval tersebut, biasanya ditunjukkan dengan prosentase; 95%
Sehingga definisi dari ketidak pastian hasil pengukuran adalah: Parameter hasil pengukuran yang memberikan ciri kepada penyebaran nilai yang dikenakan terhadap suatu besaran ukur. Atau bisa dikatakan juga, suatu rentang, yang di dalamnya terdapat nilai-nilai yang mungkin merupakan nilai besaran ukur yang dicari.

X = M ± U

M merupakan Estimasi nilai ukur 

U adalah Ketidakpastian pengukuran

Suatu pengukuran tidak akan dapat dengan tepat menentukan nilai besaran yang diukur; yang dapat dilakukan hanya mencari taksiranan nilai benar

Ketidakpastian pengukuran dapat berasal dari factor factor berikut; Instrument (perubahan karena pemakaian, drift, elektronik noise dll.), Objek ukur (ketakstabilan objek ukur, misal pada saat mengukur kotak es), Proses pengukuran (pengukuran yang sulit dilakukan, misal menimbang hewan), Ketidakpastian bawaan (hasil dari kalibrasi), Operator (kompetensi, penilaian dan kecepatan reaksi, misal pemakaian stop watch), Kondisi Lingkungan (suhu, tekanan ruang, kelembaban udara), dan lain sebagainya.

“Ketidakpastian Pengukuran adalah hal terpenting dalam hasil pengukuran”.…lalu apa pentingnya?

Dapat kita analisa dari deskripsi berikut, dalam suatu proses produksi untuk mendapatkan suatu hasil produk yang diinginkan, sering kita dengan istilah ”toleransi” yang sering menepel dalam suatu spesifikasi teknis suatu alat atau barang. Definisi dari toleransi adalah: Besarnya kesalahan atau penyimpangan yang diijinkan dalam produk/hasil kerja yang ditetapkan dalam desain, peraturan, standar, dll..

Sedangkan hubungannya dengan definisi ketidakpastian adalah:Besarnya kesalahan yang mungkin terjadi dalam pengukuran yang dievaluasi setelah ada hasil pekerjaan yang diukur.

Akan lebih mudah lagi pemahaman mengenai hubungan antara toleransi dan ketidakpastian hasil pengukuran.

Jika kita tidak tahu berapa toleransi yang harus dipenuhi, maka hasil pengukuran menjadi tidak terlalu berarti!

Tipuan mata dari sisi metrology

Banyak sekali gambar gambar yang sering terlihat mengecoh pikiran orang, seperti contoh dibawah ini:


Tanpa adanya informasi tambahan pada kedua ilustrasi diatas, bisa jadi terbentuk suatu kesimpulan bahwa bahwa lingkaran (yang berada ditengah) pada sisi kiri, lebih kecil dari pada sisi kanan.

Demikian juga dengan gambar berikut:


Dari kedua gambar garis dengan arah panah yang berkebalikan diatas, dapat tercipta suatu anggapan bahwasannya, garis disebelah kiri lebih panjang dari garis disebelah kanan, tanpa adanya keterangan tambahan.

Sesungguhnya kedua ilustrasi diatas , baik lingkaran ataupun garis memiliki ukuran yang sama antara sisi kanan dan kiri.

Fenomena diatas sering di sebut dengan tipuan mata, yang dapat dijelaskan dengan pendekatan metrologi sederhana. Kesalahan asumsi atau kesimpulan diatas, timbul dari ”kekurangan” informasi atau keterangan yang bersifat kuantitatif, yang berkaitan dengan gambar. Sehingga hal ini akan mengakibatkan kesalahan dari kesimpulan yang terbentuk.

Pada ilustrasi pertama – pada sisi sebelah kiri - mata akan mengukur besarnya lingkaran ditengah dengan membandingkannya terhadap lingkaran yang berada di sekitarnya (yang tentu saja memiliki ukuran yang lebih besar), sehingga kesimpulannya lingkarannya kecil. Sedangkan pada sisi sebelah kanan lingkaran di tengah dibandingkan dengan lingkaran disekelilingnya (yang berukuran lebih kecil), sehingga manghasilkan kesimpulan bahwa lingkaran tersebut besar. Demikian juga dengan ilustrasi kedua.

Secara sederhana dari sisi metrologi, terjadinya kesalahan penyimpulan disebabkan oleh adanya kekurangan informasi yang berupa ”ukuran”, sehingga justifikasi yang terjadi didasarkan oleh perbandingan relatif, terhadap objek yang berada disekitarnya. Sedangkan objek acuan yang berada disekitar masing masing objek ukur, tidak mempunyai ukuran yang sama. Dalam metrologi, acuan ataupun referensi yang digunakan, haruslah suatu objek yang sama, ataupun objek yang berbeda akan tetapi telah tertelusur dari suatu objek acuan yang sama.

Bandingkan dengan ilustrasi diberikut:


Gambar diatas mempunyai informasi yang cukup berupa ukuran, selain itu dibandingkan dengan acuan yang sama yang berada ditengah kedua gambar (anggaplah tepian penggaris yang berskala). Sehingga kemungkinan kesalahan penyimpulan akibat tipuan mata dapat diminimalisir dengan pemahaman tentang dasar metrologi.

blog claim in technorati

sxqfkm3vpu

Metrology versus meteorology

Sebagai pengantar,

Banyak orang yang belum mengetahui tentang metrologi, bahkan mungkin belum pernah mendengarnya. Berbeda dengan"meteorologi", telinga kita sudah terasa familiar. 

Dengan sedikit ilustrasi diatas, semoga bisa dijadikan dasar pemahaman mengenai perbedaan antara metrologi dan meteorologi.

Meteorologi secara sederhana adalah ilmu yang berkaitan dengan cuaca, sedangkan metrologi merupakan ilmu yang berkaitan dengan pengukuran. jadi keduanya merupakan sesuatu yang sangat berbeda, walaupun sebenarnya saling berkaitan, dimana meteorologi pastimenerapkan pinsip metrologi didalamnya, sedangkan kegiatan yang berhubungan dengan dunia metrologi sangat dipengaruhi oleh meteorologi (dalam hal ini kondisi lingkungan, misal: tekanan, suhu dan kelembaban lingkungan). 

Pengukuran sendiri secara umum memiliki definisi, "Proses mengaitkan angka angka secara empirik dan objektif pada sifat sifat objek atau kejadian di dunia nyata sedemikian sehingga angka angka tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai suatu objek".

Sedangkan secara khusus,  "Sekumpulan operasi yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu besaran". ( Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology – VIM 1993: 2.1 )

Sesuai dengan ilustrasi, pengukuran dapat memberikan penjelasan kuantitatif dari pertanyaan yang bersifat kualitatif. Misal suatu objek, dalam hal ini adalah gelas yang berisi air, muncul pertanyaan kualitatif: seberapa banyakkah airnya? seberapa panaskah airnya? seberapa beracunnya airnya? dlsb. sehingga dengan pengukuran akan dapat terjawab: 500ml ( yang berati mudah dibawa), 20 oC ( sehingga idak telalu panas), ph normal dan kandungan zat beracun jauh dibawah ambang batas ( sehingga memungkinkan untuk diminum), dlsb.

"when you can measure what you are speaking about, and express it in numbers, you know something about it; but when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of a meagre and unsatisfactory kind".  (Lord Kelvin)

Kita baru dapat dianggap memahami sesuatu jika kita dapat mengukurnya dan menyatakannya dalam angka-angka. Jika kita tidak dapat mengukurnya, dan tidak dapat menyatakannya dalam angka-angka, berarti pengetahuan kita belum memuaskan. 

PVS2009

             Report of the 4th APMP Pressure & Vacuum Symposium

               30th October -1st November 2008, Jakarta, Indonesia



The 4th APMP pressure and vacuum symposium was held at Jakarta, Indonesia, from October 30 to November 1, 2008, hosted by the Research Centre for Calibration, Instrumentation and Metrology - Indonesian Institute of Sciences, KIM-LIPI. Specialists in pressure and vacuum fields from 11 countries have participated in the workshop. 


1. 23 Participants from NMIs of APMP, Calibration Laboratories and Manufacturing Company:

1) India(1); NPL : Dr. A.K.Bandyopadhyay
2) Korea(1); KRISS : Dr. S.Y. Woo
3) Japan(2); NMIJ-AIST : Dr. H. Akimichi, Dr. H.Kajikawa
4) New Zealand(2); MSL-IRL : Dr. Chris Sutton, Mr. Mark P. Fitzgerald
5) Thailand(1); NIMT : Mr. T. Changpan
6) Singapore(1); NMC-A*STAR : Mr. Wu Jian
7) Taiwan(1); CMS/ITRI : Mr. Chen Chuan Hung
8) China(1); NIM : Ms. Yu Hongyan
9) Indonesia(11)
- KIM-LIPI(4) : Mr. Gigin G, Mr. Rudi A S, Mr. Sumarno, Mr.Wenda
- Yamamoto(1) : Mr. Kelik S N
- Caltesys(2) : Mr. Gregory Utama, Mr. Riyan Zahaf 
- GMF(2) : Mr. Tahan Nababan, Mr. Rudy Haryanto
- eldepe(2) : Mr. Ian Sebastian, Mr. Anthony Salim
10) USA (1); DHI : Mr. M.Girard
11) Italy(1); Scandura : Dr. Marcello Caravaggio

2. Events from 30th October to 1st November 2008

On October 30, 
As first day in 4th PVS 2008 event, were began by the opening addresses given by Dr. Husein Alkil A, director of KIM-LIPI and Mrs. Renanta Hayu K, organizing chair of the workshop. 

Then proceed by countries report from participant.Country reports on pressure and vacuum standards were presented by 9 countries; Indonesia, Singapore, Korea, China, Japan, Thailand, New Zealand, Taiwan and India.

Status report of each country:
a. Establishment of Pressure Standard Using Pressure Balance at KIM-LIPI by Mr. Rudi
b. County Report of NMC – A*STAR by Mr. Wu Jian
c. Activities at KRISS Pressure Laboratory by Dr. S.Y.Woo
d. The Situation of Pressure and Vacuum Metrology in China by Ms. Yu Hongyan
e. Country Report of NMIJ – AIST, Japan by Dr. H Akimichi
f. Laboratory Report on Pressure, Vacuum Laboratories NIMT by Mr. Tawat Changpan
g. MSL Pressure Standard by Mr. Mark Fitzgerald
h. Current Status of Pressure and Vacuum Laboratories at Taiwan by Mr. Chen-Chuan Hung
i. Country report of Pressure and Vacuum Standards of NPLI (2006 – 2008) by Dr. A. K. Bandyopadhyay

After reporting country activities, we proceed to open discussion concerning issues on each NMI’s as closing activities for day one. Based on the discussions, several conclusions were made. One of them is understanding about the need of research and development for traceability of medical instrument that related to pressure measurement, As some of participating country have done, KRISS for example. 


On October 31, 
Technical reports regarding primary standards, various calibration methods, analysis of national standards, international comparisons, domestic activities, etc., were presented by several countries and discussed. 

In the morning, activities began with open Lecturer given by Dr. A. K. Bandyopadhyay, Chairman of TCM/APMP with the tittles Activities of Pressure and Vacuum Standards in CCM WG and their impacts to TCM/APMP.

Activities then proceed by the technical paper from participant, which divided into III technical session.

Technical Session I, 
a. Calculation of Effective Area and Uncertainty for a Dimensionally Characterized 50mm Piston-Cylinder used as a Primary Reference for Pressure by Mr. M.Girald
b. A Static Expansion System in NMIJ by Dr. Hitoshi AKIMICHI
c. A Continuous Expansion Vacuum Standard Developed at the National Metrology Centre, Singapore by Mr. Wu Jian
d. Performance Of Differential Pressure Standard At KRISS by Dr. Sam-yong Woo

Technical Session II, 
e. Controlled Clearance Measurements On The MSL 280 MPa Pressure Balance by Mr. M P Fitzgerald
f. A New Pressure Balance with an “on-board” Electronic Error Compensation Error System by Dr. M. Caravaggio
g. Study of Temperature Gradient Effect While Measuring the Piston-Cylinder Unit Temperature during using the Industrial Pressure Balances by Mr. Tawat Changpan
h. Characterization Experiments For A New Controlled-Clearance Pressure Balance by Dr. Hiroaki KAJIKAWA

Technical Session III, 
i. Influence of Form on Gas-Operated Pressure Balances at Reference Standards for Pressures below 10 kPa by Dr. Chris Sutton
j. Finite Element Calculation Method (FEM) For The Characterization Of A Pneumatic Piston Gauge Up To 8 MPa by Dr. A K Bandyopadhyay
k. Draft Report Of APMP.M.P-K6.1 Pneumatic Key Comparison From 20 kPa To 105 kPa In Gauge Mode by Mr. Chen-Chuan Hung
l. Balancing Mass Simulation Program for Determination Pressure Equilibrium in Pressure Balance Calibration by Mr. Gigin Ginanjar

On second day open discussion, participants proposed next workshop and meeting would be held at the NIMT in Thailand and Mr. Tawat as the participant from NIMT very pleased to be the organizing committee of the next “5th Pressure and Vacuum Symposium 2010” and informally invited all of participant to taking part on that symposium. However this proposal will be determined certainly after finishing APMP General Assembly and formal proposal will send directly to the director of NIMT by Dr. A. K. Bandyopadhyay.

In the evening, a dinner was held to thank the attendees due to their participation on the 4th Pressure and Vacuum Symposium 2008 which held in Indonesia host by KIM-LIPI. At the same time, certificate and CD containing all paper and presentation material given by committee to the participant. All had a quite enjoyable and beneficial time.


On November 1 
As closing activities, on the last day of 4th PVS 2008 event, technical tours of the MRQ (Mass Related Quantity) laboratories in KIM-LIPI were conducted in the morning. In the afternoon, continued by Industrial visit to YAMAMOTO KEIKI Indonesia YKI, as the manufacturer of Pressure Gauge, to see the detail process of pressure gauge manufacturing.

In YAMAMOTO KEIKI Indonesia, the participants were introducing to many traditional food of Indonesia.

All participants had a joyful and valuable time.

Selamat berkunjung

Blog ini dipersembahkan untuk semua orang yang mempunyai perhatian terhadap dunia metrology / pegukuran, khususnya bidang tekanan.

Blog ini juga menggantikan konsep situs laboratorium tekanan yang sudah lama tidak tersentuh lagi olehku.

Mudah mudahan, tanpa mengurangi legalitas dan formalitas, blog ini bisa menjadi media diseminasi tentang pressure metrology.

Silahkan dan selamat beinteraksi dalam blog ini.