Faktor yang mempengaruhi keakuratan instrumen

Faktor yang mempengaruhi keakuratan instrumen yang dimana kita ketahui semua jenis instrumen membutuhkan peralatan yang andal dan akurat yang dapat dilacak menurut standar di seluruh dunia. Tanpa itu, pengukuran tidak memiliki nilai.

Mulai dari memastikan kualitas produk di pabrik hingga keamanan hingga memungkinkan setiap individu menggunakan komputer atau telepon, pengukuran yang akurat sangat penting dalam setiap aspek kehidupan kita. Dalam industri otomotif, pengukuran komponen yang akurat dan toleransi di sekelilingnya memastikan bahwa komponen yang dibuat sesuai dan kendaraan tidak hanya dapat dikendarai, tetapi juga aman. Dalam bidang elektronik, pengukuran yang akurat terhadap karakteristik kelistrikan komponen memastikan bahwa produk bekerja dan memenuhi spesifikasinya.

Agar perangkat dapat memenuhi spesifikasi tersebut, diperlukan pengukuran. Itu berarti peralatan pengukuran. Bagaimana Anda tahu jika peralatan pengukuran beroperasi dalam spesifikasi yang diperlukan, baik itu spesifikasi yang dipublikasikan oleh produsen atau toleransi yang lebih ketat sesuai kebutuhan? Di situlah kalibrasi dan ketertelusuran berperan.

Mengapa pelacakan penting?

Setiap alat yang digunakan untuk menyelidiki dan memecahkan masalah sistem kelistrikan Anda memerlukan kalibrasi. Standar kalibrasi yang digunakan untuk mengkalibrasi alat tersebut juga harus dikalibrasi oleh peralatan yang juga dikalibrasi ke tingkat akurasi yang lebih tinggi. Setiap langkah kalibrasi dalam rantai harus ditelusuri hingga ke standar kalibrasi. Inilah metrologi, ilmu tentang pengukuran.

International Vocabulary of Metrology (VIM) memberikan definisi teknis tentang kalibrasi dan konstanta yang menyertainya (Gambar 1). Singkatnya: kalibrasi adalah proses dua langkah untuk pertama-tama menetapkan hubungan antara pengukuran yang dilakukan dengan perangkat dan nilai yang disediakan oleh standar atau referensi pengukuran. Masing-masing kalibrasi ini dapat menjadi bagian dari cara VIM mendefinisikan ketertelusuran metrologi, menambah ketidakpastian pengukuran dari pengukuran itu sendiri.

Faktor yang mempengaruhi keakuratan instrumen — Masing-masing dari tujuh satuan dasar SI bergantung pada konstanta fisik.

Seperti yang Anda lihat, diskusi tentang kalibrasi dan ketertelusuran dapat dengan cepat menjadi sangat teknis, yang disebabkan oleh serangkaian definisi agar kita dapat memahami bagaimana semua bagian saling terkait. Untuk diskusi ini, kita dapat dengan mudah menganggap ketertelusuran sebagai rantai pengukuran, instrumen demi instrumen, yang membawa kita kembali ke Sistem Satuan Internasional (SI).

Standar adalah kuncinya

Metrologi telah berkembang seiring dengan perkembangan teknologi. Setiap kemajuan dalam metrologi membutuhkan dan memungkinkan kemampuan pengukuran yang lebih tepat, yang mengarah pada penelitian, pengembangan, dan peningkatan manufaktur. Ketika peralatan pengukuran menjadi lebih akurat, industri metrologi mengembangkan perangkat dan metode referensi yang lebih baik. Menengok kembali ke MIL-STD-120 pada tahun 1950, kami mencari referensi seperti sumber tegangan dan resistansi yang lima atau sepuluh kali lebih akurat daripada perangkat yang diuji. Dengan MIL-STD-45662A pada tahun 1988, hal itu turun menjadi empat kali lebih baik.

Pada tahun 1995 dengan ANSI/NCSL Z540.1, kami mulai memastikan bahwa kami melihat ketidakpastian seluruh pengukuran. Hal ini mencakup semua faktor yang memengaruhi pengukuran, bukan hanya perangkat referensi. Hal ini mencakup aksesori dan ketidakpastian kalibrasi perangkat referensi, yang berkorelasi dengan ketertelusuran lebih jauh ke atas rantai. Hal ini dikembangkan lebih lanjut dalam evaluasi berbasis risiko dengan dokumen seperti ANSI/NCSL Z540.3; menggunakan risiko penerimaan yang salah atas peralatan yang sedang dikalibrasi sebagai metrik pendorong untuk memastikan bahwa kalibrasi kami memadai.

Baca Juga : Urutan FIFO dan LIFO dalam PLC

Revisi SI

Setiap kemajuan dalam metrologi mendorong kami untuk maju, sekaligus membutuhkan tinjauan ke belakang. Setiap kalibrasi atau teknologi pengukuran baru memerlukan perbandingan terhadap standar SI. Hingga saat ini, SI sebagian didasarkan pada satuan fisik berbasis artefak yang mewakili beberapa satuan dasar (kilogram, kelvin, ampere, dan mol).

Pada tahun 2019, SI direvisi untuk menetapkan ketujuh satuan dasar ukuran pada konstanta fisik, yang semuanya ditunjukkan pada Gambar 1. Perubahan ini diperlukan karena artefak asli dapat terkikis. Artefak-artefak fisik ini disimpan dan ditangani dengan hati-hati untuk mencegah erosi, tetapi selama berabad-abad erosi tidak dapat dihindari. Ketika hal itu terjadi, hal itu bisa membuat pengukuran yang dibuat dari standar menjadi tidak akurat. Itu hanyalah tingkat ketidakpastian yang harus kami jalani. Dengan menyesuaikan konstanta, ketidakpastian itu telah dihilangkan. Dengan merujuk unit-unit ini pada fenomena fisik yang tidak berubah, ketidakpastian telah berkurang.

Faktor-faktor kalibrasi mempengaruhi akurasi dan ketidakpastian

Akurasi dan ketidakpastian berjalan beriringan, meskipun menurut VIM, ketidakpastian dan akurasi adalah dua konsep yang berbeda. Ketidakpastian adalah angka kuantitatif, sedangkan akurasi selalu dianggap kualitatif. Sesuatu dapat lebih akurat atau kurang akurat dari sesuatu yang lain, tetapi ketika mengekspresikan nilai yang terkait dengan kinerja, kita menggunakan ketidakpastian.

Faktor-faktor yang memengaruhi ketidakpastian pengukuran, dan pada akhirnya akurasi, termasuk standar kalibrasi yang digunakan dan ketidakpastian yang terkait dengan fungsi yang dikalibrasi, resolusi instrumen pengukuran, stabilitas, pengulangan, interval kalibrasi, dan lingkungan pengukuran. Setiap instrumen yang digunakan dalam rantai kalibrasi memiliki tempat dalam hierarki, dengan SI berada di bagian atas. Multimeter digital, misalnya, dikalibrasi oleh kalibrator multifungsi. Kalibrator multifungsi tersebut memerlukan kalibrasi oleh kalibrator bangku multi-produk yang lebih akurat di laboratorium kalibrasi. Pada gilirannya, kalibrator bangku tersebut dikalibrasi dengan referensi yang lebih akurat di salah satu Lembaga Metrologi Nasional (NMI) atau laboratorium tingkat tinggi lainnya – Laboratorium Standar Utama – yang memiliki standar intrinsik mereka sendiri yang dapat berfungsi sebagai (merealisasikan) unit SI itu sendiri.

Referensi yang digunakan di laboratorium ini dapat ditelusuri ke SI baik sebagai representasi langsung dari unit dasar atau melalui proses kalibrasi. Anda dapat mengikuti perkembangan SI mulai dari standar, konstanta fisik, hingga instrumen kalibrasi yang telah dibandingkan secara langsung dengan standar di seluruh industri. Bayangkan SI berada di puncak piramida, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, di mana semua yang berada di bawah puncak membantu meneruskan SI ke semua tingkat penggunaan.

Di bawah SI terdapat BIPM dan Lembaga Metrologi Nasional (NMI), atau kelompok yang memfasilitasi promosi SI di suatu negara. Namun, setiap laboratorium atau orang di dalam suatu negara tidak dapat bekerja secara langsung dengan NMI. Standar kalibrasi tingkat NMI digunakan untuk mengkalibrasi standar kalibrasi primer atau instrumen. Standar kalibrasi primer tersebut kemudian digunakan untuk mengkalibrasi standar sekunder. Standar tersebut kemudian digunakan untuk mengkalibrasi standar kerja. Masing-masing tingkat ini memungkinkan standar SI disebarluaskan secara efisien dan terjangkau di sepanjang rantai kalibrasi.

Baca Juga : Prinsip Pemilihan Instrumen

Perlunya kemampuan penelusuran

Ketertelusuran adalah proses mendokumentasikan hierarki rantai kalibrasi ke SI. Mendokumentasikan setiap langkah di sepanjang jalan, memastikan bahwa tingkat akurasi setiap instrumen berada dalam batas ketidakpastian yang dapat diterima untuk peralatan dan tuntutan kerjanya.

Ketika Anda menuruni rantai kalibrasi, atau piramida pada Gambar 2, setiap tautan atau blok harus terhubung ke tautan atau blok sebelumnya sehingga kalibrasi yang dilakukan di tingkat mana pun dapat ditelusuri dan dilampirkan ke SI; hal ini disebut ketertelusuran. Industri mengandalkan pelacakan rangkaian kalibrasi yang dilakukan terhadap alat yang lebih akurat untuk memastikan pengukuran mereka benar. Sekali lagi, menjaga standar tetap konstan di seluruh dunia dan disebarluaskan dengan harga terjangkau.
Kalibrasi tidak perlu dilacak secara ketat melalui Lembaga Metrologi Nasional (National Metrology Institute/NMI) – NIST di Amerika Serikat atau NPL di Inggris – atau secara khusus NMI di negara Anda. Sumber kebenaran tertinggi untuk semua pengukuran adalah SI, dan kita dapat mengikuti rantai kalibrasi yang tidak terputus dari pengukuran yang digunakan oleh alat industri ke tujuh unit dasar ini dengan berbagai cara.

Dalam industri Kalibrasi, kita sering mendengar istilah yang salah tentang kalibrasi “NIST Traceable”. Tujuan kami yang sebenarnya adalah apa yang didefinisikan oleh VIM sebagai penelusuran metrologi ke unit pengukuran; “penelusuran metrologi di mana acuannya adalah definisi unit pengukuran melalui realisasi praktisnya.”

Dengan membawa informasi ini selangkah lebih maju, mendokumentasikan setiap langkah dalam proses, setiap mata rantai dapat dilacak. Mengikuti serangkaian alat dan kalibrator sampai ke rantai ke SI membantu menunjukkan tingkat ketidakpastian akurasi masing-masing alat, yang berarti Anda akan tahu bahwa Anda bisa mendapatkan pengukuran yang akurat hingga ke angka yang Anda butuhkan. Akurasi yang lebih tinggi hanya akan membuang-buang uang untuk kalibrasi yang berlebihan. Langkah-langkah penelusuran membentuk rantai kalibrasi dari SI hingga ke setiap industri.

Untuk contoh hierarki kalibrasi dan kemampuan penelusurannya, lihat Gambar 3 dan 4. Dalam sebuah fasilitas (Gambar 3), pengukur penjepit dikalibrasi oleh kalibrator multifungsi.

Kalibrator multifungsi tersebut dikirim ke laboratorium kalibrasi untuk dikalibrasi dengan kalibrator bangku atau standar pengukuran yang lebih akurat (Gambar 4). Dari sana, mata rantai berikutnya adalah standar pengukuran dikalibrasi dengan referensi yang lebih akurat di salah satu NMI. Terakhir, referensi yang digunakan dalam NMI telah dibandingkan secara langsung dengan standar SI untuk menentukan akurasi terbaik.

Pengukuran yang akurat

Kita bisa melihat perubahan yang luar biasa dalam kemampuan pengukuran selama bertahun-tahun. Salah satu contoh favorit saya adalah teknologi GPS. Melihat ke belakang 30 tahun yang lalu, sensor GPS awal dapat memberikan data lokasi dalam jarak sekitar 100 m. Pada tahun 2000, hal tersebut telah meningkat menjadi sekitar 10 m, berlanjut selama 20 tahun ke depan, dan sekarang kita memiliki sensor modern yang mampu mengukur dalam jarak sekitar 0,3 m. Ketika kita melihat kemajuan dalam teknologi pengukuran ini, kita harus menyadari cara memverifikasi perangkat ini secara efektif dengan penelusuran kembali ke SI atau pengukurannya akan kehilangan maknanya.

Bagian dari apa yang menyebabkan kemajuan dramatis dalam akurasi GPS melampaui teknologi sensor itu sendiri. Di samping sensor yang lebih akurat, kami menemukan banyak data yang dimanfaatkan untuk memberikan analisis lain dan meningkatkan kegunaan data pengukuran. Ketika kami bekerja menuju digitalisasi data pengukuran terpadu, kami akan dapat memanfaatkan jenis analisis yang sama untuk berinovasi dan semakin proaktif dalam upaya pemeliharaan kami.

Masa depan ketertelusuran

Ketertelusuran memungkinkan penyebaran standar secara luas sekaligus memastikan alat akan mengukur apa yang seharusnya. Menyimpan catatan ketertelusuran untuk setiap kalibrasi merupakan bagian penting dari proses, tidak hanya untuk metrologi sebagai ilmu pengetahuan, tetapi juga untuk industri yang menggunakan alat. Banyak standar industri teknis dan kualitas memerlukan bukti rantai yang tidak terputus ke unit SI terkait.

Saat ini, ketika alat dikalibrasi, pekerjaan kalibrasi yang dilakukan dilengkapi dengan sertifikat serta catatan tentang pengukuran apa yang diuji dan langkah apa yang diambil untuk mengkalibrasi. Sertifikat ini sering kali menyertakan pernyataan ketertelusuran, atau daftar standar kalibrasi yang digunakan untuk kalibrasi alat tertentu. Sejauh ini, proses ini membuat setiap laboratorium menyimpan catatannya sendiri. Selain itu, pernyataan yang sebenarnya bervariasi dari satu laboratorium ke laboratorium lainnya, karena tidak semua laboratorium kalibrasi mengikuti standar industri yang sama atau berada di tempat yang sama pada hierarki kalibrasi. Proses ini melibatkan banyak dokumen atau mencetak dan menyimpan dokumen dengan harapan Anda dapat menemukannya jika diperlukan nanti.

Dengan hampir semua hal menjadi digital, begitu pula ketertelusuran. Laboratorium kalibrasi bekerja untuk mendigitalkan sertifikat kalibrasi. Dengan melakukan hal ini, industri, dan setiap fasilitas, dapat memiliki basis data ketertelusuran untuk setiap instrumen. Piramida ketertelusuran dapat menjadi rantai kalibrasi digital, yang berisi informasi tentang pengukuran yang dilakukan pada suatu alat, serta apa yang digunakan di atas, di bawah, atau sejajar dengannya.

Keinginan awal di balik pembuatan SI adalah satu set pengukuran “untuk semua waktu, untuk semua orang.” Sesuatu yang dapat diakses oleh semua orang, untuk semua orang. Mendigitalkan sertifikat kalibrasi, dalam kemitraan dengan konstanta SI yang telah diperbaharui, membawa dunia selangkah lebih dekat ke ide tersebut.

Baca Juga : Flow Meter Berdasarkan Tekanan

Kesimpulan

dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu tentang “Faktor yang mempengaruhi keakuratan instrumen” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

Instrumen dapat menunjukkan pergeseran akurasi karena beberapa alasan, sementara kalibrasi memastikan bahwa akurasinya terjaga. Menyelesaikan metode di lingkungan yang tidak memiliki faktor yang akan memengaruhi kalibrasi instrumen sangatlah penting. Beberapa faktor dapat memengaruhi kalibrasi yang selanjutnya dapat memengaruhi kualitas akhir, sehingga tujuan kalibrasi menjadi tidak berguna. Tiga dari faktor-faktor ini adalah sebagai berikut:

Nilai yang salah – Kalibrasi instrumen apa pun harus diselesaikan persis seperti yang diinstruksikan. Mencoba menetapkan nilai yang salah atau mengabaikan dokumentasi akan mengubah perilaku instrumen. Menggunakan nilai yang salah akan menghasilkan kesalahan yang signifikan dalam rentang operasi instrumen. Meskipun instrumen yang lebih baru memiliki sistem diagnostik perangkat lunak internal yang akan memperingatkan operator jika urutan kalibrator yang diuji salah, namun sistem tersebut tidak dapat membedakan kalibrator yang menggunakan nilai yang salah. Oleh karena itu, perhatian ekstra harus digunakan untuk memastikan bahwa nilai yang benar digunakan.
Kalibrator yang salah – Komponen penting yang diperlukan untuk kalibrasi instrumen adalah kalibrator, sehingga penting untuk memastikan bahwa kalibrator yang digunakan diproduksi oleh laboratorium kalibrasi atau produsen yang dapat dipercaya dan bereputasi baik. Kualitas kalibrator berpotensi secara langsung memengaruhi hasil kalibrasi instrumen. Hanya kalibrator yang dibuat untuk mengekspresikan toleransi dan spesifikasi yang harus digunakan untuk mendapatkan hasil dan kinerja yang dapat diulang. Toleransi lain yang terkait dengan formulasi dan gaya kalibrator adalah karena ketidakakuratan tradisional dalam instrumen dan proses kontrol internal. Pastikan untuk menggunakan kalibrator dengan toleransi formulasi yang tepat yang diperlukan untuk instrumen yang dikalibrasi.
Kondisi sekitar – Faktor lingkungan sekitar – seperti tekanan, suhu, dan kelembapan – memiliki efek yang signifikan pada hasil kalibrasi. Instrumen harus dikalibrasi dalam lingkungan yang menyerupai lingkungan tempat instrumen tersebut akan beroperasi. Jika terjadi variasi dalam kondisi lingkungan sekitar, hal itu akan memengaruhi proses kalibrasi. Sebagai contoh, instrumen yang dikalibrasi pada suhu yang berfluktuasi akan rentan terhadap kesalahan yang disebabkan oleh suhu ketika dioperasikan pada lingkungan yang berbeda. Variasi yang akan memengaruhi kalibrasi harus diminimalkan untuk mewujudkan hasil yang akurat.

Referensi : www.testandmeasurementtips.com | www.etssolution-asia.com

662