Menghitung Ketidakpastian Pengukuran dalam Fisika

Ketidakpastian Pengukuran dalam Fisika terkait dengan hasil pengukuran, yang mencirikan dispersi dari nilai-nilai yang cukup dapat dikaitkan dengan ukur. ketidakpastian umumnya mencakup banyak komponen yang dapat dievaluasi dari standar deviasi eksperimen berdasarkan pengamatan berulang. Di bawah ini merupakan ulasan tentang ketidakpastian pengukuran dalam fisika semoga bermanfaat!

Ketidakpastian Pengukuran dalam Fisika

Setiap pengukuran tidak pernah tetap dan mempunyai taksiran nilai. Mengukur adalah membandingkan suatu besaran yang dimiliki suatu alat yang besarannya sejenis dengan cara membaca skala.

Tujuan pengukuran adalah menentukan nilai besaran ukur. Hasil pengukuran merupakan nilai taksiran besaran ukur. Karena hanya merupakan taksiran maka setiap hasil pengukuran mempunyai kesalahan.

Konsep ketidakpastian (uncertainty) merupakan bagian penting dari hasil suatu analisis kuantitatif. Tanpa pengetahuan tentang ketidakpastian pengukuran, maka pernyataan suatu hasil pengujian belum dapat dikatakan lengkap. Walaupun konsep ketidakpastian pengukuran telah lama dikenal oleh para ilmuwan, namun petunjuk formal untuk evaluasi ketidakpastian baru diterbitkan pada tahun 1993.

Petunjuk tersebut adalah “Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement” yang diterbitkan oleh ISO melalui kolaborasi dengan BIPM (Bureau International des Poids et Measures ; International Bureau of Weights and Measures), IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), IUPAP (International Union of Pure and Applied Physics), dan OIML (Organisation Internationale de Metrologie Legale, International Organization of Legal Metrology). Dokumen ini dikenal dengan ISO-GUM dan berlaku untuk semua area pengujian secara luas.

Ketidakpastian memiliki beberapa arti yaitu “ragu-ragu”, “kekurangpercayaan” dan “derajat ketidakyakinan”. Namun, ketidakpastian secara metrologis telah didefinisikan oleh ISO (atau VIM, Vocabulaire International de Metrologie) sebagai berikut :

“non-negative parameter characterizing the dispersion of quantity values being attributed to a measurand, based on the information used”.

Jadi ketidakpastian merupakan suatu parameter non-negative yang menggambarkan sebaran nilai kuantitatif suatu hasil pengukuran (measurand), berdasarkan informasi yang digunakan.

Namun bahasan tentang konsep ketidakpastian tidaklah utuh tanpa membahas juga tentang konsep traceability (ketertelusuran). Menurut ISO istilah traceability secara metrologis didefinisikan sebagai berikut :

“property of a measurement results whereby the result can be related to a reference through a documented unbroken chain of calibrations each contributing to the measurement uncertainty”

Jadi ketertelusuran merupakan sifat dari pengukuran/pengujian, dimana hasil tersebut dapat dihubungkan ke suatu nilai acuan melalui mata rantai kalibrasi yang tidak terputus yang terdokumentasi, dimana masing-masing mata rantai berkontribusi terhadap ketidakpastian pengukuran/pengujian.   Dapat dicermati bahwa definisi ini secara tegas menggambarkan keterkaitan antara ketidakpastian dengan ketertelusuran.

Jika ketertelusuran menyatakan keterkaitan hasil terhadap nilai benar berdasarkan suatu acuan, sementara ketidakpastian menggambarkan sebaran nilai kuantitatif dari hasil uji, maka tidaklahkeliru pandangan yang menyatakan bahwa ketidakpastian merupakan suatu rentang dimana nilai benar itu berada, sebagaimana diilustrasikan pada Gambar 1.

a1

Gambar 1. Ilustrasi konsep ketidakpastian yang digambarkan merupakan suatu rentang (± U), dan mencakup nilai benar (X)

Jadi kita tidak dapat mengevaluasi nilai ketidakpastian suatu hasil pengukuran/pengujian sebelum aspek ketertelusuran dari pengukuran/pengujian tersebut secara jelas dinyatakan.

Teknik pengukuran yang efektif mencakup konsep-konsep utama berikut:

  • Membedakan antara kesalahan dan ketidakpastian
  • Menyadari bahwa semua pengukuran memiliki ketidakpastian
  • Mengidentifikasi jenis kesalahan, sumber kesalahan dan cara mendeteksi / meminimalkan kesalahan
  • Memperkirakan, mendeskripsikan, dan mengungkapkan ketidakpastian dalam pengukuran dan perhitungan
  • Menggunakan ketidakpastian untuk menggambarkan hasil kerja lab mereka sendiri
  • Membandingkan nilai terukur dan menentukan apakah nilai tersebut sama dalam ketidakpastian yang dinyatakan.

Pengertian

Kesalahan, dalam pengukuran, adalah perbedaan antara nilai terukur dan nilai sebenarnya untuk suatu pengukuran. Karena nilai besaran yang terukur tepat atau “benar” seringkali tidak dapat ditentukan, kesalahan dalam pengukuran jarang dapat ditentukan.

Ketidakpastian, dalam pengukuran, adalah kisaran nilai yang memungkinkan di mana nilai sebenarnya dari pengukuran berada. Definisi ini mengubah penggunaan beberapa istilah lain yang umum digunakan. Misalnya, istilah akurasi sering digunakan untuk mengartikan perbedaan antara hasil yang diukur dan nilai sebenarnya atau nilai sebenarnya. Karena nilai sebenarnya dari suatu pengukuran biasanya tidak diketahui, keakuratan suatu pengukuran biasanya juga tidak diketahui.

Penyebab

Beberapa penyebab ketidakpastian pengukuran tersebut antara lain :

  • Keterbatasan alat ukur (nst=nilai skala terkecil)
  • Kesalahan pengukuran (human error), misalnya kesalahan pembacaan pada  satu sesi percobaan dari serangkaian percobaan
  • Kesalahan kalibrasi alat ukur
  • Kesalahan titik nol
  • umur alat

Related Posts