Sujarwo Suryaputra
linkedin

Consultant & Trainer
(Laboratory Management, Chemicals Risk Management,
GHS and Related Topics)

 

UKAS menerbitkan UKAS M3003 (Edition 6, March 2024) “The expression of uncertainty and confidence in measurement” yang merupakan panduan penting untuk membantu laboratorium dalam mengevaluasi serta melaporkan estimasi ketidakpastian pengukuran secara sistematis sesuai dengan prinsip ISO/IEC 17025 dan pedoman internasional ISO/IEC Guide 98-3:2008 (ISO GUM). Dokumen ini tidak menambahkan persyaratan baru, melainkan memperjelas dan memberi panduan implementatif yang konsisten dengan ISO GUM.

Panduan ini membahas konsep dasar estimasi ketidakpastian pengukuran melalui pendekatan konseptual dan praktis. Misalnya, dijelaskan bagaimana pengukuran suhu ruangan menggunakan termometer tetap memiliki unsur ketidakpastian, yang dapat berasal dari akurasi alat, resolusi pembacaan, perubahan nilai akibat pengaruh lingkungan, hingga fluktuasi suhu ruang itu sendiri. Semua faktor ini perlu dipertimbangkan dalam menyusun budget ketidakpastian.

Evaluasi ketidakpastian dibagi menjadi dua kategori utama:

  • Tipe A: Berdasarkan evaluasi statistik terhadap serangkaian pengamatan (contoh: pengulangan pengukuran, perhitungan deviasi standar).

  • Tipe B: Berdasarkan metode non-statistik, seperti data kalibrasi terdahulu, spesifikasi pabrikan, atau evaluasi teoritis terhadap pengaruh lingkungan dan spesifikasi peralatan.

Dokumen M3003 juga memperkenalkan pentingnya model pengukuran (measurement model) untuk menggambarkan hubungan antara variabel input dan measurand (kuantitas yang diukur), termasuk penggunaan koefisien sensitivitas (sensitivity coefficient) dalam menggabungkan ketidakpastian baku. Kombinasi dari berbagai sumber ketidakpastian dinyatakan sebagai ketidakpastian baku gabungan (combined standard uncertainty) dan dilanjutkan menjadi ketidakpastian diperluas (expanded uncertainty) dengan pengalian oleh faktor cakupan (coverage factor) (biasanya k = 2 untuk tingkat kepercayaan 95%).

Panduan ini menyediakan berbagai contoh perhitungan, terutama pada pengukuran fisika seperti suhu, massa, panjang dan tekanan. Namun, perlu dicatat bahwa M3003 belum memberikan contoh untuk pengujian kimia, yang biasanya melibatkan hubungan non-linier dalam model pengukuran—sebuah tantangan tersendiri karena pengujian kimia sering kali lebih kompleks dan memerlukan pendekatan tambahan, seperti simulasi Monte Carlo untuk distribusi asimetris atau sistem pengukuran yang tidak dapat dimodelkan secara analitik.

Dengan pendekatan sistematis dan terstruktur, panduan ini cocok digunakan oleh pemula maupun praktisi berpengalaman. Dilengkapi dengan langkah-langkah prosedural (Bab 7) serta banyak lampiran praktis dan ilustratif, dokumen ini menjadi referensi penting dalam mendukung pengukuran dan evaluasi estimasi ketidakpastian.

Studi kasus berikut merupakan salah satu contoh perhitungan dalam UKAS M3003, yang menjabarkan penerapan konsep estimasi ketidakpastian dalam pengukuran temperatur. Dalam contoh ini, laboratorium melakukan pengukuran temperatur menggunakan alat yang telah dikalibrasi. Proses ini mencakup evaluasi yang dihasilkan dari berbagai faktor-faktor penyumbang ketidakpastian. Kombinasi ketidakpastian yang dihitung dari berbagai sumber tersebut kemudian digunakan untuk menentukan ketidakpastian diperluas, yang mencerminkan tingkat kepercayaan yang dapat dicapai dalam hasil pengukuran.

Contoh Perhitungan Teknis: Pengukuran Temperatur Gas dalam Suatu Wadah

Contoh Kasus:
Sebuah laboratorium mengukur temperatur gas di dalam suatu bejana penyimpanan. Untuk melakukan pengukuran ini, sebuah probe PT100, L, akan dipasang di bagian luar bejana (vessel). Probe tersebut akan dikalibrasi secara berkala terhadap probe standar acuan, S, dengan menggunakan kalibrator blok kering (dry block calibrator).

  • Resolusi digital dari pembacaan pada probe L adalah 0,1 ℃, sedangkan resolusi untuk probe S adalah 0,01 ℃. Pada masing-masing kasus, resolusi tersebut diperlakukan sebagai full-width dari distribusi probabilitas berbentuk persegi (rectangular probability distribution).
  • Dari sertifikat kalibrasi untuk probe S, diperoleh hasil-hasil sebagai berikut:

  • Pendekatan linier terhadap data kalibrasi menghasilkan fungsi kalibrasi:
  • Kesalahan yang terkait dengan penggunaan pendekatan linier terhadap data kalibrasi untuk probe S diperkirakan dari selisih residu maksimum antara titik data dan fungsi hasil pendekatan. Nilai ini sebesar 0,005 ℃ dan diperlakukan sebagai half-width dari distribusi probabilitas berbentuk persegi (rectangular probability distribution).
  • Drift kalibrasi untuk probe S dievaluasi berdasarkan selisih antara hasil kalibrasi yang berurutan. Nilai drift terbaru adalah −0,008 ℃, sedangkan nilai-nilai sebelumnya adalah 0,006 ℃ dan −0,002 ℃.
  • Laboratorium sebelumnya telah menetapkan bahwa simpangan baku pengulangan (repeatability) untuk pengukuran Δ𝑇L adalah 𝑠 = 0,00123 ℃, berdasarkan satu set pengukuran sebanyak 𝑚 = 25 kali (dengan derajat kebebasan 𝜐 = 𝑚 − 1 = 24). Selama kalibrasi probe L, hanya dilakukan 𝑛 = 1 pengukuran pada setiap suhu nominal. Oleh karena itu, ketidakpastian baku repeatability diperkirakan sebesar 𝑢rep = 𝑠⁄√𝑛 = 0,00123 ℃.
  • Selama karakterisasi kalibrator blok suhu, perbedaan suhu maksimum antara dua lokasi berbeda telah ditentukan sebesar 0,048 ℃, yang diperlakukan sebagai half-width dari distribusi probabilitas berbentuk persegi (rectangular probability distribution).
  • Tabel ringkasan untuk evaluasi ketidakpastian pengukuran yang terkait dengan:

Dari perhitungan di atas, laboratorium akan melaporkan estimasi ketidakpastian diperluas (expanded uncertainty), U = 0,08449 ℃ dengan k=2 pada tingkat kepercayaan 95%. (Published on May 12th, 2025 by Admin)