Pentingnya Kalibrasi pada Sebuah Alat Ukur

ABSTRAK

Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak akan pernah terlepas dari penggunaan alat ukur. Alat ukur sangatlah beragam jenisnya tergantung pada keperluan dari si pengguna. Sebagaimana fungsinya, alat ukur akan menghasilkan suatu pembacaan nilai tertentu sebagai hasil dari proses pengukuran. Nilai yang dihasilkan oleh alat ukur dari proses pengukuran tidak akan sama persis hasilnya satu sama lain meskipun jenis alat ukur tersebut dan objek yang diukur adalah sama. Maka dari itu diperlukanlah standar acuan pengukuran untuk menjamin validitas dari hasil pengukuran suatu alat ukur. Dalam hal ini diperlukan proses yang dinamakan kalibrasi alat ukur. Dari proses kalibrasi akan diperoleh data penyimpangan pembacaan atau error dari sebuah alat ukur. Nilai penyimpangan atau error tersebut didasarkan pada suatu ketertelusuran terhadap alat ukur standar yang tertelusur ke standar internasional sebagai standar tertinggi dari sistem pengukuran di dunia. Dengan demikian kita sebagai pengguna dapat mengetahui akurasi alat ukur yang kita pakai.

Kalibrasi

Definisi kalibrasi menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain: Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu tertelusur (traceable) ke standar nasional maupun internasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi.

Tujuan Kalibrasi :

• Mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat dikaitkan/ditelusur sampai
  ke standar yang lebih tinggi/lebih teliti (standar primer nasional dan internasional), melalui
  rangkaian perbandingan yang tak terputus.
• Menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu
  instrument ukur.
• Menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun Internasional. (id.wikipedia.org)
• Menentukan akurasi penunjukan alat dan alat masih memenuhi syarat toleransi.
• Mengetahui keandalan alat, bahwa alat tersebut dapat dipercayai. (Purwadi, 2017)

Manfaat Kalibrasi :

• Menjaga kondisi instrumen/alat ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesifikasinya.
• Untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.
• Bisa mengetahui perbedaan (penyimpangan) antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

Persyaratan Kalibrasi :

• Standar acuan yang mampu telusur ke standar Nasional dan Internasional.
• Metode kalibrasi yang diakui secara Nasional / Internasional.
• Personil kalibrasi yang terlatih, yang dibuktikan dengan sertifikasi dari laboratorium yang
  terakreditasi.
• Ruangan / tempat kalibrasi yang terkondisi, seperti suhu, kelembaban, tekanan udara, aliran
  udara, dan kedap getaran.
• Alat yang dikalibrasi dalam keadaan berfungsi baik / tidak rusak.

Pendapat lain mengatakan bahwa kalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Contohnya, termometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi), sehingga termometer tersebut menunjukan temperatur yang sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu di skala.

Di beberapa negara, termasuk Indonesia, memiliki lembaga metrologi nasional (National Metrology Institute). Di Indonesia terdapat Pusat Penelitian Kalibrasi Instrumentasi dan Metrologi (Puslit KIM LIPI) yang memiliki standar pengukuran tertinggi (dalam SI dan satuan-satuan turunannya) yang akan digunakan sebagai acuan bagi perangkat yang dikalibrasi. Puslit KIM LIPI juga mendukung infrastruktur metrologi di suatu negara (dan, sering kali, negara lain) dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi/internasional dengan perangkat yang digunakan.

Hasil kalibrasi harus disertai pernyataan "traceable uncertainity" untuk menentukan tingkat kepercayaan yang di evaluasi dengan saksama dengan analisis ketidakpastian. (id.wikipedia.org)

Pelaksana Kalibrasi 

Kalibrasi dapat diartikan sebagai proses verifikasi terkait akurasi dari sebuah alat ukur yang digunakan dalam laboratorium. Hal ini penting, guna memastikan bahwa hasil pengukuran yang dilakukan oleh satu laboratorium telah setara dan sesuai dengan standar secara nasional maupun internasional. Karena bagaimanapun, kesetaraan ini merupakan pra-syarat agar hasil laboratorium dapat diakui dan diterima.

Dari pengertian tersebut, bisa disimpulkan bahwa baik di dunia penelitian maupun industri, kalibrasi merupakan hal penting guna mendukung sistem mutu. Semua alat dan bahan ukur yang terdapat di laboratorium harus telah melalui proses kalibrasi, karena hal tersebut akan menjadi tolak ukur sekaligus berpengaruh terhadap kualitas mutu sebuah produk ataupun hasil penelitian.

Jadi, yang dimaksud laboratorium pengujian dan kalibrasi adalah tempat dilakukannya penelitian, pengukuran, ataupun pengembangan yang mampu menghasilkan data secara akurat, valid, dan teliti. Dalam artian, laboratorium tersebut mampu memelihara keabsahan mutu pengujian dan data yang dihasilkan. Atas dasar itulah, kemudian hadir standar yang berkaitan dengan persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan kalibrasi atau yang lebih dikenal dengan SNI ISO/IEC 17025:2017. (https://mutuinstitute.com/post/laboratorium-pengujian-dan-kalibrasi/)

Pentingnya Kalibrasi pada Alat Ukur

Kalibrasi mutlak dilakukan untuk semua alat ukur yang baru, untuk melihat sampai sejauh mana tingkat kedekatan hasil pengukuran alat yang baru tersebut dengan alat standar yang ada. Dari hasil kalibrasi diperoleh suatu nilai koreksi beserta angka ketidakpastiannya.

Dengan terlebih dulu menetukan set point sebagai titik sampel, lalu dilakukan pengukuran berulang, kemudian ditentukan nilai maksimum, minimum, nilai rata-rata, serta standar deviasi. Dari masing-masing set point dihitung nilai ketidakpastian yang merupakan gabungan dari beberapa sumber ketidakpastian yaitu :

1. Dari pengulangan Repeatability pengukuran yang dilakukan (U-rep).
2. Dari sertifikat kalibrasi alat standar yang digunakan (U-sertf).
3. Dari drift alat standar yang digunakan (U-drift).
4. Dari repeatability pembacaan alat standar (U-rep std).
5. Dari repeatability pembacaan alat yang dikalibrasi (U-rep alat).
6. Dari kemampuan baca operator (U-daya baca).
7. Dari inhomogenitas media yang digunakan (U-inhomogenitas) atau Stabilitas alat (U-stabilitas). (Toruan, K. L, 2009)

Jenis-jenis Kalibrasi

Kalibrasi sendiri dikelompokkan menjadi 2 (dua) berdasarkan tempat dilaksanakannya kalibrasi tersebut, yaitu Kalibrasi Laboratorium dan Kalibrasi Lapang. Untuk Kalibrasi  Laboratorium biasanya diperuntukkan untuk alat-alat ukur yang dapat dipindahtempatkan dengan mudah seperti termometer digital, barometer digital, dll atau untuk peralatan yang cukup kompleks yang nantinya bakal diinstal di suatu lokasi dan akan sulit untuk di-bongkar pasang seperti AWS (Automatic Weather Station), ARG (Automatic Rain Gauge), dll. Biasanya kalibrasi laboratorium untuk peralatan yang kompleks dilakukan pada saat alat tersebut masih baru dan dilakukan sebelum alat tersebut diinstal di lapangan atau lokasi tertentu. Sedangkan kalibrasi lapang diperuntukkan untuk peralatan yang posisinya terinstal di lapangan atau lokasi tertentu yang tidak memungkinkan untuk membawanya ke laboratorium kalibrasi karena sulit untuk di bongkar-pasang seperti contohnya AWS, ARG; ataupun karena alasan lain seperti misalnya alat tersebut harus tetap beroperasi non stop seperti termometer di taman alat, barometer digital di Stasiun BMKG.

Pada prinsipnya baik kalibrasi laboratorium maupun kalibrasi lapang adalah sama yaitu sama-sama kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional maupun internasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. Yang membedakan dari kedua proses kalibrasi tersebut yang pertama tentunya adalah lokasi atau tempat dilakukannya kegiatan kalibrasi dan yang kedua adalah media kalibrasi yang dipakai. Pada kalibrasi laboratorium karena dilakukan di laboratorium maka media kalibrasi yang digunakan tentunya akan lebih lengkap dan lebih baik jika dibandingkan dengan kalibrasi lapang. Pada kalibrasi laboratorium, media kalibrasi biasanya berupa chamber untuk parameter suhu, RH, tekanan udara, juga kecepatan angin, jadi kondisi media dapat diatur dengan baik sehingga data hasil kalibrasi yang diperoleh pun juga lebih akurat. Sedangkan pada kalibrasi lapang, biasanya proses kalibrasi dilakukan dengan mendekatkan alat standar ke alat yang dikalibrasi dengan media menyesuaikan dengan kondisi di lapangan namun tetap terkendali.

Kalibrasi lapang merupakan satu kesatuan kegiatan yang dilaksanakan, di bawah kondisi yang dapat dikendalikan, hubungan antara nilai yang ditunjukkan peralatan operasional (UUT/unit under test) dengan nilai yang ditunjukkan peralatan standar.

1. Kalibrasi harus dilakukan secara periodik untuk memelihara kualitas data.
2. Direkomendasikan kalibrasi dilakukan oleh laboratorium yang sudah terakreditasi ISO 17025.
3. Prosedur kalibrasi untuk kalibrasi lapang dan kalibrasi laboratorium harus menggunakan prosedur yang sesuai kaidah yang ada. (Ariffudin, 2011)

Peruntukan Kalibrasi Alat Ukur

Dari uraian di atas dapat kita ketahui bahwa setiap alat ukur yang menghasilkan data pengukuran sangatlah perlu untuk dilakukan proses kalibrasi. Selain dari peralatan BMKG yang telah dijelaskan di atas bukan berarti peralatan lainnya tidak perlu untuk dikalibrasi. Tetapi untuk mendapatkan data hasil pengukuran yang valid setiap alat ukur perlu dilakukan kalibrasi seperti misalnya :

• Peralatan yang erat kaitannya dengan dunia farmasi dan kesehatan seperti termometer ruangan, termohygrometer ruangan, termometer data logger, termometer chiller penyimpan obat-obatan, termometer badan dan lain-lain.
• Peralatan yang erat kaitannya dengan dunia kuliner, biasanya di perhotelan seperti termometer masak, termometer chiller penyimpan makanan, thermo gun dan lain-lain.
• Peralatan yang digunakan untuk pengukuran di bidang metrologi seperti timbangan digital, timbangan analog, meteran air, dan lain-lain.
• Peralatan yang digunakan di laboratorium seperti gelas ukur, timbangan digital, termohygrometer ruangan, termometer ruangan, jangka sorong, stop watch  dan lain-lain.
• Peralatan yang berhubungan dengan kelistrikan seperti multimeter, clamp meter, oscilloscope, generator signal dan lain-lain.
• Peralatan yang ada hubungannya dengan vibrasi terutama di bidang kegempaan seperti seismometer, akselerometer, intensity meter dan lain-lain.

Kesimpulan

1. Kalibrasi diperlukan untuk menjamin hasil pengukuran sebuah alat ukur sesuai dengan standar Nasional dan Internasional.
2. Dari proses kalibrasi dapat diketahui nilai penyimpangan hasil pengukuran sebuah alat ukur dibandingkan dengan harga benar dari pengukuran alat standar.
3. Standar acuan untuk kalibrasi harus tertelusutr ke standar Nasional dan Internasional.
4. Berdasarkan tempat dilaksanakannya proses kalibrasi, ada dua jenis kalibrasi yaitu kalibrasi laboratorium dan kalibrasi lapang.
5. Untuk memelihara kualitas data sebuah alat ukur, harus dilakukan proses kalibrasi secara periodik.
6. Standar yang berkaitan dengan persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan kalibrasi tertuang dalam SNI ISO/IEC 17025.
7. Semahal dan sebagus apapun sebuah alat ukur, data hasil pengukurannya tidak akan ada artinya jika tidak dilakukan kalibrasi pada alat ukur tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

• Ariffudin, 2011. AUTOMATIC WEATHER STATION (AWS), Pelatihan Pemeliharaan AWS. Jakarta : Pusinrekal BMKG
• https://id.wikipedia.org/wiki/Kalibrasi, diakses tanggal 17 April 2022 pukul 21:14 WIB
• https://mutuinstitute.com/post/laboratorium-pengujian-dan-kalibrasi/,  diakses tanggal 17 April 2022 pukul 23:00 WIB
• Purwadi, Suhir, 2017. Pengenalan Kalibrasi. Pengetahuan Dasar Metrologi dan Kalibrasi. Solusi Prima TRN-CQD-2017-001
• Toruan, K. L, 2009. AUTOMATIC WEATHER STATION BERBASIS MIKROKONTROLLER. Tesis. Depok : Universitas Indonesia