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 telusur (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/teliti (standar primer nasional dan / internasional), melalui rangkaian perbandingan yang tak terputus.
• Menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu instrument ukur.
• Menjamin hasil-hsil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun Internasional.

Manfaat Kalibrasi

• Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesefikasinya
• 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.

Kesalahan dalam Pengukuran

Dalam proses pengukuran paling tidak ada tiga faktor yang terlibat yaitu alat ukur, benda ukur dan orang yang melakukan pengukuran. Hasil pengukuran tidak mungkin mencapai kebenaran yang absolut karena keterbatasan dari bermacam faktor. Yang diperoleh dari pengukuran adanya hasil yang dianggap paling mendekati dengan harga geometris obyek ukur. Meskipun hasil pengukuran itu merupakan hasil yang dianggap benar, masih juga terjadi penyimpangan hasil pengukuran. Masih ada faktor lain lagi yang juga sering menimbulkan penyimpangan pengukuran yaitu lingkungan. Lingkungan yang kurang tepat akan mengganggu jalannya proses pengukuran.

1. Kesalahan pengukuran karena alat ukur

Di postingan sebelumnya telah disinggung adanya bermacam-macam sifat alat ukur. Kalau sifat-sifat yang merugikan ini tidak diperhatikan tentu akan menimbulkan banyak kesalahan dalam pengukuran. Oleh karena itu, untuk mengurangi terjadinya penyimpangan pengukuran sampai seminimal mungkin maka alat ukur yang akan dipakai harus dikalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi ini diperlukan disamping untuk mengecek kebenaran skala ukurnya juga untuk menghindari sifat-sifat yang merugikan dari alat ukur, seperti kestabilan nol, kepasifan, pengambangan, dan sebagainya.

2. Kesalahan pengukuan karena benda ukur

Tidak semua benda ukur berbentuk pejal yang terbuat dari besi, seperti rol atau bola baja, balok dan sebagainya. Kadang-kadang benda ukur terbuat dari bahan alumunium, misalnya kotak-kotak kecil, silinder, dan sebagainya. Benda ukur seperti ini mempunyai sifat elastis, artinya bila ada beban atau tekanan dikenakan pada benda tersebut maka akan terjadi perubahan bentuk. Bila tidak hati-hati dalam mengukur benda-benda ukur yang bersifat elastis maka penyimpangan hasil pengukuran pasti akan terjadi. Oleh karena itu, tekanan kontak dari sensor alat ukur harus diperkirakan besarnya.

Alat Ukur dan Pengukuran

Secara umum dikatakan bahwa pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan besaran standar. Agar dapat digunakan, maka besaran standar tersebut harus dapat didefinisikan secara fisik, tidak berubah karena waktu, dan harus dapat digunakan sebagai alat pembanding di mana saja, besaran standar tentunya memerlukan satuan-satuan dasar. Sistem metrik digunakan oleh hampir seluruh negara-negara industri dimana satuan dasarnya banyak mengikuti international system of units atau SI Units yang di dalamya dikenalkan bermacam-macam satuan dasar. Untuk dapat melakukan pengukuran dengan bantuan satuan dasar tersebut diperlukan alat ukur.

Konstruksi Umum dan Alat Ukur

Kita telah mengenal apa yang disebut dengan mistar atau penggaris, mistar ini ada yang terbuat dari kayu, ada yang dari pastik, dan yang paling baik terbuat dari besi stainless. Pada salah satu penampang lebar dari mistar tersebut biasanya dicantumkan angka-angka yang menunjukkan skala dari mistar. Dengan mistar ini kita dapat menentukan ukuran panjang sesuatu yang besarnya dapat dibaca langsung dari penunjukan skala yang ada pada mistar. Dengan mistar ini kita dapat menentukan ukuran panjang sesuatu yang besarnya dapat dibaca langsung dari penunjukan skala yang ada pada mistar. Dengan demikian mistar yang digunakan untuk mengukur panjang tersebut dapat dinamakan sebagai alat ukur. Tidak berlebihan kalau dikatakan bahwa mistar merupakan alat ukur yang paling sederhana bila ditinjau adanya satuan dasar.
Geometri benda ukur biasanya begitu komplek sehingga dalam pengukuran diperlukan kombinasi cara dan bentuk pengukuran yang bermacam-macam. Dengan demikian diperlukan juga bermacam-macam alat ukur yang memiliki karakteristik sendiri-sendiri. Karakteristik dari alat-alat ukur inilah yang menyebabkan adanya perbedaan antara alat ukur yang satu dengan alat ukur lainnya. Karakteristik ini biasanya menyangkut pada konstruksi dan cara kerjanya. Secara garis besar, sebuah alat ukur mempunyai tiga komponen utama yaitu sensor, pengubah dan pencatat/penunjuk.
Alat ukur adalah perangkat untuk menentukan nilai atau besaran dari suatu kuantitas atau variabel fisis. Pada umumnya alat ukur dasar terbagi menjadi dua, yaitu alat ukur analog dan digital. Ada dua sistem pengukuran yaitu sistem analog dan sistem digital. Alat ukur analog memberikan hasil ukuran yang bernilai kontinu, misalnya penunjukkan temperatur yang ditunjukkan oleh skala, petunjuk jarum pada skala meter, atau penunjukan skala elektronik. Alat ukur digital memberikan hasil pengukuran yang bernilai diskrit. Hasil pengukuran tegangan atau arus dari meter digital merupakan sebuah nilai dengan jumlah digit tertentu yang ditunjukkan pada panel display-nya.

7 Alat Pengendalian Kualitas

7 Metode Statistik Dasar

Ada berbagai versi mengenai 7 alat perbaikan kualitas/mutu, tapi untuk pertama-tama, mari bahas versi Ishikawa Kaoru.

7 Metode statistik dasar Menurut Ishikawa Kaoru dalam bukunya 日本的品質管理―TQCとは何か (1984) yaitu :

1. Diagram Pareto
2. Diagram sebab-akibat (Diagram Tulang Ikan atau Diagram Ishikawa)
3. Stratifikasi
4. Lembar Pengecekan (Check sheet)
5. Histogram
6. Diagram Penyebaran (Scatter Diagram)
7. Grafik dan Peta Kendali (Graph & Control Chart)

Mari bahas lebih lengkap satu demi satu.

Pengendalian Kualitas (Quality Control)

Sejarah Pengendalian Kualitas

Perhatian terhadap kualitas produk dan pengendalian proses bukanlah hal baru. Sejarawan telah melacak konsepnya sejauh 3000 tahun sebelum masehi di Babilonia. Di antara referensi kualitas dari kodeks Hammurabi, penguasa Babilonia, ada kutipan berikut: "tukang batu yang membangun rumah yang runtuh dan menewaskan penghuninya akan dihukum mati".

Hukum ini menggambarkan perhatian untuk kualitas di zaman kuno. Pengendalian proses adalah konsep yang mungkin dimulai dengan piramida Mesir, ketika didesain sistem untuk mengangkut dan menghias batu. Seseorang hanya perlu memeriksa piramida di Khufu untuk menghargai prestasi luar biasa ini.

Kemudian arsitektur Yunani melampaui arsitektur Mesir dalam wilayah aplikasi militer. Beberapa abad kemudian, operasi pembangunan kapal di Venesia memperkenalkan standardisasi dan pengendalian produksi rudimen.

Toleransi

Toleransi merupakan sifat atau sikap toleran, yaitu menenggang (menghargai, membiarkan, membolehkan) pendirian (pendapat, pandangan, kepercayaan, kebiasaan, kelakuan, dan sebagainya) yang berbeda atau bertentangan dengan pendirian itu sendiri. Adanya toleransi merupakan suatu hal yang penting untuk bangsa Indonesia yang terdiri dari berbagai macam suku, agama dan ras. Banyaknya pertikaian yang terjadi, baik antar etnis, tawuran antar pelajar, hingga antar suporter menunjukkan masih rendahnya rasa toleran dalam masyarakat. Tapi bukan toleransi seperti itu yang akan dibahas dalam posting berikut ini.

Standar ISO 286-1:1988 Part 1: "Bases of tolerances, deviations and fits" serta ISO 286-2:1988 Part 2: "Tables of standard tolerance grades and limit" adalah merupakan dasar bagi penggunaan toleransi dan suaian yang diikuti banyak perusahaan dan perancang sampai saat ini. Suatu alat atau benda kerja sangat sulit dapat dibuat dengan ukuran yang tepat sesuai permintaan, karena menyangkut ketelitian dalam proses pembuatannya. Hal ini menuntut kesadaran dari seorang perencana bahwa perlu diberikan dua batas penyimpangan yang diizinkan pada setiap ukuran elemen. Dua batas penyimpangan ukuran yang diizinkan ini disebut toleransi.

Toleransi memberi arti yang sangat penting sekali dalam dunia industri. Dalam proses pembuatan suatu produk banyak faktor yang terkait di dalamnya. Oleh karena itu ukuran yang diperoleh tentu akan bervariasi. Variasi ukuran yang terjadi ini di satu pihak memang disengaja untuk dibuat, sedang di pihak lain adanya banyak faktor yang memengaruhi proses pembuatannya. Dalam hal variasi ukuran yang sengaja dibuat ini sebetulnya ada tujuan-tujuan tertentu yang salah satunya adalah untuk memperoleh suatu produk yang berfungsi sesuai dengan yang direncanakan. Variasi ukuran ini ada batasnya dan batas-batas ini memang diperhatikan betul menurut keperluan. Batas-batas ukuran yang direncanakan tersebut menunjukkan variasi ukuran yang terletak di atas dan di bawah ukuran dasar (basic size). Dengan adanya variasi harga-harga batas ini maka komponen-komponen yang dibuat dapat dipasangkan satu sama lain sehingga fungsi dari satuan unit komponen tersebut terpenuhi.

Karakteristik Geometrik

Karakteristik geometrik (misalnya: besarnya kelonggaran antara komponen yang berpasangan) berhubungan dengan karakteristik fungsional (misalnya: kekuatan, perakitan, umur dan sebagainya). Karakteristik fungsional mesin tidak tergantung pada karakteristik geometrik saja, tetapi dipengaruhi juga oleh: kekuatan, kekerasan, struktur metalografi, dan sebagainya yang berhubungan dengan karakteristik material. Komponen mesin hasil proses pemesinan bercirikan karakteristik geometrik yang teliti dan utama. Karakteristik geometrik tersebut meliputi : ukuran, bentuk, dan kehalusan permukaan.

Karakteristik geometrik yang ideal : 

1. ukuran yang teliti
2. bentuk yang sempurna
3. permukaan yang halus sekali

Namun dalam praktiknya hal ini tidak mungkin tercapai karena ada penyimpangan yang terjadi, yaitu:

1. penyetelan mesin perkakas,
2. pengukuran dimensi produk,
3. gerakan mesin perkakas, baik rotasi maupun translasi
4. keausan pahat,
5. perubahan temperatur,
6. besarnya gaya pemotongan.

Materi Kuliah

Berikut adalah kumpulan materi kuliah Metrologi Industri yang diberikan oleh dosen (akan diperbarui secara berkala)

Karakteristik Geometris
Pengantar Metrologi Industri
Toleransi 2
Contoh Soal Toleransi

materi presentasi :
Alat ukur sudut dan kemiringan
Lembar pengecekan

Pengantar Metrologi Industri

Etimologi

Apa itu metrologi ?

Ditinjau dari segi bahasa, kata metrologi berasal dari gabungan antara metro dan logi. Di mana metro berasal dari bahasa Yunani Metron yang berarti ukuran, dan akhiran logi dari bahasa Perancis –logie atau Latin –logia, yang menunjukkan subjek dari suatu penelitian ilmiah, atau ilmu tentang sesuatu. Jadi bisa disimpulkan bahwa metrologi berarti suatu penelitian ilmiah tentang ukuran, atau ilmu yang membahas tentang ukuran.

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia edisi III, metrologi adalah ilmu tentang ukuran, timbangan, dan takaran.

Pentingnya Metrologi

Salah satu faktor penting untuk kemajuan suatu negara adalah pertumbuhan ekonominya. Perdagangan internasional amat diperlukan dalam memacu pertumbuhan ekonomi. Namun terdapat penghambat yang besar untuk peningkatan perdagangan antar negara, salah satunya adalah Technical Barrier to Trade (TBT) atau hambatan teknis perdagangan. Disamping itu persaingan antar negara yang semakin meningkat dalam era perdagangan bebas sekarang ini menuntut kualitas yang tinggi bagi produk-produk yang dipasarkan, artinya kualitas yang dapat diterima oleh pasar yaitu kualitas produk yang memenuhi regulasi dan standar internasional. Kualitas suatu produk dinyatakan dalam sertifikat pengujian produk tersebut. Disini diperlukan data yang valid yang berarti hasil uji di negara pengekspor komparabel (tidak berbeda) dengan di negara pengimpor. Tanpa pengujian yang valid tidak ada jaminan bahwa kualitas produk memenuhi regulasi/standar internasional dan hal ini dapat menghambat ekspor.

Lemahnya infrastruktur metrologi yang diakui internasional merupakan akar penyebab hambatan teknis seperti diuraikan diatas, yang juga berarti menghambat perkembangan ekonomi negara. Dalam hal ini negara-negara berkembang merupakan kelompok yang paling dirugikan oleh adanya TBT, termasuk diantaranya Indonesia. Dilain pihak, membanjirnya produk manufacturing impor saat ini sudah mengancam kelangsungan hidup sebagian industri dalam negeri. Hal ini terjadi karena SNI (Standar Nasional Indonesia) untuk produk terkait belum tersedia, yang artinya infrastruktur laboratorium pengujian untuk produk tersebut juga belum ada. SNI diperlukan untuk menangkal/membatasi masuknya produk-produk non standar berkualitas rendah yang merugikan konsumen, merusak pasaran dan mematikan industri lokal.

Lembaga Metrologi Nasional, NMI yang kompeten sangat dibutuhkan sebagai landasan terbentuknya infrastruktur metrologi nasional yang kuat dan kokoh. Dengan adanya infrastruktur metrologi yang kuat dan kokoh, maka masalah-masalah nasional yang bermuara dari tidak akuratnya data hasil pengujian dapat diatasi. Selain itu, segala hambatan perdagangan (TBT) dapat ditanggulangi sehingga akan meningkatkan perekonomian nasional.

Tujuan Mempelajari Metrologi Industri 

Mengapa metrologi industri harus dipelajari, khususnya bagi mereka yang bergerak di bidang industri? Mempelajari sesuatu tentu saja ada tujuan yang ingin dicapai. Demikian juga dengan belajar metrologi industri. Secara umum dapat dikatakan bahwa tujuan mempelajari industri idealnya adalah menguasai seluk-beluk pengukuran sehingga bila diaplikasikan di bidang perindustrian akan diperoleh hasil/produk yang presisi dengan biaya yang semurah mungkin. Memang untuk memperoleh hasil yang ideal tidak mungkin seratus persen dicapai. Akan tetapi, dengan dikuasainya seluk beluk pengukuran maka paling tidak sistem kerja industri yang efektif dan efisien bisa dipenuhi. Secara rinci dapat juga dikemukakan disini bahwa tujuan mempelajari metrologi industri adalah:

1. Dapat mengelola laboratorium pengukuran baik yang ada di industri maupun di bengkel kerja pada pendidikan ketrampilan teknik
2. Dapat menggunakan dan membaca skala alat-alat ukur dengan tepat dan benar
3. Dapat menentukan dan memilih alat-alat ukur yang tepat sesuai dengan bentuk dari obyek yang akan diukur
4. Dapat mengalibrasi dan memelihara alat-alat ukur sehingga alat-alat ukur tetap terjamin ketepatannya bila digunakan untuk pengukuran
5. Memiliki pengetahuan tentang sumber-sumber penyimpangan pengukuran dan dapat menentukan bagaimana caranya mengurangi seminimal mungkin penyimpangan tersebut
6. Dapat merendahkan biaya inspeksi semurah mungkin dengan penggunaan fasilitas yang ada secara efektif dan efisien
7. Dengan menguasai pengetahuan tentang kontrol kualitas, maka dapat membantu peningkatan produktivitas hasil kerja, baik hasil kerja di bidang pendidikan ketrampilan teknik maupun di bidang peridustrian

Metrologi di Indonesia

Legalitas metrologi di Indonesia berpijak pada Undang-undang Republik Indonesia No. 2 Tahun 1981 tentang Metrologi Legal (UUML) yang mengatur hal-hal mengenai pembuatan, pengedaran, penjualan, pemakaian, dan pemeriksaan alat-alat ukur, takar, timbang dan perlengkapannya.

Sesuai dengan amanat UUML tersebut, maka ditetapkanlah Peraturan Pemerintah (PP) No. 2 Tahun 1989 tentang Standar Nasional untuk Satuan Ukuran (SNSU) yang menjabarkan perihal penetapan, pengurusan, pemeliharaan dan pemakaian SNSU sebagai acuan tertinggi pengukuran yang berlaku di Indonesia. Selain itu, ditetapkan pula Keppres No. 79 tahun 2001 tentang Komite Standar Nasional untuk Satuan Ukuran (KSNSU) sebagai penjabaran UUML yang mengharuskan adanya lembaga yang membina standar nasional. Keppres ini memandatkan bahwa pengelolaan teknis ilmiah SNSU diserahkan kepada Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI). Secara tidak langsung, Keppres ini berisi penunjukkan Lembaga Metrologi Nasional atau National Metrology Institute (NMI) kepada salah satu unit kerja di LIPI. Dalam hal ini, Pusat Penelitian Kalibrasi, Instrumentasi, dan Metrologi (Puslit KIM–LIPI) adalah unit organisasi di bawah LIPI yang bidang kegiatannya paling berkaitan dengan pengelolaan standar nasional. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa Puslit KIM–LIPI merupakan instansi pemerintah yang menjalankan fungsi sebagai Lembaga Metrologi Nasional atau NMI di Indonesia.

Secara umum, tugas dan fungsi sebagai NMI yang dijalankan oleh Bidang Metrologi ada di lingkup metrologi ilmiah, yang juga menjadi acuan untuk metrologi industri maupun metrologi legal. Tugas dan fungsi ini meliputi:

1. Memelihara standar-standar pengukuran tingkat nasional (standar nasional)
2. Mendiseminasikan atau mentransfer nilai ukur dari standar nasional ke standar-standar industri (standar ukur yang dimiliki industri)
3. Melakukan penelitian mengenai metode pengukuran dan perancangan sistem pengukuran
4. Memberikan pendidikan kepada masyarakat tentang metrologi dalam bentuk pelatihan dan konsultasi
5. Memberikan saran kebijakan yang berkaitan dengan metrologi ilmiah dan metrologi industri
6. Berkomunikasi dan bekerja sama dengan LMN negara-negara lain dilingkup Asia-Pasifik dan Internasional

Dilihat dari jenis besarannya, bidang metrologi di Pusli KIM-LIPI dibagi ke dalam beberapa subbidang berikut:

• Panjang
• Massa dan besaran terkait (termasuk gaya, tekanan,flow, densitas)
• Kelistrikan (termasuk waktu dan frekuensi)
• Suhu (termasuk kelembaban )
• Radiometri Fotometri
• Akustik dan Getaran

Referensi :

Concise Oxford English Dictionary (Eleventh Edition)
Kamus Besar Bahasa Indonesia edisi III
http://id.wikipedia.org/wiki/Metrologi
http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/MATERI%20PERKULIAHAN%20%20METROLOGI%20INDUSTRI.pdf
http://www.kim.lipi.go.id/index.php?option=com_content&view=article&id=52&Itemid=72&lang=id