Memahami Ketidakpastian dalam Penimbangan

Sebuah kegiatan pengukuran apapun pasti dipegaruhi oleh error dan ketidakpastian (uncertainly) yang ada dalam proses pengukuran. Selama kalibrasi, kinerja dari sebuah instrument dinilai dan dibatasi error dan ketidakpastian kemudian dijadikan bukti, ini merupakan dasar penting untuk mendapatkan nilai pengukuran yang akurat.

Apa itu Kalibrasi?

Kalibrasi lebih dari hanya membandingkan sebuah angka “standar” yang muncul pada layar timbangan. Disana terdapat proses kalibrasi yang berhubungan dengan kombinasi dari ketidakpastian yang didapat ketika berat timbangan menyimpang dari posisi awalnya. Kalibrasi didapat dari hubungan antara nilai yang muncul dan standar/nilai yang diterima. Nilai harus masuk diantara range ketidakpastian pengukuran.

Sebuah kalibrasi akan tidak berarti tanpa pengukuran ketidakpastian khusus pada instrument tersebut. Hanya sekali ketidakpastian instrument ditetapkan dan didapatkan nilai diantara toleransi proses yang dibutuhkan sehingga dapat dikatakan kalibrasi yang akurat.

Pengukuran ketidakpastian diturunkan dari metode ilmiah yang telah diketahui. Pengukuran ini bukan sesuatu yang ditetapkan oleh perusahaan atau komite. Terdapat metode pengukuran ketidakpastian secara internasional untuk menghitung ketidakpastian, yang dijelaskan dalam Guide to the Expression of Uncertainly of Measurement (GUM).

Sangat penting timbangan yang digunakan dalam test rutin tersertifikasi tertelusur dan sertifikatnya masih berlaku. Bila timbangan sertifikatnya kadaluarsa, itu tidak menjamin dapat memberikan Kesalahan Maksimum yang Diizinkan/Maximum permissible error (MPE).

Kenapa Pengukuran Ketidakpastian Penting?

Sel Timbangan elektronik modern bekerja berbeda dengan timbangan mekanik tradisional. Di dalam sel timbangan, hubungan antara yang dimunculkan dalam layar dan error yang ada tidak linier.Pendekatan sekarang dalam metrologi biasanya masih berdasarkan kebiasaan dan pendekatan yang familiar daripada proses ilmiah. Metode pendekatan tradisional perlu diperbaharui da digantikan dengan pendekatan ilmiah dimana termasuk perkiraan ketidakpastian. Pengetahuan tentang pengukuran ketidakpastian dapat digunakan untuk mengambangkan tes yang efisien, handal yang memenuhi persyaratan ilmiah tapi dapat diaplikasikan singkat.

Apa yang mempegaruhi total ketidakpastian ?

Troubleshooting-Mettler-Figure-1.gif
Faktor-faktor yang mempengaruhi ketidakpastian penimbangan

Total ketidakpastian (dalam grafik berwarna hitam) dipengaruhi oleh:

  • Repeatibility: Dikenal juga dengan nama presisi.  Repeatibility merupakan faktor tunggal terbesar yang berpengaruh pada total ketidakpastian. Repeatibility dalam grafik berwarna kuning.
  • Eccentricity: atau dengan nama lain conerload error berhubungan dengan ketika tidak menempatkan berat yang ditimbang  pada tengah pan  timbangan. Dalam grafik berwarna hijau.
  • Nonlinearity: adalah eror ketika terdapat sifat timbangan karena kenaikan berat beban yang ditimbang. Nonlinearity bukan faktor dominan yang berpengaruh pada titik range penimbangan. Dalam grafik berwarna biru.
  • Sensitifity: dengan nama lain systematic deviation adalah parameer penting lainnya selain repeatibility yang harus dinilai periodik. Pada titik tertnggi dari range penimbangan sensitivity dan eccentricity menjadi kontributor dominan pada keseluruhan pengukuran ketidakpastian. Dalam gambar berwarna pink.

Bagaimana menghitung ketidakpastian ?

  • Repeatibility (precicion test): Timbang 10 replikasi beban dengan kondisi dan metode yang sama. Kemudian hitung standar deviasinya.
  • Eccentricity (cornerload error): Tempatkan beban pada tengah pan timbangan dan zerokan timbangan. Pindah beban ke sudut pan timbangan dan lakukan pembacaan. Pada timbangan dengan pan lingkaran metode yang digunakan sama. Tujuan dilakukan ini adalah untuk membandingkan perbedaan antara nilai ekstrim dibandingkan dengan tengah timbangan.
  • Nonlinearity (error of indication test): tidak sangat signifikat pada range timbangan, sehingga akan valid jika didapat dari testing rutin pengguna.Test ini dapat dilakukan oleh teknisi service eksternal selama kalibrasi tahunan atau preventif maintance service. Dapat diterima untuk melakukan test nonlinearity hanya satu atau dua kali per tahun, bahkan pada timbangan microbalance/analytical yang sering digunakan. Walaupun itu tidak butuh diukur harian atau seringkali oleh pengguna, itu tidak butuh dimasukkan dalam pengukuran ketidakpastian seperti dalam GMU.
  • Sensitivity Test: test ini merupakan point indikasi eror yang paling tinggi.Tujuannya adalah untuk mengukur kesalahan penunjukan dengan menempatkan beban tunggal pada timbangan dan membandingkannya dengan nilai standar. Untuk akurasi, tes ini harus dilakukan pada beban yang nilainya dekat dengan bagian atas dari kisaran kerja timbangan. Di bawah itu, ketidakpastian semakin rendah karena sensitivitas sebenarnya dapat terdeteksi. Pada akhir sangat rendah, dengan bobot yang sangat kecil, hampir tidak ada ketidakpastian sensitivitas terdeteksi sama sekali. Pada titik ini, pengulangan (yaitu, ketepatan keseimbangan) menjadi faktor yang dominan.

    Meskipun ada kontributor lain untuk ketidakpastian, seperti pengaruh eksternal, kelebihan dari teknologi sel elektronik timbangan modern adalah bahwa sebagian besar dari mereka ketidakpastian termasuk dalam repeatibility.

Mengkombinasikan komponen ketidakpastian

Setelah empat komponen ketidakpastian telah ditentukan selama kalibrasi oleh produsen atau penyedia layanan, cara yang benar untuk menghitung total ketidakpastian pengukuran , sesuai dengan pedoman metrologi, adalah perhitungan dua langkah. Pertama menggabungkan komponen individu untuk menghitung disebut ketidakpastian standar (u) untuk instrumen dengan menggunakan metode akar total, seperti yang ditunjukkan dalam model yang disederhanakan :

PT0416_eq1

Dimana:

– URP : ketidakpastian repeatibility

– UEC : ketidakpastian eccentricity

– UNL: ketidakpastian nonlinearity

– USE: ketidakpastian sensitivity

Kesimpulan : 

Menurut hukum metrologi, tidak ada kalibrasi dapat tertelusur tanpa pernyataan ketidakpastian pengukuran. Pengujian timbangan tradisional harus diganti dengan titik uji bermakna secara ilmiah. Pengujian di beberapa titik pada kisaran berat setiap hari dapat mengambil banyak waktu, tenaga, dan sumber daya.  Pemahaman tentang prinsip-prinsip dasar keseimbangan dan sifat timbangan seperti ketidakpastian pengukuran, memungkinkan pengguna untuk mencapai proses berat yang berkualitas.

Sumber:

http://www.pharmtech.com/understanding-measurement-uncertainty-weighing-balance-calibration?topic=335&cid=PTE&eid=173897956&bid=1373752

Semoga Bermanfaat

Salam

M. Fithrul Mubarok, S.Farm.,Apt

WP4

 

 

 

 

 

M. Fithrul Mubarok

M. Fithrul Mubarok

Pharmacist and Blogger at Farmasiindustri
M. Fithrul Mubarok, S.Farm.,Apt adalah Blogger Professional Farmasi Industri pertama di Indonesia, pendiri dan pengarang dari FARMASIINDUSTRI.COM sebuah blog farmasi industri satu-satunya di Indonesia.
Anda dapat berlangganan (subscribe) dan menfollow blog ini untuk mendapatkan artikel terkait farmasi industri.
Email: fithrul.mubarok23@gmail.com
WhatsApp/WA: 0856 4341 6332
M. Fithrul Mubarok

Leave a Reply

Your email address will not be published.