Menentukan ‘toleransi’ alat ukur

Di milis forumkalibrasi@yahoogroups.com muncul sebuah pertanyaan: “bagaimana cara menentukan toleransi alat jika alat tersebut benar2 baru dan baru akan dikalibrasi?”

Sebelum membahas “bagaimana menentukan toleransi alat ukur”, kita bahas dulu makna “toleransi”.

Tolerate yang menjadi akar kata tolerance (toleransi), oleh New Oxford American Dictionary diartikan kira-kira “mampu menanggung sesuatu (yang buruk) tanpa efek buruk”. Kalau diartikan lebih bebas, toleransi berarti: kemampuan menerima suatu penyimpangan (dari kondisi ideal) tanpa terjadinya efek yang buruk.

Dalam dunia industri, toleransi merupakan bagian dari spesifikasi suatu produk. Dalam konteks ini, toleransi dapat diartikan “besarnya perbedaan antara kondisi aktual dibandingkan kondisi ideal, sejauh bahwa perbedaan tersebut tidak sampai mengakibatkan kegagalan fungsi maupun penurunan fungsi yang signifikan”. Misalkan sebuah komponen mesin mempunyai spesifikasi ukuran 90 mm dengan toleransi ±0,1 mm. Ini berarti bahwa komponen tersebut masih dapat berfungsi dengan baik asalkan ukurannya di antara 89,9 mm dan 90,1 mm.

Setelah melalui proses produksi, hasil yang diharapkan adalah suatu produk yang memiliki ukuran atau sifat-sifat lain sesuai spesifikasi dan toleransi yang telah ditetapkan. Karena itu dilakukan pengujian mutu terhadap produk tersebut, dengan cara melakukan pengukuran. Hasil pengukuran dibandingkan dengan spesifikasi tadi. Jika hasil pengukuran menunjukkan bahwa produk tersebut mempunyai ukuran sesuai dengan spesifikasi, maka produk tersebut dinyatakan “sesuai dengan spesifikasi”.

Di dalam proses pengukuran tadi, terdapat sumber-sumber ketidakpastian pengukuran, sehingga hasil pengukuran pun mempunyai nilai ketidakpastian pengukuran. Maka dalam paradigma terbaru, penilaian kesesuaian (conformity assessment) harus memperhitungkan nilai ketidakpastian dan nilai pengukuran. Suatu produk baru dapat dikatakan “sesuai dengan spesifikasi” jika memenuhi ketentuan:

E + U ≤ T

dengan:

  • E = penyimpangan dari spesifikasi (absolut)
  • U = nilai ketidakpastian pengukuran (pada tingkat kepercayaan 95 persen)
  • T = toleransi untuk produk tersebut (absolut)

Dengan kata lain, nilai ketidakpastian pengukuran harus lebih kecil daripada toleransi yang diberikan untuk produk yang diukur. Idealnya nilai ketidakpastian pengukuran besarnya sepersepuluh dari toleransi, atau dalam kondisi terburuk, nilai ketidakpastian pengukuran diharapkan tidak lebih dari sepertiga toleransi.

Uraian di atas menunjukkan bahwa “toleransi” berkaitan dengan produk yang diukur, bukan dengan alat ukurnya. Untuk alat ukur, VIM (kosakata metrologi internasional) 2008 memberikan istilah maximum permissible error (MPE). Antara MPE dan toleransi memang ada kesamaan makna, tetapi dianjurkan untuk tidak dicampuraduk.

Kembali ke proses di atas, maka seharusnya urutan yang benar adalah:

  • spesifikasi dan toleransi (T1) untuk sebuah produk ditetapkan;
  • pengukuran terhadap produk tersebut dilakukan dengan sistem pengukuran yang mempunyai ketidakpastian pengukuran (U1) cukup kecil dibandingkan toleransi T1;
  • alat ukur yang dipakai dalam sistem pengukuran tersebut dikalibrasi menggunakan sistem kalibrasi yang dapat memberikan nilai ketidakpastian pengukuran (U2) lebih kecil daripada U1;
  • dan seterusnya.

Jadi, pada saat kita akan mengalibrasi alat ukur, harus sudah jelas dulu berapa MPE (bukan toleransi) untuk alat ukur tersebut. Baru kita mengevaluasi ketidakpastian pengukuran dari kalibrasi tersebut, supaya kita bisa menilai apakah ketidakpastian pengukuran tersebut memadai (cukup kecil) dibandingkan MPE-nya.

Ibaratnya, kalau mau mengemudikan sebuah kendaraan, tentukan dulu tujuannya! Jangan mulai menjalankan kendaraan kalau kita belum tahu ke mana tujuannya. “Toleransi objek ukur” adalah tujuan yang ingin dicapai; pengukuran atau kalibrasi alat ukur dan evaluasi ketidakpastian adalah cara untuk mencapai tujuan tersebut.

6 responses

  1. Wah artikelnya mantap sekali pak praba.
    btw saya ijin copy pak biar bisa bermanfaat buat banyak orang.
    terimakasih pak sebelumnya.
    akhirnya pertanyaan yang saya lempar ke forum terjawab juga.

    1. Silakan mengutip, dengan syarat menyebutkan sumber (nama pengarang dan alamat blog ini).

  2. Bagus pak, saya share ya🙂

  3. Artikel sangat membantu sekali Pak Praba. Bisa menjadi jawaban ke customer jika ada pertanyaan tentang toleransi.
    Namun saya boleh tau Pak, untuk rumus/persamaan : E + U ≤ T didapat di dokumen referensi apa ya? Apakah dari dokumen ISO, BS, EN, DIN, OIML atau lain-lain.
    Atas perhatiannya, terima kasih.

    1. Pak/Bu Danta,

      Silakan mencari dokumen “ILAC G8:03/2009 Guidelines on the Reporting of Compliance with Specification”. Dokumen ini mengatur cara menyatakan apakah sebuah hasil sebuah pengujian/kalibrasi dapat dikatakan memenuhi (comply atau conform) sebuah spesifikasi atau persyaratan.

      Di Paragraf 2.3(a) dikatakan bahwa kita bisa menyatakan compliance jika hasil ukur ditambah expanded uncertainty tidak melanggar batas atas (hal yang serupa berlaku juga untuk batas bawah). Jika ditulis dalam kalimat matematika menjadi E + U ≤ T.

      1. Terima kasih, Pak Praba. Akhirnya ketemu juga jawaban dokumen referensi untuk persamaan tersebut. Ditunggu lagi tulisan-tulisannya, khususnya berkaitan dengan kalibrasi, Pak.
        Salam.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: