Teodolit dan CMM: pengujian atau kalibrasi?

Kalibrasi vs. Pengujian

Dalam proses akreditasi untuk “kalibrasi” alat ukur jenis teodolit dan CMM, sering muncul pertanyaan: apakah kedua jenis alat tersebut dikalibrasi atau diuji?

Saat ini standar yang ada untuk jenis alat teodolit, autolevel dan CMM adalah untuk pengujian, bukan kalibrasi.

Apa beda pengujian dan kalibrasi? Pengujian pada dasarnya bertujuan mengecek apakah suatu objek masih sesuai dengan spesifikasinya. Dalam konteks yang luas, pengujian bisa mencakup kalibrasi, tetapi pada umumnya hanya mencakup hal-hal yang tidak masuk dalam cakupan kalibrasi.

Kalibrasi, di sisi lain, secara spesifik adalah pengujian untuk memastikan ketertelusuran hasil pengukuran suatu alat ukur. Definisi lengkap menurut VIM (Kosakata Internasional Metrologi) adalah (terjemahan bebas): “kegiatan… yang menghubungkan suatu nilai besaran… dari suatu standar pengukuran, dan penunjukan [alat ukur], serta menggunakan informasi tersebut untuk mendapatkan hasil ukur yang benar dari penunjukan [alat ukur]”.

Kalau diringkas, perbedaannya:

  • kalibrasi: keluarannya berupa jaminan ketertelusuran untuk hasil pengukuran suatu alat ukur atau standar ukur
  • pengujian: keluarannya berupa jawaban untuk pertanyaan “apakah alat ini masih berfungsi sesuai dengan peruntukannya?”

Teodolit

Kalibrasi teodolit diuraikan dalam standar ISO seri 17123. Pada dasarnya, metode yang diuraikan dalam standar tersebut adalah metode untuk menguji salah satu parameter kinerja, yaitu konsistensi penunjukan skala sudut (untuk teodolit) jika sumbu horisontal dan vertikal masing-masing dibalik 180 ° untuk membidik suatu titik objek yang sama. Secara teoretis, jika teodolit dibidikkan pada suatu objek dan menunjukkan nilai [X1,Y1], lalu sumbu vertikal dan sumbu horizontal dibalik sehingga membidik objek yang sama lagi dan menunjukkan nilai [X2,Y2], maka seharusnya nilai (X2-X1) = 180 °, begitu pula (Y2-Y1) = 180 °. Dalam kenyataannya, karena ada kesalahan mekanis dalam sumbu teodolit, nilai-nilai tersebut belum tentu persis seperti itu. Sebuah teodolit dianggap masih sesuai jika selisih nilai (X2-X1-180) berada dalam rentang nilai tertentu.

Dalam metode pengujian yang diuraikan di atas, objek yang digunakan adalah titik sembarang di lapangan yang luas (untuk mensimulasi situasi pengukuran sesungguhnya), bukan titik yang ditentukan posisinya secara tepat. Oleh karena itu, hasil pengujian di atas tidak memberikan jawaban terhadap pertanyaan “apakah nilai penunjukan sudut pada teodolit sesuai dengan nilai sebenarnya?”. Dengan kata lain, pengujian di atas tidak dapat dianggap sebagai kalibrasi.

Kalibrasi teodolit secara teoretis dapat dilakukan dengan dua cara:

  • membandingkan skala penunjukannya terhadap skala standar, misalnya rotary encoder;
  • menguji penunjukannya dengan membidik beberapa objek yang posisi angularnya diketahui dengan tepat.

Dalam praktiknya, kalibrasi teodolit seperti di atas sangat jarang dilakukan. Mungkin hanya dilakukan di pabrik pembuatnya pada saat teodolit tersebut diproduksi.

Kembali kepada metode pengujian teodolit yang diuraikan di atas, objek ujinya adalah titik-titik yang diletakkan secara sembarang di lapangan yang luas, dengan jarak hingga 100 m. Untuk menguji skala horisontal, empat atau lima objek diletakkan dalam rentang 360 °. Sedangkan untuk skala vertikal, tiga atau empat objek dalam rentang ± 30 °.

Dalam praktiknya, pengujian teodolit dapat dilakukan di dalam ruangan. Untuk mensimulasikan pengukuran objek yang jaraknya jauh, digunakan kolimator. Prinsip kerja kolimator dalam hal ini adalah mensimulasikan dua titik, masing-masing pada jarak dekat dan jarak sangat jauh (hampir tak berhingga). Kembali, mengacu kepada metode di atas, maka kolimator ini pun bukan standar ukur, sehingga tidak memerlukan kalibrasi. Yang perlu diuji dari kolimator tersebut hanyalah konsentrisitas titik dekat dan titik jauh dengan sumbu optisnya.

Secara teoretis, tentu ada perbedaan antara kondisi pengukuran di luar ruangan dengan di dalam ruangan. Di luar ruangan, khususnya di lapangan yang sangat tidak terkondisikan, terjadi gangguan optis yang sangat besar sehingga pengukuran di lapangan tidak bisa sepresisi pengukuran di dalam ruangan. Pengukuran di dalam ruangan tentunya dapat memberikan hasil yang lebih presisi, tetapi hal tersebut bukan berarti lebih baik; hasil yang lebih presisi tersebut justru tidak menggambarkan kondisi sebenarnya jika pengujian tersebut dilakukan di lapangan.

Sebagai jembatan antara metode baku (ISO 17123, di luar ruang) dengan metode modifikasi (menggunakan kolimator di dalam ruangan), semestinya ada semacam uji banding agar lab bisa mengestimasi seberapa besar perbedaan antara pengujian di luar ruang dan di dalam ruang.

Kesimpulan 1

  1. “Kalibrasi” teodolit menurut standar seri ISO 17123 bukanlah kalibrasi, melainkan pengujian kinerja. Oleh karena itu, layanan yang mengacu kepada metode ISO 17123 sebaiknya tidak disebut “kalibrasi”.
  2. Sarana pengujian teodolit menurut metode ISO 17123 adalah objek sembarang, sehingga tidak memerlukan kalibrasi. Jika menggunakan kolimator, maka kolimator tersebut tidak perlu dikalibrasi karena fungsinya bukan sebagai alat ukur.
  3. Lab yang melakukan pengujian teodolit di dalam ruang perlu membuat estimasi seberapa besar nilai ketidakpastian yang mungkin terjadi jika pengujian/pengukuran dilakukan di lapangan.

CMM

Mirip dengan pengujian teodolit, metode ISO 10360 adalah untuk pengujian kinerja CMM, bukan kalibrasi.

Ketepatan pengukuran sebuah CMM dipengaruhi oleh parameter dimensional berikut ini:

  • ketepatan skala pada sumbu x, y dan z;
  • ketegaklurusan antara pasangan sumbu x-y, y-z dan x-z;
  • kelurusan tiap-tiap sumbu x, y dan z;
  • “roll” pada tiap-tiap sumbu x, y dan z.

Semua parameter di atas mempengaruhi ketepatan pengukuran koordinat tiga dimensi pada CMM.

Perlu diingat bahwa CMM pada umumnya digunakan untuk mengukur parameter dimensional misalnya diameter, sudut, jarak antartitik, kelurusan, kesejajaran, kebundaran, dan parameter dimensional lainnya. Artinya, besaran yang diukur bukanlah besaran panjang pada satu dimensi, melainkan besaran pada tiga dimensi.

Pengujian yang mengacu kepada metode ISO 10360 pada dasarnya menguji parameter dimensional yang disebut di atas, tetapi tidak memberikan ketertelusuran langsung terhadap hasil pengukuran yang dilakukan oleh CMM tersebut nantinya. Contoh: jika CMM tersebut digunakan untuk mengukur diameter sebuah objek, sebetulnya CMM mengukur koordinat dari beberapa titik, lalu menghitung koordinat tersebut dalam matriks tiga dimensi untuk menentukan nilai diameter tersebut.

Pengujian parameter-parameter CMM seperti di atas baru dapat memberikan ketertelusuran jika nilai penyimpangan pada setiap parameter dimasukkan ke dalam perangkat lunak CMM dan otomatis diperhitungkan sebagai kompensasi. Namun, tidak ada hubungan langsung antara, misalnya, kesalahan pada posisi 10 mm di skala sumbu x, dengan pengukuran diameter sebesar 10 mm.

Secara teknis, maka pengujian CMM yang mengacu ke ISO 10360 hanya dapat disebut sebagai pengujian, jika hasil pengujian tersebut hanya penilaian kesesuaian terhadap batasan kesalahan yang diizinkan untuk tiap parameter secara terpisah.

Pengujian CMM seperti disebut di atas baru bisa disebut sebagai kalibrasi jika semua hasil pengukuran pada setiap parameter tersebut dimasukkan ke dalam perangkat lunak, dan perangkat lunak tersebut melakukan error mapping sehingga semua kesalahan tersebut terkompensasi dengan benar. Pada kenyataannya, jarang sekali sistem CMM yang mempunyai fasilitas ini; umumnya hanya CMM di lembaga metrologi kelas tinggi yang melakukannya. Jika pun hal tersebut dapat dilakukan, umumnya hanya dapat dilakukan oleh perusahan yang memproduksi CMM tersebut atau agen/distributornya, bukan lab kalibrasi umum.

Kesimpulan 2

  1. Pengujian CMM dengan metode ISO 10360 hanya dapat disebut sebagai “kalibrasi” jika nilai-nilai penyimpangan pada setiap paramater geometris dimasukkan ke dalam perangkat lunak CMM dan dipakai untuk melakukan kompensasi numerik.
  2. Jika tidak, maka layanan tersebut tidak bisa disebut “kalibrasi” dan sebaiknya disebut “pengujian”.

Praktik umum

Beberapa organisasi menggolongkan verifikasi CMM sebagai kalibrasi, bukan pengujian. Ada beberapa alasan, misalnya:

  1. Pelaksana verifikasi CMM umumnya adalah lembaga yang diakreditasi sebagai laboratorium kalibrasi (bukan laboratorium pengujian), sehingga mungkin akan terasa janggal jika salah satu layanan di dalam lingkup akreditasinya digolongkan sebagai “pengujian”.
  2. Tujuan verifikasi CMM adalah memastikan kebenaran hasil ukurnya (mirip dengan tujuan kalibrasi); walaupun nilai penunjukan CMM tidak bisa langsung dikoreksi, setidaknya ketidakpastian pengukurannya dapat dievaluasi berdasarkan data verifikasinya.

Terlepas dari alasan-alasan tersebut, kita tetap perlu membedakan penamaan kegiatan kalibrasi dan pengujian. Sebagai jalan tengah, mungkin pengujian CMM dan teodolit dapat disebut sebagai “pengukuran kinerja”, karena pengukuran masih berkait erat dengan kalibrasi.

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: