KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN

Penyebab ketidakpastian hasil pengukuran ada tiga, yaitu kesalahan umum, kesalahan sistematik, dan kesalahan acak

1.    Kesalahan Umum

Kesalahan umum adalah kesalahan yang disebabkan keterbatasan pada pengamat saat melakukan pengukuran.

Kesalahan ini dapat disebabkan karena kesalahan membaca skala kecil, dan kekurangterampilan dalam menyusun dan memakai alat, terutama untuk alat yang melibatkan banyak komponen.

2.    Kesalahan Sistematik

Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang disebabkan oleh alat yang digunakan dan atau lingkungan di sekitar alat yang memengaruhi kinerja alat. Misalnya, kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan komponen alat atau kerusakan alat, kesalahan paralaks, perubahan suhu, dan kelembaban.

a.    Kesalahan Kalibrasi

Kesalahan kalibrasi terjadi karena pemberian nilai skala pada saat pembuatan atau kalibrasi (standarisasi) tidak tepat. Hal ini mengakibatkan pembacaan hasil pengukuran menjadi lebih besar atau lebih kecil dari nilai sebenarnya. Kesalahan ini dapat diatasi dengan mengkalibrasi ulang alat menggunakan alat yang telah terstandarisasi.

 

b.    Kesalahan Titik Nol

Kesalahan titik nol terjadi karena titik nol skala pada alat yang digunakan tidak tepat berhimpit dengan jarum penunjuk atau jarum penunjuk yang tidak bisa kembali tepat pada skala nol. Akibatnya, hasil pengukuran dapat mengalami penambahan atau pengurangan sesuai dengan selisih dari skala nol semestinya. Kesalahan titik nol dapat diatasi dengan melakukan koreksi pada penulisan hasil pengukuran.

 

c.    Kesalahan Komponen Alat

Kerusakan pada alat jelas sangat berpengaruh pada pembacaan alat ukur. Misalnya, pada neraca pegas. Jika pegas yang digunakan sudah lama dan aus, maka akan berpengaruh pada pengurangan konstanta pegas. Hal ini menjadikan jarum atau skala penunjuk tidak tepat pada angka nol yang membuat skala berikutnya bergeser.

 

d.    Kesalahan Paralaks

Kesalahan paralaks terjadi bila ada jarak antara jarum penunjuk dengan garis-garis skala dan posisi mata pengamat tidak tegak lurus dengan jarum.

 

 

3.    Kesalahan Acak

Kesalahan acak adalah kesalahaan yang terjadi karena adanya fluktuasifluktuasi halus pada saat melakukan pengukuran.

Kesalahan ini dapat disebabkan karena adanya gerak brown molekul udara, fluktuasi tegangan listrik, lkitasan bergetar, bising, dan radiasi.

 

a.    Gerak Brown Molekul Udara

Molekul udara seperti kita ketahui keadaannya selalu bergerak secara tidak teratur atau rambang. Gerak ini dapat mengalami fluktuasi yang sangat cepat dan menyebabkan jarum penunjuk yang sangat halus seperti pada mikrogalvanometer terganggu karena tumbukan dengan molekul udara.

 

b.    Fluktuasi Tegangan Listrik

Tegangan listrik PLN atau sumber tegangan lain seperti aki dan baterai selalu mengalami perubahan kecil yang tidak teratur dan cepat sehingga menghasilkan data pengukuran besaran listrik yang tidak konsisten.

 

c.    Lkitasan yang Bergetar

Getaran pada lkitasan tempat alat berada dapat berakibat pembacaan skala yang berbeda, terutama alat yang sensitif terhadap gerak. Alat seperti seismograf butuh tempat yang stabil dan tidak bergetar. Jika lkitasannya bergetar, maka akan berpengaruh pada penunjukkan skala pada saat terjadi gempa bumi.

 

d.    Bising

Bising merupakan gangguan yang selalu kita jumpai pada alat elektronik. Gangguan ini dapat berupa fluktuasi yang cepat pada tegangan akibat dari komponen alat bersuhu.

 

e.    Radiasi Latar Belakang

Radiasi gelombang elektromagnetik dari kosmos (luar angkasa) dapat mengganggu pembacaan dan menganggu operasional alat. Misalnya, ponsel tidak boleh digunakan di SPBU dan pesawat karena bisa mengganggu alat ukur dalam SPBU atau pesawat. Gangguan ini dikarenakan gelombang elektromagnetik pada telepon seluler dapat mengasilkan gelombang radiasi yang mengacaukan alat ukur pada SPBU atau pesawat.

KETIDAKPASTIAN MUTLAK DAN RELATIF

Telah kita ketahui bersama baik pengukuran tunggal maupun berulang, hasilnya dilaporkan : 

Ketidakpastian mutlak (Δx) berhubungan dengan ketepatan pengukuran, makin kecil ketidakpastian mutlaknya makin tinggi ketepatan pengukuran tersebut.

Cara lain untuk menyatakan ketidakpastian suatu besaran ialah menggunakan ketidakpastian relatif yang tidak memiliki satuan, ketidakpastian relatif sering dinyatakan dalam persen. Ketidakpastian relatif berhubungan dengan ketelitian pengukuran : makin kecil ketidakpastian relatif, makin tinggi ketelitian pengukuran tersebut

KETIDAKPASTIAN RELATIF

yaitu perbandingan ketidakpastian pengukuran berulang dengan nilai rata-rata pengukuran.

Aturan banyaknya angka yang dapat dilaporkan dalam pengukuran berulang adalah sebagai berikut.

• relatif 10 % berhak atas dua angka
• relatif 1%berhak atas tiga angka
• relatif 0,1% berhak atas empat angka

Contoh menentukan ketelitian dua pengukuran kuat arus :
I₁= (10 ± 0,05) mA dan I₂ = (20 ± 0,05) mA

Ketidakpastian relatif I₁ = 0,05/10 × 100% = 0,5%

           dan

ketidakpastian relatif I₂ = 0,05/20 × 100% = 0,25 %.

Perhitungan Ketidakpastian

 

Dalam fisika sering dijumpai perhitungan yang melibatkan beberapa besaran hasil pengukuran yang mengandung nilai ketidak pastian. Hal ini berarti bahwa perhitungan juga melibatkan ketidak pastian. Ada empat aturan dasar dalam perhitungan yang melibatkan teori ketidakpastian fisika.

1.    Aturan Penjumlahan dan Pengurangan

Jika dua besaran dijumlahkan atau dikurangkan aturannya adalah tambahkan ketidakpastian mutlaknya. Secara matematis dituliskan :

2.   Aturan Perkalian dan Pembagian

Jika dua besaran terlibat operasi perkalian dan pembagian maka tambahkan ketidak pastian relatifnya.

3.    Aturan Pangkat

Aturan pangkat sebenarnya sama dengan aturan perkalian, namun karena yang dikalikan adalah bilangan yang sama maka secara sederhana dapat dituliska sebagai berikut.

4.    Aturan Perkalian dengan Konstanta

Jika nilai hasil pengukuran yang mengandung ketidak pastian relatif dikalikan dengan sebuah konstanta maka ketidak pastian relatif tidak ikut dikalikan. Tetapi jika hasil pengukurannya mengandung ketidak pastian mutlak maka nilai ketidak pastian harus ikut dikalikan dengan konstanta.

 













Ok guys...sampai disini dulu ya...tunggu postingan berikutnya...