--> # Bagaimana Lingkungan Mempengaruhi Pengukuran - kahfiruspendi
Home Industri / Quality

Bagaimana Lingkungan Mempengaruhi Pengukuran

Pengukuran dipengaruhi oleh lingkungan, yang berarti kondisi dimana pengukuran dilakukan sangat kritis. Hampir selalu perlu untuk mengontrol suhu dan kelembapan. Mungkin juga ada persyaratan terkait debu, tekanan, dan pencahayaan.

Untuk memahami dengan baik toleransi yang sesuai untuk parameter ini, perlu mempertimbangkan toleransi spesifikasi produk dengan ketidakpastian pengukuran, termasuk pertimbangan kepekaannya terhadap variasi lingkungan.

Mungkin efek lingkungan yang paling mudah dipahami adalah cara ekspansi termal memengaruhi pengukuran dimensi. Pertimbangkan bahwa bagian paduan aluminium dengan panjang nominal 1m dengan toleransi +/- 0,01 mm diukur sehingga menghasilkan 99,98 mm.

Ini jelas di luar spesifikasi, bagaimanapun, baja mengembang kira-kira 0,01mm / m untuk setiap 1 C yang dipanaskan. Oleh karena itu, jika bagian tersebut dipanaskan sebesar 2 C dan diukur kembali, maka hasil pengukuran akan menunjukkan kesesuaian dengan spesifikasi.

Sesuai atau tidaknya bagian tersebut tidak bergantung pada seberapa hangatnya saat diukur. Pada kenyataannya, spesifikasi tersebut menyiratkan bahwa bagian tersebut harus berada dalam toleransi ketika berada pada suhu 20 C. Ini ditentukan dalam standar ISO 1 yang mudah diingat,

Tidak hanya suhu yang mempengaruhi dimensi produk. Banyak bagian polimer dan komposit bersifat higroskopis, artinya dapat menyerap kelembapan yang menyebabkan perubahan sifat fisiknya. Selain pengaruh lingkungan terhadap produk itu sendiri, parameter lingkungan juga mempengaruhi instrumen pengukuran. Untuk pengukur tradisional dan instrumen kontak, hal ini kemungkinan besar disebabkan oleh ekspansi termal dari komponen dalam instrumen tersebut.

Namun, untuk instrumen optik, yang menggunakan laser atau array CCD, segalanya menjadi lebih rumit. Indeks bias udara sangat dipengaruhi oleh suhu, tekanan, kelembaban dan konsentrasi karbondioksida. Oleh karena itu, perubahan parameter ini dapat menyebabkan sinar cahaya membengkok dan panjang gelombang laser berubah.

 

Ketidakpastian Pengukuran

Semua pengukuran memiliki ketidakpastian yang disebabkan oleh sumber seperti pengulangan, kalibrasi, dan lingkungan. Ketidakpastian gabungan dievaluasi dengan memperkirakan kontribusi dari masing-masing sumber dan kemudian menghitung ketidakpastian gabungan, yang tidak sesederhana menjumlahkan masing-masing sumber.

 Standar de facto untuk mengevaluasi ketidakpastian adalah Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM), yang mendefinisikan sumber ketidakpastian sebagai sumber Tipe A jika diestimasi dengan analisis statistik dari pengukuran berulang dan Tipe B jika diperkirakan menggunakan informasi lain.

Pengulangan, yang biasanya dievaluasi dengan membuat sejumlah pengukuran dan kemudian menghitung deviasi standar, akan menjadi sumber ketidakpastian Tipe A. Ketidakpastian standar referensi kalibrasi biasanya diambil dari sertifikat kalibrasi, menjadikannya sebagai ketidakpastian Tipe B.

Ketika beberapa sumber ketidakpastian digabungkan, ini biasanya menghasilkan ketidakpastian gabungan yang terdistribusi normal, karena teorema limit pusat . Membuat asumsi ini memungkinkan tingkat kepercayaan diestimasi, memberikan kisaran nilai tentang hasil pengukuran di mana kita dapat yakin bahwa nilai sebenarnya dari objek yang diukur terletak. Biasanya, kepercayaan 95% digunakan, yang berarti nilai sebenarnya berada dalam dua deviasi standar hasil pengukuran.

Sumber ketidakpastian dapat dicatat dan digabungkan dengan menggunakan anggaran ketidakpastian. Ini adalah tabel yang mencantumkan setiap sumber ketidakpastian dalam barisnya masing-masing dengan kolom untuk nilai, distribusi, koefisien sensitivitas (sesuatu yang akan dijelaskan sebentar lagi) dan efek yang dinormalisasi pada hasil pengukuran — yang dikenal sebagai ketidakpastian standar.

Banyak sumber umum, seperti pengulangan dan ketidakpastian standar kalibrasi, dapat digabungkan dengan cara yang relatif sederhana. Ini karena ada hubungan satu-ke-satu langsung antara kesalahan yang timbul dari salah satu sumber ini dan kesalahan dalam hasil pengukuran.

Jika sertifikat kalibrasi keluar sebesar 1mm, maka semua hasil pengukuran akan memiliki kesalahan 1mm yang disebabkan oleh ini selain kesalahan lain yang disebabkan oleh sumber ketidakpastian lainnya. Jika Anda bingung tentang perbedaan antara kesalahan dan ketidakpastian, bacalah pengantar saya tentang metrologi dan kualitas .

Dalam hal parameter lingkungan, hasil pengukuran efek tidak sesederhana itu. Penyimpangan suhu atau kelembapan satu unit mungkin tidak akan menghasilkan kesalahan satu unit dalam hasil pengukuran. Hal ini paling jelas terlihat jika besaran tidak memiliki satuan pengukuran yang sama, tetapi mungkin juga terjadi untuk sumber ketidakpastian yang memiliki satuan yang sama dengan hasil pengukuran. Cara perubahan kuantitas input seperti parameter lingkungan menghasilkan perubahan dalam hasil pengukuran dijelaskan oleh koefisien sensitivitas.

 

Koefisien Sensitivitas

Koefisien sensitivitas sangat penting untuk memahami efek lingkungan pada pengukuran. Dalam GUM, setiap sumber ketidakpastian dianggap sebagai kuantitas input. Hasil pengukuran adalah fungsi dari besaran masukan ini. Sensitivitas hasil pengukuran terhadap perubahan setiap besaran input dapat dihitung dari fungsi pengukuran.

Hal ini dijelaskan secara detail pada artikel saya tentang koefisien sensitivitas dimana saya menggunakan contoh pengukuran tinggi bangunan dengan menggunakan meteran dan klinometer. Hasil pengukuran adalah tinggi bangunan, H, yang diberikan dengan input besaran h 1 , tinggi klinometer; L , jarak horizontal di sepanjang tanah; dantheta , sudut, sesuai dengan fungsi pengukuran:

Terlepas dari nilai besaran masukan, kesalahan 1 mm dalam h 1 akan selalu menghasilkan kesalahan 1 mm dalam H. Ini berarti bahwa h 1 memiliki koefisien sensitivitas satu. Koefisien sensitivitas untuk dua besaran masukan lainnya bergantung pada nilai yang diambil besaran tersebut. Kesalahan dari 1mm di L tidak akan selalu menghasilkan error dari 1mm di H .

Oleh karena itu, kecuali sudut theta adalah 45 derajat, koefisien sensitivitas tidak sama dengan satu. Menggunakan kepekaan kalkulus dapat dihitung sebagai tan ( theta ) untuk L dan L detik 2 ( theta ) untuktheta , tetapi seringkali lebih mudah menggunakan perbedaan hingga untuk menemukan koefisien sensitivitas untuk nilai tertentu dari besaran masukan. Pendekatan ini jauh lebih intuitif.

Jika besaran masukan sudah diukur dengan nilai h 1 = 1.65m, L = 10 m dan theta = 58 ° maka hasil pengukuran, H adalah 17.653m. Perbedaan terbatas berarti membuat perubahan kecil ke salah satu kuantitas dan melihat efeknya.

Jika Ldinaikkan sebesar 10mm (ΔL = 10mm) maka ini menghasilkan perubahan ketinggian 16mm (ΔH = 16mm). Koefisien sensitivitas untuk panjang kira-kira ΔH / ΔL = 1,6. Perhatikan bahwa dalam kasus ini, kedua beda hingga memiliki satuan yang sama, sehingga koefisien sensitivitas tidak berdimensi.

Dengan menggunakan beda hingga untuk mencari koefisien sensitivitas sudut, kita dapat meningkatkan sudut sebesar 0,5 ° sehingga menghasilkan perubahan ketinggian 316mm, yang memberikan koefisien sensitivitas ΔH / Δθ = 632mm / derajat. Perhatikan bahwa di sini koefisien sensitivitas memiliki satuan yang memungkinkan satuan kuantitas konversi menjadi satuan hasil pengukuran.

 

Standar Laboratorium Quality Control

ISO 17025 menetapkan persyaratan umum untuk kompetensi laboratorium pengujian dan kalibrasi. Selain prosedur standar untuk mengelola laboratorium dan memelihara catatan, pengendalian lingkungan merupakan persyaratan utama.

Namun, standar tidak menentukan toleransi untuk parameter lingkungan. Sebaliknya, ia menyatakan bahwa “Pencahayaan dan kondisi lingkungan harus sedemikian rupa untuk memfasilitasi kinerja yang benar dari pengujian dan / atau kalibrasi.

Laboratorium harus memastikan bahwa kondisi lingkungan tidak membuat hasil tidak valid atau mempengaruhi kualitas pengukuran yang dipersyaratkan. Ini berarti tanggung jawab teknisi kualitas untuk menentukan kondisi lingkungan apa yang diperlukan untuk mendapatkan pengukuran kualitas yang memadai untuk membuktikan ketidaksesuaian dengan spesifikasi produk.

Inilah mengapa pemahaman tentang prinsip-prinsip ketidakpastian, seperti koefisien sensitivitas, seperti yang dijelaskan di atas, menjadi sangat penting.

ISO 1725 menarik perhatian pada kemandulan biologis, debu, gangguan elektromagnetik, radiasi, kelembaban, suplai listrik, suhu, dan tingkat suara dan getaran sebagai kondisi lingkungan yang berpotensi mempengaruhi kualitas pengukuran.

Ini akan tergantung pada jenis pengukuran yang dilakukan. Standar ini juga mengamanatkan bahwa kondisi lingkungan dipantau dan dicatat, dan pengujian kalibrasi Anda tidak boleh dilakukan jika kondisi lingkungan membahayakan hasil pengujian.

Spesifikasi umum untuk lab metrologi mungkin mencakup suhu yang diatur kurang dari 1 ° C pada 20 ° C dan kelembapan relatif kurang dari 5 persen. Namun, menerapkan aturan praktis seperti itu secara membabi buta tidak bisa dianggap sebagai praktik yang baik. Yang penting adalah bahwa semua pengaruh signifikan pada pengukuran yang akan dilakukan telah dipertimbangkan dan tidak ada pengaruh yang diizinkan untuk menyimpang sedemikian rupa sehingga ketidakpastian pengukuran mencapai tingkat yang tidak dapat diterima. Yang terpenting, keputusan tidak boleh diambil tanpa validitas statistik dengan mempertimbangkan ketidakpastian pengukuran.

 


No comments:

Post a Comment

to Top