Dari segi konsep pengukuran, baik karena keterbatasan alat ukur maupun kondisi lingkungan, maka setiap pengukuran diasumsikan selalu menghasilkan hasil pengukuran yang tidak benar. Misalnya suatu pengukuran tegangan ditulis V volt, artinya alat ukur kita menunjukkan nilai 10,5 volt. Suatu alat ukur dikatakan akurat jika mempunyai ketelitian yang baik, yaitu jika hasil pengukurannya menunjukkan sedikit ketidakpastian.
Suatu alat ukur dikatakan akurat apabila alat ukur tersebut dapat menghasilkan hasil pengukuran yang sama seperti semula pada saat melakukan pengukuran besaran fisis tertentu secara berulang-ulang. Oleh karena itu, sifat presisi suatu alat ukur bergantung pada resolusi dan stabilitas alat ukur tersebut. Suatu alat ukur dikatakan mempunyai resolusi yang tinggi/baik apabila alat tersebut dapat mengukur perubahan nilai besaran fisis terhadap skala.
Stabilitas alat ukur berkaitan dengan kestabilan hasil pengukuran/hasil pembacaan, bebas dari pengaruh variasi acak. Jadi alat ukur yang baik harus mempunyai ketelitian yang baik dan juga harus memberikan ketelitian yang tinggi. Selain ketelitian dan presisi, alat ukur juga harus mempunyai sensitivitas yang tinggi.
Jika ketidakpastian pengukuran di atas merupakan kesalahan ½ skala terkecil, berarti skala terkecil alat ukur (voltmeter) yang diperlukan untuk mendapatkan hasil akurat yang sama dengan pengukuran V 2 adalah 1.
RALAT SISTEMATIS DAN RALAT ACAK
Ralat Kalibrasi
Kalibrasi dapat menggunakan langkah-langkah seperti berikut. a) Hasil pengukuran alat dibandingkan dengan acuan (standar) yaitu standar internasional. Apabila hal tersebut tidak dapat dilakukan,.. c) Hasil pengukuran dapat dibandingkan dengan hasil lain yang dapat dijadikan acuan, misalnya hasil perhitungan teoritis. Jika alat ukur tidak mempunyai respon yang baik maka hasil pengukuran akan terpengaruh oleh kesalahan sistematik tersebut.
Kegagalan fungsi ini bisa disebabkan oleh alat yang sudah lelah (fatigue), misalnya pegas yang digunakan pada jarum penunjuk sudah lama digunakan dan menjadi lunak. Atau karena adanya pengaruh gesekan antar komponen alat sehingga alat tidak lagi dapat berfungsi dengan baik. Seringkali pengamat tidak selalu melihat skala ukur dengan benar (mata tidak tegak lurus terhadap skala bacaan), namun terdapat efek paralaks yang mempunyai efek sistematis.
Cara terbaik untuk mengetahui ada atau tidaknya kesalahan sistematik adalah dengan menggunakan metode pengukuran yang berbeda dan menggunakan alat ukur, kemudian kita akan menganalisisnya untuk mengetahui kontribusi kesalahan sistematik. Selanjutnya dengan mengetahui kemungkinan terjadinya kesalahan maka kita dapat mengarahkan pengukuran yang baik, yaitu memperkecil kontribusi kesalahan/ketidakpastian pengukuran. Pada tahap pengolahan data dari hasil pengukuran dilakukan perhitungan yang melibatkan proses reduksi data.
Reduksi data disini maksudnya adalah dari banyaknya data yang diperoleh melalui pengukuran, mungkin hanya diperlukan sebagian data akhir yang diperoleh, misalnya melalui perhitungan/rumus. Untuk melakukan reduksi data dengan benar, Anda kemudian harus memperhatikan ketidakpastian setiap variabel fisik (data) yang terlibat, apakah perhitungan yang dilakukan mematuhi aturan angka penting, dan ketidakpastian setiap variabel yang terlibat. Variabel fisik (propagasi kesalahan) diperhitungkan.
ATURAN MELAPORKAN HASIL UKUR
Jika kita menuliskan hasilnya seperti ini tentu tidak logis karena keakuratan nilai tegangan (V) dan arus (I) sendiri kurang dari 2 angka desimal. Ketidakpastian pengukuran biasanya hanya mencakup satu digit paling meragukan setelah koma. Digit penting terakhir dari hasil total biasanya mempunyai urutan yang sama (dalam tempat desimal yang sama) dengan ketidakpastian.
Menurut aturan poin pertama di atas, ketidakpastian 0,3 berarti angka 3 adalah angka yang paling diragukan dan menurut poin kedua hasil tersebut harus dilaporkan dengan satuan x.
ATURAN KONVERSI
ANGKA PENTING
Untuk menghindari salah tafsir, hasil pengukuran dengan jumlah digit yang banyak hendaknya dinyatakan dalam notasi ilmiah. Mengukur panjang suatu benda dengan menggunakan alat dengan skala terkecil 1 mm, menunjukkan bilangan sengketa dari alat tersebut. Skala alat yang paling kecil adalah 1 mm, maka bilangan yang diragukan adalah angka kedua setelah koma jika hasil pengukuran dinyatakan dalam cm, sedangkan bilangan yang benar adalah angka pertama setelah koma (sesuai skala terkecil dari alat tersebut). alat).
Oleh karena itu, besaran panjang suatu alat ukur dengan skala terkecil 1 mm misalnya dinyatakan sebagai: L cm mempunyai empat angka penting yaitu 1, 5, 2 dan 5.
ATURAN ANGKA PENTING UNTUK PERHITUNGAN
Pembagian dan Perkalian
Hasil perhitungannya harus mempunyai angka penting yang lebih besar dari angka terkecil yang mengandung angka yang masih dapat dipercaya.
Penjumlahan dan Pengurangan
ATURAN PEMBULATAN ANGKA
MEMPERKIRAKAN KETIDAKPASTIAN
Ralat Pengukuran Langsung
Apabila nilai suatu besaran fisis dapat diukur secara langsung, maka ketidakpastian hasil pengukuran dapat diperoleh dengan dua cara, yaitu ketidakpastian ½ skala terkecil alat dan kesalahan standar deviasi. Seringkali karena keterbatasan waktu atau alat ukur, atau kita yakin alat tersebut memiliki ketelitian yang sangat baik, kita hanya melakukan satu kali pengukuran (single pengukuran). Misal sebuah voltmeter mempunyai skala minimal 2 mV (lihat gambar 1.3), maka nilai errornya dapat diambil menjadi 1 mV yaitu 1.
Pembacaan skala pada voltmeter dengan skala minimal 2 mV. Untuk mengurangi kontribusi efek kesalahan acak, biasanya dilakukan pengukuran berulang. Ketidakpastian yang kita peroleh ketika kita menghitung rata-rata hasil pengukuran dalam teknik statistik disebut dengan standar deviasi. Misalnya, ada N pengukuran untuk besaran fisis X1,
Rumus simpangan baku (1,8) di atas digunakan secara statistik jika jumlah datanya cukup kecil yaitu kurang dari 20 titik data (20 pengukuran pengumpulan data), sehingga rumus simpangan baku di atas disebut simpangan baku sampel.
Ralat Pengukuran Tak Langsung
SELEKSI METODE PENGUKURAN
Oleh karena itu, disimpulkan bahwa metode kedua P = IV lebih baik dalam menghitung besarnya rugi-rugi daya dibandingkan metode pertama.
DASAR TEORI
Standar Untuk Panjang
Atom Krypton-86 tersedia dimana-mana, semuanya identik dan memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang sama. Panjang gelombang yang dipilih untuk standar merupakan karakteristik unik kripton-86 dan dapat ditentukan dengan jelas, dan isotop juga dapat diperoleh dalam bentuk murni.
Standar untuk Massa
Standar untuk Waktu
Akurasi ini sekitar seratus kali lebih baik daripada akurasi yang dapat dicapai pada pembacaan jam tangan kuarsa dari pengamatan astronomi. Untuk memenuhi kebutuhan standar waktu yang lebih baik, jam atom telah dikembangkan di beberapa negara yang menggunakan getaran atom periodik sebagai standarnya. Jenis jam atom khusus, berdasarkan frekuensi karakteristik isotop atom cesium-133, telah digunakan di Laboratorium Fisika Nasional, Inggris sejak tahun 1955.
Pada tahun 1967, jam kedua berdasarkan jam cesium diterima sebagai standar internasional oleh Konferensi Umum Ketigabelas tentang Berat dan Ukuran. Hal ini akan meningkatkan akurasi pengukuran waktu sepuluh kali lipat hingga dua belas kali lipat, sekitar seribu kali lebih baik dibandingkan akurasi metode astronomi.
KEGIATAN PERCOBAAN
Mengukur Waktu a. Tujuan percobaan
Mengukur Massa a. Tujuan percobaan
KETIDAKPASTIAN DAN PENGUKURAN
Kegiatan Praktikum 1: Pengukuran Panjang a. Hasil Pengamatan
Kegiatan Praktikum 2: Pengukuran Waktu a. Hasil Pengamatan
Kegiatan Praktikum 3: Pengukuran Massa a. Hasil Pengamatan
