Akurasi, Presisi dan Ketidakpastian Pengukuran

Kesalahan (errors)
Tiga jenis kesalahan umum terjadi pada pengukuran laboratorium: kesalahan acak, kesalahan sistematis, dan kesalahan kotor.

Kesalahan acak (atau tak tentu) disebabkan oleh fluktuasi variabel yang tidak terkendali mempengaruhi hasil eksperimen. Misalnya, fluktuasi udara terjadi saat siswa membuka dan menutup pintu laboratorium menyebabkan perubahan dalam pembacaan tekanan. Sejumlah hasil pengukuran cukup banyakData terdistribusi merata yang berserakan di sekitar nilai rata-rata atau mean. Data hamburan positif dan negatif ini merupakan karakteristik dari kesalahan acak. Perkiraan standar deviasi (rentang kesalahan untuk kumpulan data) sering dilaporkan dengan pengukuran karena kesalahan acaksulit dihilangkan.  

Kesalahan sistematik adalah kesalahan instrumental, metodologis, atau pribadi menyebabkan data "miring", yang secara konsisten menyimpang dalam satu arah dari nilai sebenarnya.Contoh kesalahan sistematis: hasil kesalahan instrumental saat spektrometer melayang menjauh dari pengaturan yang dikalibrasi; Kesalahan metodologis dibuat dengan menggunakan indikator yang salah untuk sebuah titrasi asam basa; dan kesalahan pribadi terjadi saat sebuah eksperimen hanya mencatatnya saja angka untuk digit terakhir dari volume buret. Kesalahan sistematik dapat diidentifikasi dan dieliminasi setelah melakukan pemeriksaan secara cermat terhadap metode eksperimental, kalibrasi silang instrumen, dan teknik pemeriksaan.

Kesalahan kotor disebabkan oleh kecerobohan percobaan atau kegagalan peralatan.

Presisi (Ketepatan) dalam Pengukuran
Kumpulan data pengukuran berulang sering dinyatakan dalam suatu angka sebagai perwakilan tunggal yang disebut rata-rata. Mean (x_rata-rata) adalah jumlah pengukuran individu (x_i) dibagi dengan jumlah pengukuran (N).                      

Presisi dihitung dengan menghitung deviasi rata-rata (untuk kumpulan data dengan 4 atau pengukuran berulang yang lebih sedikit) atau standar deviasi (untuk kumpulan data dengan 5 atau lebih pengukuran). Presisi adalah kebalikan dari ketidakpastian hasil data yang tersebar luas dalam jumlah besar rata-rata atau standar deviasi yang menunjukkan ketepatan yang buruk. Catatan: Kedua perhitungan tersebut mengandung penyimpangan atau deviasi dari rata-rata (x_i – x_rata-rata), perbedaan antara nilai eksperimen individual dan nilai rata-rata.
Penyimpangan/deviasi rata-rata, ΔX_rarat-rata, digunakan bila kumpulan data mengandung kurang dari 5 kali berulang pengukuran. Penyimpangan rata-rata kecil menunjukkan titik data berkerumun di sekitar titik pertengahan dan menunjukkan bahwa pengkuran itu  presisi.

Nilai absolutnya diambil dari penyimpangan dari mean |x_i – x_rata-rata|, jadi tidak ada informasi yang didapat tentang arah kesalahan. 

Deviasi rata-rata relatif (Ketidakpastian Relatif) dibagi rata-rata deviasi (ketidakpastian mutlak) dengan nilai rata-rata dan kemudian dinyatakan sebagai persentase digunakan untuk mengungkapkan akurasi/ketelitian pengukuran:

Untuk kumpulan data dengan pengukuran 5 atau lebih, perkiraan standar deviasi (KETIDAKPASTIAN MUTLAK) (s), digunakan untuk ungkapkan ketepatan/presisi pengukuran. Jumlah derajat kebebasan (N - 1) adalah jumlah pengukuran dikurangi satu. Perkiraan standar deviasi sering digunakan di laboratorium ketika siswa mengumpulkan data mereka.

Hasil Akurasi
Keakuratan suatu hasil dapat dihitung dengan menghitung persen kesalahan. Persentase Kesalahan hanya bisa ditemukan jika nilai sebenarnya diketahui. Meski kesalahan persennya biasanya ditulis sebagai nilai absolut, dapat dinyatakan negatif atau tanda positif untuk menunjukkan arah kesalahan dari nilai sebenarnya.   

Meskipun seperangkat pengukuran mungkin memiliki penyimpangan standar yang sangat kecil (presisi tinggi),hasil yang dihitung bisa jadi tidak akurat karena kesalahan sistematik. Pada waktu bersamaan,Pengukuran eksperimental dengan deviasi standar yang besar (presisi buruk) secara acak. Kesalahan masih bisa memberikan hasil rata-rata mendekati nilai sebenarnya. Sebuah eksperimen yang bagus menentukannya tujuan pada kedua presisi dan akurasi saat melakukan pengukuran.

KLIK DI SINI UNTUK MEMAHAMI CONTOH SOAL