[LAPORAN PRAKTIKUM] PRESISI DAN AKURASI | BIOMETRI

Presisi dan Akurasi

A. Latar Belakang

Pengukuran dalam pengambilan sampel pada suatu penelitian merupakan satu hal yang sangat penting. Namun dalam pengukuran yang dilakukan seringkali terjadi kesalahan atau pun perbedaan yang sangat jauh pada beberapa pengulangan yang dilakukan. Hal tersebut sangat erat kaitannya dengan presisi dan akurasi suatu data hasil pengamatan.

All experimental data have associated uncertainties that ultimately limit the conclusions one can make. For example, one may wish to determine if soe parameter varies linierly as second parameter is varied. Whether one can determine that the variation is a linear relationship from a particular set of data depends on how certain one is about the measured values  of each of the two paraeters. Uncertainty is a part of the experimental process, no metter how hatd one tries to minimize it. Thus, it is important to express uncertainty clearly when giving experimental results. (In many cases, this quality of an experiment is called “error”, but it is no “error” in the common sense of the word, so it prefer the word “uncertainty” for this quantity).

Accuracy

When the value of a parameter is determined experimentally, one must make some assessment of the “correctness” of the determination. Accuracy is a measure of the agreement of a particular measurement with the “true” (or “accepted”) value of the parameter under the conditions. Accuracy has a sign that indicates whether the experimentally measured calue is high (+) or low (-), compered to the true value (Anonym, 2012).

Systematic Errors and Accuracy 

The discrepancy between an accepted  value of a parameter and an experimentally measured value results from deviations in the manner in which the measurement is carried out.  No two measurements are exactly the same. Some deviations can be controlled and some cannot.  Those that can, in principle, be controlled by careful adjustment of the experimental procedure are systematic errors.  They definite values that can, in principle, be measured and corrected.  Systematic errors are sometimes called  determinate errors.  The most common types error are instrumental error, operator error, and method error. 

Such errors are often unidirectional, so they slant the result of the measurement.  If that is the case,  the experiment is said to have a  bias.  Systematic errors can be corrected only after  the nature of the bias is identified.  A common determinate error is an incorrectly calibrated instrument that systematically gives results that are either too high or  too low.  Recalibration of the apparatus should correct this kind of error.  In this laboratory, many of the instruments are calibrated before one makes a determination of the value of some unknown parameter.  Failure to calibrate the instrument properly is a major source of determinate error (Anonym, 2012).

Precision

Presisi menyatakan seberapa dekat nilai hasil dua kali atau lebih pengulangan pengukuran. Semakin dekat nilai-nilai hasil pengukuran maka semakin presisi pengukuran tersebut (Anonym1, 2012).

Gambar 1. a. Presisi dan akurasi tinggi; b. Presisi rendah, akurasi tinggi; c. Presisi tinggi, akurasi rendah; d. Presisi dan akurasi rendah

Septiani (2012) menyatakan bahwa presisi adalah derajat kedekatan kesamaan pengukuran antara satu dengan lainnya. Jika hasil pengukuran saling berdekatan (mengumpul) maka dikatakan mempunyai presisi tinggi dan sebaliknya jika hasil pengukuran menyebar maka dikatakan mempunyai presisi rendah. Presisi diindikasikan dengan penyebaran distribusi probabilitas. Distribusi yang sempit mempunyai presisi tinggi dan sebaliknya. Ukuran presisi yang sering digunakan adalah standar deviasi. Presisi tinggi nilai standar deviasinya kecil dan sebaliknya.

Terdapat beberapa hal yang dapat menyebabkan terjadinya kesalahan dalam melakukan pengukuran, antara lain:

1. Kesalahan karena alam: terjadi perubahan kondisi lingkungan ketika dilakukan pengukuran. Contoh perubahan temperatur yang mempengaruhi hasil pengukuran jarak dengan menggunakan pita ukur.
2. Kesalahan karena alat (instrumental errors): ketidaksempurnakan konnstruksi dan kalibrasi alat. Contohnya kesalahan dalam pembagian skala.
3. Kesalahan karena pengukur (personal errors): keterbatasan pengukur dalam melakukan pengamatan (kemampuan untuk mendapatkan hasil yang berulang). Contoh kecerobohan pengukur dalam melakukan pengukuran (Septiani, 2004).

Teknik sampling merupakan hal yang sangat penting dalam sebuah penelitian. Keterwakilan populasi oleh sampel sangat dipengaruhi oleh teknik pemilihan sampel yang digunakan. Teknik pemilihan sampel yang digunakan harus sesuai dengan kondisi populasi yang sebenarnya. Kesalahan dalam pemilihan teknik sampling akan dapat memberikan hasil yang kurang akurat. Apabila hal ini terjadi maka hasil penelitian akan diragukan kebenarannya.

Perlu dipahami bahwa data yang diperoleh dari sampel penelitian sebenarnya hanyalah merupakan perkiraan terhadap nilai parameter. Dengan demikian perlu dipilih jenis teknik sampling yang sesuai dengan kondisi populasi sehingga hasil penelitian memiliki nilai akurasi yang tinggi terhadap nilai parameter.

Teknik  sampling dalam penelitian  dibedakan menjadi  2 kelompok,  yaitu : teknik sampling acak dan  teknik sampling non acak. Teknik sampling acak  dalampemilihan anggota sampel didasarkan atas peluang,  sehingga disebut  juga teknik sampling dengan  probabilitas. Sebaliknya  teknik  sampling  non acak dalam pemilihan anggota sampelnya tidak didasarkan atas nilai peluang namun lebih sering dengan  pendekatan yang sifatnya cenderung subyektif. Teknik sampling acak dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu  : acak sederhana  (simple random sampling), acak bertingkat  (stratified  random sampling)  dan acak kelompok  (cluster random sampling). Sedangkan  teknik sampling non acak dikelompokkan menjadi  : teknik sampling purposif, accidental  dan quota (Sumanto, 2009).

Dengan demikian permasalahan yang diangkat pada praktikum kali ini adalah bagaimana presisi dan akurasi pengukuran tegel dan tetesan air mahasiswa Pendidikan Biologi Semester 5?

Adapun tujuan dilakukannya praktikum ini adalah untuk mengukur tingkat keakuratan dan presisi pengukuran mahasiswa Pendidikan Biologi Semester 5.

B. Metodologi

Alat yang digunakan dalam praktikum ini cukup sederhana. Untuk kasus pertama (pengukuran panjang dan lebar tegel) alat yang digunakan adalah penggaris dengan tingkat ketelitian 0,1 mm dan kalkulator. Sementara untuk kasus yang kedua (pengukuran berat tetesan air) alat yang digunakan adalah sebuah pipet tetes, 1 pipet ukur 5ml, dua buah gelas beaker, neraca digital dan kalkulator.

Sedangkan bahan yang digunakan adalah tegel di sekitar laboratorium Biologi FKIP Untan dan air.

Prosedur Pengamatan

1. Kasus 1 (Pengkuran panjang dan lebar tegel)

Dilakukan pengukuran panjang dan lebar tegel yang ada di sekitar laboratorium dengan menggunakan penggaris dengan tingkat ketelitian 0,1 mm. Pengukuran dilakukan terhadap 50 sampel tegel. Data hasil pengukuran dicatat ke dalam log book. Selanjutnya data dianalisis untuk menentukan rerata (mean) dan standar deviasi.

2. Kasus 2 (Pengukuran massa tetesan air)

Pengukuran massa air dilakukan dengan dua perlakuan yang berbeda. Pertama setiap anggota kelompok melakukan pengukuran massa air dengan menggunakan pipet tetes biasa. Air diteteskan sebanyak lima tetes dan ditimbang dengan menggunakan neraca digital. Hal ini dilakukan pengulangan sebanyak lima kali untuk semua anggota kelompok. Kedua, pengukuran dilakukan dengan menggunakan pipet ukur 5ml. Prosedur yang digunakan sama seperti perlakuan pertama, hanya saja pipet tetes diganti dengan menggunakan pipet ukur 5ml. Data hasil pengamatan dimasukkan ke dalam tabel dalam log book. Selanjutnya data dianalisis untuk menentukan modus, median, mean dan standar deviasi. Analisis data ini dilakukan untuk setiap data perlakuan anggota kelompok dan data kelompok secara keseluruhan.

C. Data dan Pembahasan

Data Pengamatan

Kasus 1. Pengukuran panjang dan lebar tegel

Tabel 1. Analisis data pengukuran panjang dan lebar tegel

 

 

 

Pembahasan

Presisi dan akurasi dalam suatu penelitian ilmiah merupakan suatu hal yang sangat penting. Tinggi rendahnya presisi dan akurasi akan menentukan keabsahan data hasil pengukuran. Pada kasus ini, presisi dan akurasi pengukuran dilakukan dengan mengukur panjang dan lebar tegel yang selanjutnya digunakan untuk menentukan luas tegel. Secara umum tegel yang digunakan untuk lantai berukuran 30 cm x 30 cm. Namun kenyataannya berbeda setelah dilakukan pengukuran terhadap 50 tegel yang dipilih secara acak di area sekitar laboratorium Pendidikan Biologi Untan. 

Jika ditinjau dari panjang tegel, sebaran datanya tidak normal. Hal ini dapat kita lihat pada grafik 1. Persebaran data yang tidak normal ini menunjukkan perbedaan data yag terlalu besar atara satu data dengan yang lainnya. Selain itu, penyimpangannya juga besar dari data normal.

Berdasarkan hasil perhitungan standar deviasi, diperoleh standar deviasi sebesar 2,7343. Karena angka yang didapatkan di bawah 5, dengan demikian pengukuran ini terhitung memiliki presisi yang tinggi.  Sementara Standar erro yang diperoleh adalah 0,38. Artinya kesalahan penghitungan sangat kecil. Namun demikian sebaran data luas tegel yang diperoleh tidak beraturan. Arinya tingkat akurasi masih sangat kecil.

Selain pembuktian tingkat akurasi dan presisi dengan menggunakan penghitungan panjang dan luas tegel yang standarnya telah diketahui, pengujian lain adalah dengan menggunakan pipet tetes. Kasus kedua ini lebih mengarah kepada tingkat akurasi dan presisi seseorang dalam melakukan pekerjaan (khususnya penetesan cairan dengan pipet tetes). 

Sebaran data massa air dengan menggunakan pipet tetes dan pipet ukur 5 ml mengikuti distribusi data normal. Hal ini dikarenakan tingkat presisi dan akurasi testee cukup baik. Jika dilihat dari standar deviasinya, testee dengan standar deviasi paling tinggi adalah Riki Risandi dengan nilai 1,351. Namun angka ini masih terbilang kecil.

Pengulangan pengukuran pada penelitian pada dasarnya rentan akan terjadinya kesalahan. Kesalahan yang terjadi menyebabkan data yang diperoleh tidak mengikuti distribusi normal. Selain itu juga akan menyebabkan tingkat presisi dan akurasi yang rendah.

KESIMPULAN

Pengukuran yang berulang akan menyebabkan terjadinya kesalahan baik secara disengaja maupun tidak disengaja. Kesalahan ini mempengaruhi tingkat presisi dan akurasi pengukuran. Tingkat presisi dan akurasi pengukuran mahasiswa pendidikan biologi cukup baik, hal ini terlihat dengan standar deviasi setiap pengukuran yang berada di bawah angka 5. 

REFERENSI

Anonym. 2012. Uncertainty, Precision and Accuracy. www.udel.edu/pchem/C446/error.pdf. (Diunduh: 8 Oktober 2012).

Anonym1. 2012. Apendiks A  Akurasi, Presisi dan Nilai Penting. http://labdasar.ee.itb.ac.id/lab/EL2140/0809/modul%20baru/Apendiks.pdf (Diunduh: 8 Oktober 2012).

Septiani, Ervina. 2012. Teori Ketidakpastian dan Angka Penting. http://ervinaseptiani.blogspot.com/2012_01_01_archive.html (Diakses: 8 Oktober 2012).

Sumanto. 2009. Menentukan Ukuran Sampel. http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._MATEMATIKA/196412051990031-BAMBANG_AVIP_PRIATNA_M/MENENTUKAN_UKURAN_SAMPEL.pdf (Diakses: 8 Oktober 2012).