Dahulu, mengukur sesuatu masih menggunakan metode pengukuran konvensional seperti menggunakan jengkal, hasta, maupun langkah kaki. Namun hal tersebut dinilai kurang pasti, sehingga akhirnya memunculkan inovasi alat pengukuran yang pasti seperti penggaris, meteran jangka sorong dan sebagainya. Dalam ilmu fisika, pengukuran yang akurat harus berpegang pada prinsip pengukuran, yang terdiri dari dua yaitu pengukuran tunggal dan pengukuran berulang.
Pengukuran atau mengukur adalah suatu kegiatan membandingkan suatu besaran dengan besaran lain yang ditetapkan sebagai standar satuan. Dengan satuan adalah suatu besaran dengan nilai tertentu yang dijadikan sebagai pembanding dalam pengukuran. Metode pengukuran bukan hanya ada dalam ilmu matematika tetapi juga ilmu fisika.
Dalam prinsip pengukuran, besaran-besaran fisika harus menggunakan alat ukur yang sesuai dengan kebutuhan. Sejumlah alat ukur terdiri dari dua tipe, yaitu tipe analog dan tipe digital. Dengan menggunakan alat ukur digital maka nilai besaran yang diukur dapat ditentukan dengan mudah.
Pada hasil penulisan setiap pengukuran ada satu fakta yang menunjukan bahwa tidak ada pengukuran yang benar-benar tepat. Ketidakpastian muncul dari berbagai faktor, diantaranya; keterbatasan ketepatan setiap alat ukur dan ketidakmampuan membaca sebuah instrumen di luar batas bagian terkecil yang ditunjukan.
Baca juga: Hal yang Harus Diperhatikan Dalam Pengukuran
Oleh karena itu, perlu berpegang pada prinsip pengukuran. Dalam ilmu fisika, prinsip pengukuran terbagi menjadi dua, yakni pengukuran tunggal dan pengukuran berulang. Apa yang membedakan?
- Pengukuran Tunggal
Pada pengukuran tunggal, jika pengukuran hanya dilakukan satu kali maka ketidakpastian pengukurannya dapat diperkirakan berdasarkan skala terkecil alat ukur yang digunakan. Adapun persamaan yang digunakan untuk menentukan hasil pengukuran yaitu :
X = Xo +∆X
∆x = x skala terkecil
Dengan x adalah hasil pengukuran atau besaran yang diukur, xo adalah hasil pengukuran yang mendekati x atau nilai besaran yang diperoleh dari pengukuran tunggal, dan ∆x ketidakpastian pada pengukuran tunggal tersebut.
∆x ketidakpastian pengukuran ini biasa disebut dengan ketidakpastian mutlak, yang berkaitan dengan ketetapan pengukuran. Semakin kecil nilai ketidakpastiannya maka semakin tepat pengukurannya.
Selain itu, ada juga yang dikenal dengan sebutan ketidakpastian relative ∆x/x yang biasanya dinyatakan dengan persentase. Semakin ketidakpastian relatifnya, maka semakin tinggi ketelitian pengukurannya.
Umumnya hasil pengukuran tunggal masih diragukan. Oleh karena itu, untuk mendapatkan hasil pengukuran yang lebih akurat dilakukan pengukuran yang berulang (N kali).
- Pengukuran Berulang
Untuk pengukuran berulang yang dilakukan berkali-kali (pengukuran berulang), nilai xo dan ∆x adalah sebagai berikut :
Ketidakpastian pada pengukuran berulang dapat ditentukan dengan menggunakan deviasi standar yaitu :
