pengetahuan alat uji dan kalibrasi : universal testing machine · pdf filesebuah material...

Pengetahuan Alat Uji dan Kalibrasi :

Universal Testing Machine

Amalia Rakhmawati

email: amelchan_tique@yahoo.com

1

Laboratorium Volgat Balai Kalibrasi

Pusat Pengawasan Mutu Barang

Sekretariat Jenderal Kementerian Perdagangan

Sites.google.com/site/calibrationconsultancy

2

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Definisi Gaya

Secara fisika : tarikan atau tolakan yang mempunyai arah.

Newton II : gaya berbanding lurus dengan hasil perkalian

massa dan percepatan.

F = m.a

F = gaya (Newton)

m = massa (kg)

a = percepatan (m/s2)

g (gravitasi) = 978,049 (1+0.0052884 sin2 ϕ – 0.0000059 sin2 2ϕ) cm/s2

K = - (0.00030855 + 0.00000022 cos 2ϕ) h + 0.000072 (h/1000)2 cm/s2

ϕ = letak lintang (ϕo)

h = koreksi ketinggian (altitude)

3

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Jenis Alat Ukur dan Metode Ukur Gaya

Alat ukur gaya :

1. Mesin standar gaya bobot mati (deadweight)

2. Mesin standar gaya sistem tuas

3. Mesin standar gaya sistem hidrolik

4. Mesin standar gaya sistem loading frame

Metode ukur gaya :

1. Metode kesetimbangan : gaya yang diukur

disetimbangkan oleh gaya gravitasi bumi yang bekerja

pada benda yang diketahui massanya (metode

penimbangan)

2. Metode hidrolik/pnematik

3. Metode elastis (proving ring, load cell)

4

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell

UTM :

Mesin uji gaya sumbu tunggal tarik/tekan merupakan alat uji yang sering digunakan dalam

pengujian material logam maupun material lainnya yang memiliki karakteristik yang

dipengaruhi oleh

gaya yang diberikan pada material tersebut

5

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell-2

6

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell-3

Load cell : sebuah transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi

sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja.

Sensor : Strain Gage

Strain gage: transducer yang mengubah suatu pergeseran mekanis

menjadi perubahan tahanan, dibuat dari kawat tahanan berdiameter kecil atau

lembaran-lembaran kawat tipis. Tahanan dari foil kawat atau logam ini berubah

terhadap panjang yang mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini

sebanding dengan regangan yang diberikandan diukur dengan sebuah jembatan

wheat-stone.

7

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Proving Ring

Keuntungan menggunakan proving ring :

1. Lebih ringan dan mudah dibawa

2. Sederhana dan mudah penggunaannya

3. Kuat/keras

4. Cukup andal untuk pengukuran yang teliti

8

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Proving Ring-2

9

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

Kalibrasi mesin uji tarik/tekan pada dasarnya dilakukan untuk

menentukan hubungan gaya yang ditampilkan oleh indikator mesin

uji tarik/tekan,

dengan nilai terkait (nilai gaya sebenarnya yang diberikan oleh

mesin uji tarik/tekan) yang direalisasikan dengan standar pengalih

gaya (forceproving instrument ) yang tertelusur ke sistem satuan

internasional.

10

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

FG-02 IKG-02 (ASTM E 4 - 03) Rev 2008

NO. SERTIFIKAT :

NAMA ALAT :

MERK : TYPE/SERI :

KAPASITAS : KETELITIAN :

PEMILIK :

ALAMAT

TEMPAT KALIBRASI : TGL KALIBRASI :

SUHU RUANGAN : °C

KELEMBABAN : % NAMA PETUGAS :

NO. ID. STANDAR : U95 = ± ; TELUSUR :

HASIL PENGUKURAN ALAT DAN PROVING RING / WEIGHT SET* PADA POSISI TARIK / TEKAN*

No.

Pembacaan ulangan1 Pembacaan ulangan 2 Pembacaan ulangan 3

Alat Standar Standar Alat Standar Standar Alat Standar Standar

( ) (div) ( ) ( ) (div) ( ) ( ) (div) ( )

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

*Coret yang tidak perlu dan isilah tanda kurung dengan satuan yang sama. Jika alat dikalibrasi pada posisi tekan dan tarik, maka data kalibrasi

harus dibuat dalam dua buah lembar kerja. Gunakan estimasi awal sebesar 0.8 kgf/skala proving ring untuk mengecek kewajaran kalibrasi.

Persamaan regresi yang diperoleh : y = ...................... x ...................... (y =standar; x = alat); koeisien korelasi r = ...............................

**sy = standar deviasi standar dari titik ukur terendah hingga titik ukur tertinggi. Gantilah dengan satuan alat jika bukan kgf.

**..................................................1..........

............................1

2

3 22 kgfrn

nss y

11

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

Prosedur Kalibrasi

12

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

Mikrometer (satuan) Nilai gaya (N) Nilai gaya (kgf)

0 0 0

10 82,00 8,362

20 164,00 16,723

30 246,00 25,085

40 328,00 33,447

50 410,00 41,808

60 491,84 50,154

70 573,68 58,519

80 655,52 66,844

90 737,36 75,190

100 819,20 83,535

1 N = 0,10197162 kgf

Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya

Mikrometer (satuan) Nilai gaya (N) Nilai gaya (kgf)

0 0 0

50 410,0 41,808

100 819,2 83,535

1 N = 0,10197162 kgf

13

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya

Mikrometer (satuan) Nilai gaya (N) Nilai gaya (kgf)

0 0 0

50 410,0 41,808

100 819,2 83,535

1 N = 0,10197162 kgf

Interpolasi untuk mencari nilai gaya pada titik 10 dan 60 satuan :

0 0

10 x

50 410.0

(10-0) = (50-10)

(x-0) (410.0 – x)

(4100-10x) = 40x

4100/50 = x, 82=x

50 410.0

60 x

100 819.2

(60-50) = (100-60)

(x-410.0) (819.2– x)

(8192-10x) = 40x - 16400

24592/50 = x, 491.84=x

14

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya

y = 8.192x + 0.1818 R² = 1

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 20 40 60 80 100 120

Ga

ya (N

)

Pembacaan Mikrometer

Pembacaan Mikrometer dengan Nilai Gaya

Linear (Pembacaan Mikrometer dengan Nilai Gaya)

15

Universal Testing Machine

20 Desember 2011

Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

Kalibrasi Universal Testing Machine

Identifikasi Sumber Ketidakpastian

Cause and Effect Diagram (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment)

pUUT

(UTM) Resolusi (ra)

Pstandar

(Proving Ring)

Repeatability (r)

Ketidakpastian Standar(us)

Sumber

ketidakpastian

16 KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER

06 Desember 2011

Lembaga Pelatihan PPMB

Ketidakpastian KAN Calibration Guide

Identifikasi Sumber Ketidakpastian

Cause and Effect Diagram (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment)

pUUT

Zero Error

Resolusi

Hysteresis

pstandar

Repeatability

Drift Standar

Ketidakpastian Standar

Sumber

ketidakpastian

Efek Temperatur thd Defleksi

Penggunaan Standar Massa

17 KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER

06 Desember 2011

Lembaga Pelatihan PPMB

1. Ulangan pengukuran, r, mempunyai distribusi normal, pembagi = n = 3,

derajat bebas n1 = n-1 = 2;

2. Resolusi alat, ra, berdistribusi segi empat, nilai pembagi = 3,derajat bebas

diberikan berdasarkan reliabilitas 95%. n2 = ½(100/10)2 = 50;

3. Ketidakpastian standar proving ring, us (diambil dari sertifikat kalibrasi),

berdistribusi t pada tingkat kepercayaan 95 %, nilai pembagi = 2 (sesuai

nilai k), derajat bebas n3 = 60.

Kalibrasi Universal Testing Machine

18 KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER

06 Desember 2011

Lembaga Pelatihan PPMB

Ketidakpastian baku, ui

u1 = r/n, u2 = ra/3, u3 = us/3,

Ketidakpastian gabungan, Uc

Derajat bebas efektif, Veff

Faktor cakupan, k

k dicari dari tabel t-Student terlampir pada tingkat kepercayaan 95% dengan derajat bebas = Veff

Ketidakpastian bentangan

U95 = ± k x Uc

u + u + u = U c2

3

2

2

2

1

u

+ u

+ u

U = V

4c

eff

3

4

3

2

4

2

1

4

1

Kalibrasi Universal Testing Machine