Download - Massa at Eka
-
Pedoman Kalibrasi dan Evaluasi
Ketidakpastian Anak Timbangan dengan
Metoda Perbandingan Langsung
Disampaikan pada acara Workhsop Metrologi Ke-5
PPI KIM Ke-40, 24 25 Juni 2014
-
Dokumen Acuan
OIML R111-1 (2004)
-
3
Kalibrasi Anak Timbangan
Ada dua metoda yang dapat digunakan :
Perbandingan langsung
Submultiplies dan multiplies
-
Persyaratan
Kondisi ruang kalibrasi
Timbangan
Anak timbangan standar
-
Densitas Udara
Variasi batas densitas udara ruang kalibrasi
adalah 10% dari densitas udara konvensional
yaitu 1.2 kg/m3
Apabila variasi densitas udara tidak memenuhi
persyaratan tersebut maka true mass harus
dihitung.
-
Persamaan densitas udara
(CIPM 2007)
a
vv
a
M
Mx
ZRT
Mp11
-
Persamaan densitas udara
-
Persyaratan kondisi ruang
kalibrasi
-
Timbangan
Karakteristik timbangan
yang digunakan harus
sudah diketahui
Resolusi, repeatability,
linearity timbangan yang
digunakan harus sesuai
dengan target
ketidakpastian yang ingin
dicapai
-
Anak Timbangan Standar
Anak timbangan standar
yang digunakan harus
memiliki akurasi kelas
yang lebih tinggi
dibandingkan dengan
anak timbangan yang
dikalibrasi
-
Metoda Perbandingan Langsung Ada dua siklus penimbangan yang bisa digunakan :
S,T,T,S
S,T,S,T,S atau T,S,T,S,T
dimana : S = anak timbangan standar
T = anak timbangan yang
dikalibrasi
-
Lingkup
menentukan massa konvensional sebuah anak timbangan dengan perbandingan langsung terhadap anak timbangan standar menggunakan metoda substitusi S,T,T,S
S = anak timbangan standar
T = anak timbangan yang dikalibrasi
-
model matematis mT = mS + m + b
dimana :
mT = massa konvensional anak timbangan yang dikalibrasi
ms = massa konvensional anak timbangan standar
m = perbedaan pembacaan anak timbangan yang dikalibrasi dengan anak
timbangan standar ( T S )
b = koreksi buoyancy udara
dalam penimbangan konvensional koreksi buoyancy udara diabaikan
( b = 0 )
-
persamaan ketidakpastian 2222 ))(())(())(()( bu
b
mmu
m
mmu
m
mmu TTS
S
TT
terdapat lima faktor ketidakpastian yang harus diperhitungkan yaitu :
ketidakpastian anak timbangan standar (u1)
ketidakpastian daya ulang pembacaan timbangan(u2)
ketidakpastian kemampuan baca timbangan(u3)
ketidakpastian buoyancy udara(u4)
ketidakpastian ketidakstabilan anak timbangan standar (u5)
-
ketidakpastian anak timbangan standar (u1)
ketidakpastian anak timbangan standar diperoleh dari u1= U95 / k
-
mass - direct comparison 16
ketidakpastian daya ulang pembacaan (u2)
n
mstdvu
)(2
ketidakpastian daya ulang pembacaan :
-
ketidakpastian kemampuan baca timbangan (u3)
ketidakpastian kemampuan baca timbangan diestimasi mempunyai semi range a = + 0,5 x resolusi timbangan
dengan asumsi mempunyai distribusi rektangular maka ketidakpastian baku kemampuan baca timbangan adalah :
faktor 2 datang dari dua pembacaan, yaitu dari pembacaan anak timbangan standar dan anak timbangan yang dikalibrasi
23
2/13
resolusiu
-
ketidakpastian buoyancy udara (u4) -1
penimbangan massa konvensional dilakukan dalam kondisi tertentu yang memenuhi densitas udara 1,2 kg/m3, densitas anak timbangan 8000 kg/m3
dan temperatur 200C. Karena kondisi ideal tersebut tidak akan pernah
dicapai dan koreksi buoyancy udara tidak diperhitungkan, maka
ketidakpastian buoyancy udara diestimasi dari ketidakpastian densitas udara
dan variasi densitas anak timbangan.
koreksi buoyancy udara dihitung dengan rumus :
udara = densitas udara, t = densitas anak timbangan yang dikalibrasi, s = densitas
anak timbangan standar dan M = massa nominal
M)11
)(2,1(bst
udara
-
ketidakpastian buoyancy udara (u4) - 2
)(44 udaraudara
ub
uc
persamaan ketidakpastian karena pengaruh bouyancy dapat dinyatakan dengan:
dimana :
Mb
cstudara
)11
(4
-
ketidakpastian buoyancy udara (u4) - 3
densitas udara dapat dihitung berdasarkan persamaan berikut:
dimana : p = tekanan udara ( mbar atau hPa)
rh =kalembaban relatif (%)
t = suhu udara ( C)
persamaan densitas udara tersebut mempunyai ketidakpastian relatif 2x10-4 dalam rentang :
900 hPa < p < 1100 hPa, 10 C < t < 30 C dan rh < 80%
ketidakpastian densitas udara ruang kalibrasi dapat dihitung :
3/15.273
)061.0exp()(009.034848.0mkg
t
trhpudara
2
222
22 )2.1(
ahr
at
ap
aFa rmsu
hru
tu
puu
-
ketidakpastian buoyancy udara (u4) dengan estimasi
penentuan ketidakpastian bouyancy udara diestimasi sebesar 10% dari
densitas udara 1.2 kg/m3.
-
ketidakpastian ketidakstabilan anak
timbangan standar (u5)
ketidakstabilan anak timbangan standar ditentukan berdasarkan data data dari sertifikat kalibrasi anak timbangan standar
3
minmax5.05
u
-
perhitungan ketidakpastian-1
2
55
2
44
2
33
2
22
2
11 )()()()()( cucucucucuuc
N
i i
ii
ceff
cu
u
1
4
4
)(
ketidakpastian baku gabungan anak timbangan yang dikalibrasi adalah:
derajad kebebasan effektif (eff) dihitung dengan rumus ;
-
perhitungan ketidakpastian-2
faktor cakupan dapat dihitung menggunakan table studentt atau menggunakan persamaan berikut :
maka ketidakpastian anak timbangan yang dikalibrasi adalah :
UmT = k x uc (mg)
)/000764.1()/245458.0()/761829.1(
)/546662.2()/818745.2()/37356.2(95996.1
654
32
effeffeff
effeffefft
-
Evaluasi hasil pengukuran
Evaluasi hasil kalibrasi anak timbangan
ditentukan dari ketidakpastian dan koreksi yang
dihasilkan. Evaluasi terhadap batas unjuk kerja
hasil kalibrasi anak timbangan dinyatakan
dalam persamaan berikut :
Ketidakpastian yang dihasilkan
Koreksi
-
Laporan Hasil Kalibrasi
ISO/IEC 17025 memberikan persyaratan pelaporan hasil
kalibrasi secara umum dalam klausul 5.10. Untuk
memenuhi persyaratan ISO/IEC 17025 sertifikat atau
laporan kalibrasi timbangan minimal harus memuat
informasi berikut:
Informasi umum
Hasil kalibrasi
Pelaporan ketidakpastian dinyatakan dalam 2 angka
penting