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