modul 3 4
DESCRIPTION
qwertyTRANSCRIPT
KALIBRASI
A. LATAR BELAKANG
Dalam perkembangan dunia industri yang semakin maju seperti sekarang ini,
persaingan usaha dan pasar merupakan perhatian utama apabila kita ingin tetap bertahan.
Salah satu jalan yang harus ditempuh ialah dengan cara menjaga dan meningkatkan
mutu (quality ) dari produk atau jasa yang kita tawarkan. Industri yang tetap eksis adalah
industri yang memiliki kemampuan menyelesaikan persoalan-persoalan yang timbul,
menjaga kualitas produk dan selalu mengupayakan inovasi teknologi baru. Agar industri
dapat menyelesaikan persoalan-persoalan yang muncul di industri perlu ketersediaan
peralatan pendukung (instrument) yang sekaligus ditunjang oleh SDM yang mampu
mengoperasikan instrumen dengan baik dan tepat. Sehingga penggunaan instrumen dan
peralatan lainnya dapat berfungsi secara efektif dan efisien.
Jurusan Teknik Fisika FTI – ITS , sebagai salah satu lembaga pendidikan tinggi
terkemuka ingin menjawab tantangan masa depan terkait dengan teknologi instrumentasi
di industri, yakni dengan mampu menghasilkan lulusan yang memiliki kompetensi teknis
dalam penguasaan berbagai macam instrumentasi yang ada di industri, baik dalam hal
operational, pemeliharaan dan perbaikan. terkait dengan pemeliharaan, salah satu faktor
penting yang harus dipahami adalah tentang kehandalan sebuah instrumen, yang mana
kehandalan ini sangat erat hubungannya dengan tingkat akurasi atau ketelitian instrumen
tersebut. salah satu teknik yang digunakan untuk mengetahui dan memperbaiki akurasi
dari sebuah instrumen adalah dengan melakukan kalibrasi secara teratur. kalibrasi yang
benar dan memenuhi standar sangat diperlukan untuk bisa menjamin bahwa sebuah
peralatan layak untuk dipakai. Oleh karena itu pengetahuan akan kalibrasi ini sangat
dibutuhkan terutama untuk menunjang keahlian para mahasiswa dalam proses
pemeliharaan sebuah peralatan / instrumen.
B. TUJUAN
Tujuan dari praktikum sistem pengukuran dan kalibrasi ini adalah agar para
mahasiswa menguasai prosedur dan metode pengukuran serta kalibrasi yang sesuai
dengan standar nasional (SNI 19-17025 )
C. KOMPETENSI
Setelah mengikuti praktikum ini, diharapkan mahasiswa:
- mengetahui prosedur pengukuran dan kalibrasi yang benar
- mampu melakukan kalibrasi internal
- membuat sertifikat kalibrasi
D. MATERI PRAKTIKUM
TEORI KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN DAN KALIBRASI
STUDI KASUS
Seorang perawat Sebuah RS sedang mengukur suhu badan salah seorang pasiennya
dengan menggunakan sebuah termometer gelas yang cukup teliti dan hasilnya 39,4 oC.
sesaat dia tidak segera mencatatnya pada buku laporan kerja karena merasa sedikit ragu
dengan hasil pengukurannya , sebab suhu tersebu relatif tinggi bagi pasien tersebut, dia
memutuskan untuk melakukan pengukuran lagi dan hasilnya malah membuat dia
bingung, yaitu 39,6 oC. karena bingung campur penasaran dia melakukan sekali lagi
pengukuran dengan maksud memastikan apakah hasil pengukuran yang pertama atau
kedua yang akan diambil, dan ternyata pengukuran ke –3 adalah 39,5 oC. Akhirnya dia
memutuskan untuk mencoba dan mencoba lagi pengukurannya hingga 10 kali dengan
harapan akan mendapatkan hasil terbanyak pada nilai tertentu dan nilai itulah yang akan
diambil. Karena dia yakin bahwa nilai yang didapat tidak akan jauh dari sekitar nilai 39
oC, dan nilai terbanyak yang keluar tersebut bagi dia cukup beralasan untuk diambil
karena sudah mewakili dari serangkaian proses pengukurannya. Dan dia tetap yakin
seyakin-yakinnya bahwa dia tidak bisa memastikan diantara ke 10 hasil pengukuran
tersebut mana yang menunjukkan nilai sebenarnya. Dia hanya mendapatkan nilai
terbaiknya saja.
Hasil pengukuran dia selengkapnya adalah sbb:
39,4 oC
39,6 oC
39,5 oC
39,4 oC
39, 4 oC
39,5 oC
39,4 oC
39,4 oC
39,5 oC
39,4 oC
Rata –rata : 39,45 oC
DEFINISI DAN GAMBARAN UMUM
Dari gambaran kasus diatas jelas terlihat bahwa untuk mendapatkan atau menentukan
nilai sebenarnya dari suatu hasil pengukuran adalah tidak mungkin, yang memungkinkan
dari hasil pengukuran dan yang dapat kita laporkan adalah nlai terbaiknya saja yaitu
yang diwakili oleh nilai rata-ratanya.
Jadi pada kasus diatas pasien yang bersangkutan mempunyai suhu badan 39,45 oC,
hasil tersebut sudah sangat mewakili dan sudah mendaptkan hasil yang terbaik untuk
menyatakan suhu sang pasien tresebut. Walaupun suhu sebenarnya dari sang pasien
tersebut tidak dapat diketahui dengan pasti, yang jelas ada si sekitar nilai 39,45 oC dan
disekitar kurang / lebih berapa ?, itulah yang disebut dengan ketidakpastian. Misalnya
kurang lebih + X oC, maka nilai sebenarnya dari paien tersebut akan berada ( jatuh )
pada daerah nilai suhu 39,45 – X)oC hingga (39,45 + X ) oC. Jika datanya tunggal, hanya
data tersebut diatas , maka nilai ketidakpastiannya dapat diwakili nilai standar
deviasinnya. Jadi pada data diatas ketidakpastiannya adalah:
+ 0.07071 oC
dan diyakini bahwa nilai sebenarnya suhu pasien tersebut berada pada daerah 39,379 oC
hingga 39,521 oC (39,45 + 0.07071 ) oC
selanjutnya seberapa yakin kita terhadap hasil tersebut diatas, yaitu bahwa nilai
sebenarnya betul – betul akan berada pada rentang daerah tersebut, hal inilah yang disebut
dengan tingkat kepercayaan ( Confidence level). Misalnya kita menentukan tingkat
kepercayaan 95 %, ini berarti bahwa kemunkinan nilai sebenarnya akan berada ( jatuh )
pada lingkup daerah tersebut adalah 95 %. Sedang sisanya mungkin akan jatuh diluar
daerah tersebut.
Jadi ketidakpastian adalah : rentang nilai disekitar hasil pengukuran yang
didalamnya diharapkan terletak nilai sebenarnya dari besaran ukur.
r = Nilai rata-rata dari hasil pengukuran
= Penyimpangan hasil pengukuran
U = Ketidakpastian hasil pengukuran
X = Nilai sebenarnya dari besaran ukur
-U X r +U
U U
ANALISA SUMBER – SUMBER KETIDAKPASTIAN
Timbulnya ketidakpastian dalam pengukuran menunjukkan
ketidaksempurnaan manusia secara keseluruhan. Karenanya tidak ada kebenaran
mutlak didunia ini, karena yang benar mutlak hanyalah milik Allah SWT, manusia
hanyalah dapat memprediksi sesuatu pada tingkat terbaiknya saja.
Sumber-sumber ketidakpastian yang turut memberikan kontribusi selain ada pada diri
manusia sendiri sebagai pelakuk pengukuran / kalibrasi juga pada alat-alat bantu
(kalibrator ) yang digunakan untuk mengukur suhu pasien tersebut, juga resolusi
alatnya, pengaruh suhu lingkungan. Secara rinci dari sumber-sumber ketidakpastian
dapat digambarkan sebagai berikut:
Untuk mengevalusi masing- masing sumber ketidakpastian tersebut diperlukan
analisa dengan menggunakan metoda Statistik, yang disebut analisa type A, dan
menggunakan selain metode statistik yang disebut dengan Analisa type B. untuk lebih
jelasnya dapat dilihat sebagai berikut:
Analisa Type A , ( Ua )
Pada tipe ini biasanya ditandai dengan adanya dat pengukuran, misalnya n kali
pengukuran, maka selanjutnya dari data tersebut, akan ditemukan nilai rata-ratanya,
standar deviasinya, dan atau repeatabilitynya. Bentuk kurva dari tipe ini adalah
sebaran Gauss. Rumus umum ketidakpatian untuk tipe A ini adalah:
Ua = n
, dimana = Standar Deviasi
Pada contoh sebelumnya dapat dihitung :
Untuk 10 kali pengambilan data ( n = 10)
Rata – rata = 39,45 oC
Sandar Deviasi = 0.07071 oC
Ketidakpastian , Ua= 0.07071 / 10 = 0.0224 oC
Derajat Kebebasan, v= n-1 = 9 ( Rumus v = n-1)
Analisa type B, UB
Pada analisa tipe ini akan digunakan selain metode statistik, sehingga dari contoh
diatas :
Sertifikat kalibrasi dari termometer gelas: misalnya 0,1 oC.
Nilai ini sudah merupakan hsil dari ketidakpastian diperluas U95 , karenanya harus
dicari terlebih dahulu ketidakpastian kombinasinya Uc, ( sebagai ketidakpastian
individual ) yaitu dengan membagi ketidakpastian tersebut dengan faktor cakupan k.
jika tidak ada pernyataan apapun maka dalam setiap laporan kalibrasi dianggap k =
2, untuk tingkat kepercayaan 95 %.
Namun jika kita menginginkan nilai k yang lebih optimis maka harus dicari terlebih
dahulu nilai derajat kebebasannya , v, yang selanjutnya akan ditemukan nilai k.
dalam pencarian nilai v, terlebih dahulu harus ditemukan nilai reliabilitynya ( R) dari
laboratorium pembei sertifikat termometer gelas tersebut, misalnya kita perkirakan
dengan nilai R = 10 %
Maka didapat:
V = ½ (100 / 10 )2
= 50 , ( Rumus, v = ½ ( 100 / R) 2 )
pada tabel T-distribution didapat k = 2,01
maka nilai yang tepat untuk ketidakpastian kombinasi termometer gelas tersebut
adalah :
UB1 = 0,1 / 2,01 = 0,0498 oC
Untuk resolusi alat dibedakan atas Alat digital dan Analog.
Jika Alat digital : Ketidakpastian (u)
u = (1/2 resolusi ) / 3
untuk Alat analog : Ketidakpastian (u)
u = Readability / 2
Jika pada ilustrasi tersebut alat yang digunakan adalah termometer digital dengan
resolusi 0,1 oC, maka:
UB2 = (1/2 .0,1 ) / 3 = 0,0298 oC
KETIDAKPASTIAN KOMBINASI , UC
Selanjutnya dari semua sumber ketidakpastian tersebut diatas harus dikombinasikan /
digabungkan untuk memberikan gambaran menyeluruh ketidakpstian dari hasil
kalibrasi tersebut. Rumus umum ketidakpastian kombinasi adalah:
Uc = 2
B
2
a )U()U(
Atau secara umum :
Uc2 = (Ci.Ui)2
Dimana ci = koefisien sensitifitas dariketidakpastian ke-I
Pada contoh diatas, karena pengukuran suhu hanya merupakan hasil pembacaan dari
suhu yang terlihat dari termometer gelas kemudian hasilnya dikoreksi dengan nilai
yang tercantum dalam sertifikat kalibrasinya, maka bila koefisien sensitifitas masing
– masing adalah 1
Uc = [(1.(0,0224))2 +(1.(0,0498))2 + (1.(0,0289))2 + (1.(0,058))2]1/2
= 0,085 oC
Koefisien Sensitifitas ( Cn )
koefisien sensitifitas dalam sistem pengukuran tidak terlepas dari masalah korelasi
pengukuran , maksudnya bahwa setiap hasil pengukuran merupakan hasil korelasi
antara besaran masukan satu dengan yang lainnya , yang besarnya ditentukan dengan
derivatif. Turunan ( derivatif) hasil pengukuran tersebut dengan masing-masing
masukan itu pada bentuk / model pengukuran yang dilakukan. Atau dengan kata lain,
apabila didalam melakukan pengukuran sebuah besaran ukur tidak dilakukan
pengukuran secara langsung terhadap besaran tersebut ( misal untuk mengukur Arus ,
dilakukan pengukuran tegangan , jadi pengukuran tidak langsung ), maka sensitifitas
diperlukan dalam menghitung ketidakpastian kombinasinya, akan tetapi bila didalam
melakukan pengukuran tersebut besaran yang kita inginkan dapat diukur langsung
maka sensitifitasnya dinyatakan dengan
Rumus umum mencari koefisien sensitifitas adalah:
Pada pengukuran suhu diatas, adalah merupakan pembacaan (hasil pengukuran) +
koreksi :
Pengukuran suhu (T) = hasil + Koreksi (S)
Jadi koefisien sensitifitas hasil adalah derivatif T terhadap H;
CH = dT / dH = 1
Misal :
pada pengukuran luas ( A), yang merupakan hasil perkalian antara panjang (P ) dan
lebar (L), maka koefisien sensitifitas masing masing adalah:
A = P x L
CP = dA / dP = L
CL = dA / dL = P
KETIDAKPASTIAN DIPERLUAS
Dalam pelaporan ketidakpastian hasil pengukuran / kalibrasi yang dilaporkan adalah
ketidakpatian yang sudah dalam perluasan ( expanded ), sehingga hasil tersebut sangat
logis dalam kenyataan, selain itu dengan menggunakan tingkat kepercayaan 95 %,
seperti lazimnya dipakai dlam pelaporan – pelaporan saat ini, lain halnya jika ada
pengecualian dengan mengambil tingkat kepercayaan tertentu. Rumus ketidakpastian
diperuas ( expanded uncertainty ) adalah:
U95 = k Uc
Dimana: U95 = Ketidakpatian diperluas ( expanded Uncertainty )
K = Faktor cakupan ( caverage factor)
Uc = ketidakpastian kombinasi ( Combined uncertainty ) untuk mendapatkan
komponen – komponen diatas, k dan uc diperlukan pemahaman dan pencarian faktor
lainnya, yaitu:
Derajat Kebebasan, v
Derajat kebebasan efektif dicari dengan dua cara, yaitu:
Jika data dipeoleh dari pengukuran berulang sebanyak n kali, maka derajat kebebsan
adalah:
V = n-1
Pada contoh diatas didapat 10 kali pengulangan pengukuran.
Maka :
v = 10 – 1= 9
Jika data merupakan hasil perkiraan atau estimasi dengan reliability ( R ), maka:
V = ½ ( 100 / R)2
dimana R dalam satuan persen (%)
Pada contoh diatas, resolusi alat adalah 0,1 oC, dalam hal ini batas kealahan mutlak adalah ½
x Resolusi , yaitu 0,05 oc, dimana dalam hal ini bentuk kurvanya adalah rectangular, maka
nilai ketidakpastiannya adalah 0,05 / 3 = 0,0289 oC
Dengan estimasi reliabilitynya adalah 10 %, maka:
V = ½ ( 100 / 10 )2
= 50
Derajat Kebebasan effektif, V eff
Nilai faktor cakupan, k untuk perkalian ketidakpastian diperluas diatas didapat dari derajat
kebebasan effektif, Veff, dengan rumus:
Veff =
i
4
ii
4
ci
v
)U.C(
)U.C(
,
Dimana Ci = koefisien Sensitifita pada Ketidakpastian Ke-I
Uc = Ketidakpastian kombinasi / gabungan
Ui = ketidakpastian individual ke-I
Vi = Derajat Kebebasan pada ketidakpastian individual ke-I
Pada contoh diata , telah didapat ketidakpastian kombinasi,
UC = 0,085 oC
UA = 0,0224 oC, v = 9
UB1 = 0.0498 oC, v = 50
UB2= 0,0289 oC, v = 50
UB3 = 0,058 oC, v =
Veff =
050
)0289,0(
50
)0498,0(
9
)0224,0(
)085,0(444
4
= 316,5
Pada tabel T-Student’sDistribution, didapatkan k = 1,96
Jadi ketidakpastian diperluas , U95= k. Uc
= 1,96 x 0,085 = 0,1666
= + 0,16 oC
Jadi hasil lengkap pengukuran adalah (39,45 + 0,16) oC
Tingkat kepercayaan , U95
Tingkat kepercayaan merupakan tingkatan keyakinan akan keberadaan nilai sebenarnya pada
suatu tindak pengukuran dengan menggunkanalat tertentu. Penjelasan lengkap telah
diberikan pada ilustrasi kasus diatas
Faktor Cakupan , k
faktor cakupan meruakan faktor pengali pada ketidakpastian, sehingga membentuk cakupan
logis pada penggunaan keseharian. Faktor cakupan dicari menggunakan tabel T-Student
Distribution, yang diberikan pada halaman akhir dari materi ini.
RINGKASAN CARA PENENTUAN KETIDAKPASTIAN
Secara umum dalam menentukan nilai ketidakpastian suatu hasil pengukuran dapat melalui
tahap-tahap sebagai berikut:
1. Tentukan model matematik pengukurannya
2. Tentukan koefisien sensitifitas , Ci
3. Tentukan derajat kebebasan
4. Tentukan ketidakpastian standar pada masing-masing kontributor u
5. Tentukan ketidakpastian kombinasi , Uc
6. Tentukan derajat kebebasan efektif, V eff
7. Tentukan tingkat kepercayaan yang dipilih, misal 95 %
8. Tentukan faktor cakupan, k
9. Tentukan ketidakpastian diperluas, Uexp
Membuat model
Matematik
Daftar sumber –sumber U
Hitung U untuk Tipe A dan B
Hitung Ci
Hitung der. Keb. eff Hitung Uc ( gabungan)
Hitung U diperluas
Uexp = k. Uc
Selesai
Sedangkan untuk mendapatkan faktor cakupan yang nantinya digunakan untuk
mendapatkan ketidakpastian diperluas , maka salah satu pemecahannya adalah dengan
menyajikan tabel T-Student Distribution, Dimana probabilitasnya dinyatakan sbb:
Degree of
freedom V
Probabilitas / Tingkat kepercayaan (%)
68,27 % 90 % 95% 99%
1 1,84 6,31 12,71 63,66
2 1,32 2,92 4,30 9,92
3 1,20 2,35 3,18 5,84
4 1,14 2,13 2,78 4,60
5 1,11 2,02 2,57 4,03
6 1.09 1,94 2,45 3,71
7 1,08 1,89 2,36 3,50
8 1,07 1,86 2,31 3,36
9 1,06 1,83 2,26 3,25
10 1,05 1,81 2,23 3,17
11 1,05 1,80 2,20 3,11
12 1,04 1,78 2,18 3,05
13 1,04 1,77 2,16 3,01
14 1.04 1,76 2,14 2,98
15 1,03 1,75 2,13 2,95
16 1,03 1,75 2,12 2,92
17 1,03 1,74 2,11 2,90
18 1,03 1,73 2,10 2,88
19 1,03 1,73 2,09 2,86
20 1,03 1,72 2,09 2,85
25 1,02 1,71 2,06 2,79
30 1,02 1,70 2,04 2,75
35 1,02 1,70 2,03 2,72
40 1,02 1,68 2,02 2,70
45 1,02 1,68 2,01 2,69
50 1,01 1,68 2,01 2,68
100 1,005 1,660 1,984 2,626
1 1,645 1.960 2,576
MODUL IIII
TIMBANGAN DIGITAL
METODE PENGUKURAN DAN KALIBRASI TIMBANGAN
1. Ruang Lingkup
Metode ini digunakan untuk melaksanakan kalibrasi timbangan analitik elektronik dgn
rentang ukur/kapasitas sampaidengan 200 gram. Metode ini juga digunakan untuk
pemeriksaan bulanan dan enam bulanan sesuai butir 5.1 dan 5.2
2. Standar Metode
The Calibration of Balances, David B. Prowse, CSIRO, Australia, 1995, butir 6
Technical Note 13 NATA, Australia, Agustus, 1994.
3. Peralatan
Massa (anak timbangan), yg sudah dikalibrasi beserta sertifikat.
Pinset yg ujungya plastik.
Termometer dgn resolusi 1˚C
Tissue halus
4. Persiapan
Catat semua spesifikasi timbangan pada lembar kerja
Periksa bahwa timbangan bekerja baik
Letakkan timbangan pada tempat yg kokoh dan rata (level)
Bersihkan dudukan timbangan dari debu
Hidupkan timbangan selama ± 30 menit untuk pemanasan
Buat beberapa percobaan pengukuran
5. Prosedur
5.1. Pemeriksaan Skala
5.1.1. Pilih massa yg mendekati “Calibration Mode”
5.1.2. Nol kan timbangan, catat pembacaan pada kolom 3 sebagai z1.
5.1.3. Timbang massa standar (M) dan catat pada kolom 3 sbg m1.
5.1.4. Sentuh “pan” diamkan ± 30 detik dan catat pada kolom 3 sbg m2.
5.1.5. Ambil massa dan tunggu sampai nol, lalu catat pada kolom 3 sbg z2
5.1.6. Hitung rata-rata dari z’ dan m’ lalu catat hasilnya pada kolom 4
5.1.7. Hitung koreksi C dgn rumus:
C = M – (m’ – z’) dan catat pada kolom 5
5.1.8. Jika koreksi lebih besar dari 3σ, dimana σ adalah standar deviasi dari
kemampuan baca sebelumnya diketahui maka timbangan perlu disetel
5.1.9. Setelah timbangan disetel maka ulangi butir 1 sampai 8
5.1.10. Hitung ketidakpastian dari kemampuan baca timbangan yang didapat dari resolusi
timbangan
UR = Resolusi/2
√3
5.2. Kemampuan Baca Kembali
Lakukan untuk dua posisi yaitu setengah kapasitas dan kapasitas penuh dari
Timbangan.
5.2.1. Nol kan timbangan catat pada kolom 1 sbg z1
5.2.2. Timbang massa standar (M) yg mendekati setengah kapasitas dan catat
pembacaan pada kolom 2 sbg m1.
5.2.3. Ambil massa, tunggu sampai stabil dan catat kolom 1 berikutnya z1.
5.2.4. Ulangi butir 1 sampai dengan 3 sampai 10 kali pembacaan
5.2.5. Hitung perbedaan (r1) dgn rumus
ri = mi – zi,
kapasitas setengah/penuh dan catat pada kolom 3
5.2.6. Hitung standar deviasi dari perbedaan dgn rumus :
σ =√Σ(ri – r’)
n – 1
dimana : ri = perbedaan ke-1…..,n
r’ = rata-rata perbedaan
n = jumlah pembacaan = 10
Catat pada baris 11
5.2.7. Tentukan dan catat perbedaan maksimum berturut-turut dan catat pada baris 12 dgn
cara mengurangkan dari pembacaan satu thd berikutnya.
5.2.8. Ulangi butir 1 sampai dengan 7 untuk kapasitas penuh
5.2.9. Catat standar deviasi maksimum pada baris 13. Catatan: Gunakan standar deviasi
terbesar untuk perhitungan ketidakpastian.
5.2.10. Hitung ketidakpastian standar, Ut ;
Ut = σmaks/√n
dimana : σmaks = standar deviasi maksimum Pada butir 9
n = jumlah pembacaan = 10
Catat hasilnya pada baris 14
5.3. Penyimpangan Nilai Nominal
5.3.1. Pilih 10 titik pada daerah kapasitas timbangan dgn pembagian teratur.
5.3.2. Nol kan timbangan dan catat pada kolom 5 sbg z1.
5.3.3. Timbang Massa Standar yang sesuai pada penimbangan pertama dan catat pada kolom
5 sbg m1.
5.3.4. Sentuh Pan, tunggu ±30 detik kemudian catat pada skala 5 sbg m1’.
5.3.5. Ambil Massa Standar, tunggu sampai stabil dan catat pada kolom 5 sbg z2. Jangan
me-nol-kan timbangan.
5.3.6. Hitung rata-rata pembacaan nol dan catat pada kolom 6 sbg z1’.
5.3.7. Hitung rata-rata pembacaan massa pada timbangan dan catat pada kolom 6 sbg m1’.
5.3.8. Hitung perbedaan ri = mi’ – zi’ dan catat pada kolom 7 sbg ri.
5.3.9. Hitung koreksi dgn rumus C = M – ri dan catat pada kolom 8 sbg C1.
5.3.10. Ulangi butir 2 sampai dengan 9 utk titik lainnya sampai 100% kapasitas timbangan
5.3.11. Pilih nilai koreksi maksimum sbg Q.
5.3.12.Jumlahkan ketidakpastian dari Massa Standar yg digunakan, catat pada kolom 3
5.3.13. Hitung ketidakpastian Massa Standar
UMc = √Σ(UMi)²
2
5.4. Pengaruh Pembebanan Di Tengah
5.4.1. Lakukan pada penimbangan kira-kira 1/3 dari kapasitas maksimum timbangan, jika
dispesifikasikan pabrik pembuat maka lakukan sesuai dgn pabrik pembuat.
5.4.2. Catat ukuran dan bentuk “Pan”.
5.4.3. Letakkan massa standar ditengah-tengah “pan”, timbangan di “Tare” dan catat
pembacaan pada kolom 2.
5.4.4. Pindahkan massa ke depan, belakang, kiri, dan kanan pada daerah garis Pan dan catat
pembacaannya pada kolom 2.
5.4.5. Hitung perbedaan maksimum dgn cara mengurangkan hasil terbesar dgn hasil terkecil.
Jika massa lebih dari 500 g maka gunakan piringan non magnetik dgn diameter yg
sesuai dgn besarnya diameter massa.
6. Batas Unjuk Kerja Timbangan
Hitung dengan rumus sbb:
F = 2σmaks + Q
Dimana :
σmaks = Standar deviasi maksimum pada kemampuan baca kembali,
Q = Nilai koreksi maksimum dari penyimpangan nilai nominal
7. Ketidakpastian Penimbangan
Hitung dengan rumus sbb :
U95 = ± k . Uc
= ± 2.√(UR)² + (Ut)² + (UM)²
Dimana :
UR =Ketidakpastian standar dari kemampuan baca (resolusi) timbangan
Ut = Ketidakpastian standar dari kemampuan baca kembali timbangan
UM = Ketidakpastian dari massa standar
8. Formulir
Lembar kerja yg digunakan No. QF.FKT
Sertifikat kalibrasi yg digunakan No. QF.SKT
MODUL IV
THERMOMETER DIGITAL
METODE PENGUKURAN DAN KALIBRASI THERMOMETER
1. Ruang Lingkup
Metode ini digunakan untuk melaksanakan kalibrasi THERMOMETER DIGITAL dengan
menggunakan thermometer digital standard ( sensor thermocouple/ RTD) dengan rentang
ukur / kapasitas sampai 600 oC.
Metode ini juga digunakan untuk pemeriksaan rutin ( kalibrasi internal sesuai dengan
kebutuhan.
2. Standar Metode
“Test Method for inspection and verification of thermometer “ ASTM E-77, 1998
“Guide to the expression of uncertainty in measurement”, ISO / TAG 4, 1993 .
3. Peralatan
Thermometer digital standard beserta sertifikat.
Media kalibrasi yang sudah terkalibrasi.
Tabel konversi ASTM
Bak Cairan
4. Persiapan
Catat semua spesifikasi thermometer pada lembar kerja
Periksa terlebih dahulu prinsip kerja kedua instrumen
Posisikan sensor kedua termometer pada jarak ideal
Posisikan tampilan thermometer sedemikian rupa agar mudah terbaca
Bersihkan tampilan termometer dari kotoran dan debu
Hidupkan timbangan selama ± 30 menit untuk pemanasan
Buat beberapa percobaan pengukuran
5. Prosedur
5.1Pemeriksaan Skala
5.1.1. Pilih salah satu dari skala thermometer untuk dilakukan pengukuran
5.1.2 pastikan bahwa suhu telah steady, dan catat pembacaan nilai nominal pada kolom 1.
5.1.3. secara berturut – turut catat bacaan alat pada kolom 2 dan standar pada kolom 3.
5.1.4. Ulangi 5.1.1 sampai 5.1.3 sebanyak 5 kali
5.1.5. Hitung koreksi dengan rumus:
Q = Pstandar – P alat
Dimana :
Pstandar = pembacaan termometer digital standar
P alat = Pembacaan termometer digital yang di kalibrasi
5.1.6. Catat error of specification
5.1.7. Catat Koreksi minimum
5.1.8. Catat koreksi maksimum
5.1.9. Tentukan nilai koreksi maksimum
5.1.10. Bila nilai koreksi maksimum lebih besar dari toleransi spec alat, maka termometer
digital yang dikalibrasi perlu di Adjust ulang atau di repair.
5.2 KEMAMPUAN BACA KEMBALI
Lakukan untuk minimal 3 posisi, masing – masing sesuai dengan titik suhu yang kita
harapkan ( atau pembagian skalanya adalah 1/3, 2/3 dan skala penuh )
5.2.1. Pastikan pembacaan termometer digital telah stabil, mulai lakukan pengukuran untuk
suhu dengan nilai nominal tertentu.
5.2.2. Catat pembacaan alat pada kolom 2 dan pembacaan standar pada kolom 1
5.2.3. ulangi butir 5.2.1 sampai 5.2.2 samapai 10 kali pembacaan
5.2.4. Hitung Koreksi :
Pstandar - P alat , dan catat pada kolom 3
5.2.5. Lakukan butir 5.2.1 sampai 5.2.4 untuk titik selanjutnya
5.2.6. Hitung rata – rata koreksi
5.2.7. Hitung standar deviasi dari koreksi maksimum dengan rumus :
σ =√Σ(Di – D )
n – 1
Dimana; Di = koreksi ke- i
D = rata – rata koreksi
N = Jumlah koreksi
5.2.8. Hitung Error Regresi
5.2.9. Hitung ketidakpastian standar UA1
UA1 = n
maks
Dimana maks = standar deviasi maksimum koreksi
5.2.10. Hitung Ketidakpastian regresi UA2 dengan rumus;
UA2 = 2n
SSR
Dimana SSR = sum square residual
5.2.11. Hitung ketidakpastian Resolusi UB1 dengan rumus:
UB1= Resolusi/2
√3
5.2.12. Hitung Ketidakpastian termometer standard UB2 dengan rumus
UB2 = k
a
Dimana a = ketidakpastian kalibrator ( termometer standar )
K = faktor cakupan
5.2.13. Hitung ketidakpastian media kalibrasi UB3 dengan rumus:
UB3 = k
a
5.3. Ketidakpastian Termometer Digital
5.3.1. Hitunglah besarnya Uc( ketidakpastian kombinasi) dengan rumus :
Uc = 2
3
2
2
2
1
2
2
2
BBBAAI UUUUU
5.3.2. Tentukan besarnya Veff dengan formulasi sebagai berikut:
Veff =
i
i
c
v
U
U
4
4
)(
)(
5.3.3. Dengan tingkat kepercayaan CL = 95 %, hitung faktor cakupan k
5.3.4. Hitung ketidakpastian termometer Uexp dengan rumus:
Uexp = k. Uc
Dimana : k = faktor cakupan
Uc = ketidakpastian kombinasi
5.4. Formulir
5.4.1. Lembar kerja yang digunakan No. QF. FKS
5.4.2. Lembar sertifikat yang digunakan No. QF. SKS
DAFTAR PUSTAKA
1. TC , ISO/ IEC 17025, SNI 19-17025, ” persyaratan Laboratorium kalibrasi, BSN, 2005
2. Musyafa’.Ali, abadi,Imam,” modul kalibrasi istrumentasi dan metrologi, Jurusan teknik
Fisika, 2002
3. David B Prowse, uncertainty for mass and balance, Australia , 2000
4. TIM KIM LIPI, kalibrasi dan metrology, LIPI, serpong, 2000