Penentuan Titik Kesetimbangan pada Pressure Balance dengan Menggunakan Metoda Fall Rate

dengan Sensor Kapasitif

Gigin Ginanjar , Bernadus H Sirendengigin@kim.lipi.go.id

Lab Tekanan Sub Bidang Metrologi MassaPusat Penelitian Kalibrasi Instrumentasi dan Metrologi-LIPI

Pressure balance• Apakah Pressure Balance itu?

Pressure balance adalah sebuah standar primer pada tekanan Terdiri dari Piston dan Silinder

biasa disebut Dead Weight Tester (DWT)Pressure balance dalam keadaan Setimbang ketika keadaan berputar pada daerah keseimbangannya.

Beban

Piston

Silinder

Metoda diffrerensial Pressure

Metoda Fall Rate• Suatu metoda untuk menentukan keseimbangan tekanan dengan

mengamati rata-rata turunya piston

Gambar Kalibrasi Pressure balancemenggunakan metoda Fall rate

Catatan :PBS : Press. Balance StandarPBT : Press. Balance TesCVV : Constant Volume Valvem : Balance mass

Weight

Weight

PBSPBT

CVV

Sensor suhu

Float Position Sensor

h

Piston

Silinder

Massa tambahan

Piston Gauge Monitor

Komputer

RS-232

Titik Kesetimbangan

• Dengan mengunakan metode fall rate dihitung kecepatan jatuh piston dengan mengetahui perubahan tinggi piston terhadap perubahan waktu.

• Titik kesetimbangan pada pengkalibrasian pressure balance terjadi apabila tekanan pada alat standar dan alat yang akan dikalibrasi adalah sama.

• Keseimbangan diperoleh dengan menambahkan atau mengurangkan massa tambahan pada salah satu pressure balance

Alur program untuk mengamati fall-rate piston

Set timer

Banyak selang waktu,dt

End timer

dt > m

Catat fall rate, waktu, suhu, banyak data m,

Program penentuan fall- rate piston

Sensor kapasitif

Nominal(mm)

Weight Ruska(mm)

WeightBudenberg AKO

(mm)

WeightKuningan DEWIT

(mm)

WeightCast Iron Nagano

(mm)

-5.25 -5.981 1.150 8.848 1.240

-2.15 -2.461 -1.105 5.071 -1.070

0 -0.167 -3.409 3.505 -3.792

3.15 3.151 -5.902 0.638 -5.164

5.25 4.739 -8.900 -0.856 -7.923

Sehingga untuk memperoleh nilai sebenarnya diperoleh persamaan dengan meregresi nilai pembacan weight Ruska terhadap weight Budenberg sehingga diperoleh persamaan y= 1.2022489x +3.8260457

Fall rate piston

NFR (mm/menit) XFR(mm/menit)

Ruska J361 -0.021 -0.019

Budenberg 580 DX-L -0.229 -0.227

NFR= Natural Fall Rate keadaan dimana piston standar dan yang akan dikalibrasi berada dalam fall rate sendiri karena dipasahkan oleh Constant volume valve

XFR= Cross Fall Rate keadaan dimana piston standar dan yang akan dikalibrasi berada dalam suatu sistem dimana Constant volume valve dibuka

Penentuan balancing mass

Balancing mass (g)

1 192

2 192.850

3 192.6

4 192.3

5 192.95

6 192.3

Dengan cara langsung menambahkan pada pressure balance sehingga diperoleh nilai NFR=XFR

Penentuan balancing mass

Titik Ukur 32.5% 

Added Mass XFR NFR BM

Nominal Convensional

g g mm/menit mm/menit kg

196 1.960E-01 0.18 0.02 1.923E-01

193 1.930E-01 0.07

191 1.920E-01 -0.02

190 1.900E-01 -0.065

Dengan cara regresi dimana menmbahkan added mass diantara titik kesetimbangan dengan mengunakan regresi maka diperoleh nilai balancing mas

Kesimpulan• Penentuan Titik kesetimbangan bergantung dari kemampuan

sensor dalam menampilkan posisi piston. • Dengan menggunakan sensor posisi menggunakan sensor kapasitif

dapat mengukur laju jatuh piston pressure balance. • Program untuk mengamati laju jatuh piston diperlukan untuk

mengamati laju jatuh piston terhadap perubahan waktu. • Fall rate yang dicatat program sangat menentukan nilai massa

tambahan yang ditambahkan pada pressure balance. • Massa tambahan dapat diperoleh menggunakan dengan cara

langsung dan menggunakan regresi. • Dikarenakan menggunakan sensor kapasitif maka harus ada

konversi jarak / posisi diakibatkat oleh bahan dari beban pressure balance .

Terima kasih