teknik kalibrasi thermocoupel type –...

95
Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – K DI PT INALUM KUALA TANJUNG KARYA AKHIR OLEH: MUHAMMAD IRVAN SIREGAR 035203023 PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Upload: trannguyet

Post on 27-Feb-2018

218 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – K DI

PT INALUM KUALA TANJUNG

KARYA AKHIR

OLEH:

MUHAMMAD IRVAN SIREGAR 035203023

PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2009

Page 2: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

ABSTRAK

Salah satu komponen yang penting dalam proses produksi aluminium di

PT INDONESIA ASAHAN ALUMINIUM adalah termokopel yang

merupakan jenis sensor suhu.

Aktifitas proses produksi di dalam pabrik peleburan aluminium

banyak melibatkan temperatur. Oleh karena itu dibutuhkan suatu peralatan

instrumentasi yang handal dalam pengukuran suhu, maupun peralatan

instrumentasi pendukung lainnya untuk menjaga suhu dalam tungku

peleburan aluminium agar tetap pada kisaran suhu yang diinginkan. Hal ini

dimungkinkan untuk mendapatkan hasil produksi yang mempunyai standar

kualitas yang baik.

Berbicara mengenai standar hasil produksi terlebih dahulu harus

dipahami mengenai apa? dan bagaimana? peralatan instrumentasi yang

dinyatakan standar. Peralatan instrumentasi standar merupakan peralatan

intrumentasi yang dibuat oleh pabrikan yang sudah diatur spesifikasinya

sesuai kebutuhan – kebutuhan industri. Dan yang dinyatakan bagaimana

peralatan instrumentasi standar adalah jika pengukuran atau cara kerja

peralatan instrumentasi tersebut masih sesuai dengan standar pabrikan.

Agar peralatan instrumentasi tetap standar maka perlu penanganan

khusus yaitu kalibrasi. Kalibrasi merupakan serangkaian kegiatan untuk

menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan bahan

ukur dengan cara membandingkan terhadap standard ukurannya yang

mampu telusur ke standard nasional untuk satuan ukuran maupun

internasional. Dengan kata lain kalibrasi bertujuan untuk menstandarkan

kembali peralatan instrumentasi sesuai dengan spefikasinya.

Oleh karena proses yang terjadi di pabrik peleburan aluminium

memiliki banyak kaitan dengan temperatur, maka termokopel sebagai

sensornya, sangat perlu dikalibrasi secara berkala agar hasil produksi

sesuai dengan yang diharapkan.

Page 3: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur terlebih dahulu penulis panjatkan atas kehadirat

ALLAH SWT atas berkat dan anugerah-Nya sehingga Karya Akhir ini

dapat selesai.Karya Akhir ini berjudul “TEKNIK KALIBRASI

THERMOCOUPLE TYPE – K DI PT INALUM KUALA TANJUNG”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang

sebesar-besarnya kepada Bapak Rahmad Fauzi, ST. MT selaku

pembimbing Karya Akhir yang telah banyak memberikan bimbingan,

pengarahan serta saran-saran dalam menyelesaikan Karya Akhir ini.

Penulis menyampaikan terima kasih yang sedalam-dalamnya

kepada Ayahanda Partaonan Siregar dan Ibunda Asniati Br. Ginting, SPdI

atas segala do’a, perhatian dan kasih sayangnya dan Adikku yang tercinta

Abdul Rachman, STP., Susan Linda Farida dan Zuinasari atas

dukungannya.

Penulis menyadari bahwa tidak ada sesuatu yang sempurna. Oleh

karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun dari pembaca. Semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi yang

membutuhkan.

Medan, Maret 2009

Page 4: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Penulis

DAFTAR ISI

Hal ABSTRAK .................................................................................... i KATA PENGANTAR ................................................................... ii DAFTAR ISI ................................................................................. iii DAFTAR GAMBAR .................................................................... vii DAFTAR TABEL ........................................................................ viii DAFTAR PUSTAKA .................................................................. ix

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG ............................................... 1

1.2. TUJUAN PEMBAHASAN ....................................... 2

1.3. BATASAN MASALAH ........................................... 2

1.4. METODE PEMBAHASAN ....................................... 3

1.5. SISTEMATIK PEMBAHASAN ............................... 3

BAB II

PENGUKURAN / PENGATURAN TEMPERATUR FURNACE

II.1. PENGERTIAN SISTEM PENGATURAN ........................... 5

II.1.1. Sistem Pengaturan Otomatis .................................. 5

II.1.2 Tujuan Sistem Pengaturan ..................................... 5

II.2. SISTEM PENGUKURAN SECARA UMUM ...................... 6

II.3. TUJUAN PENGUKURAN ................................................. 6

II.4. CARA KERJA PENGATURAN

Page 5: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

TEMPERATUR FURNACE ................................................. 7

II.5. BAGIAN – BAGIAN DAN FUNGSI KOMPONEN

DARI FURNACE ................................................................. 8

II.5.1. Termokopel sebagai Tranducer Input .................... 8

II.5.2. Penguat ................................................................... 9

II.5.3. Kontrol .................................................................. 9

II.5.4. DC ke AC ................................................................ 9

II.6.5. Rangkaian Pemanas ................................................ 9

BAB III

TERMOKOPEL SEBAGAI SENSOR TEMPERATUR

III.1. PENGERTIAN TERMOKOPEL ........................................ 12

III.2. PRINSIP KERJA TERMOKOPEL .................................... 12

III.2.1. Perhitungan Koreksi ............................................ 15

III.2.1. Loop Resistansi .................................................... 18

III.3. JENIS-JENIS TERMOKOPEL ........................................... 19

III.4. KARAKTERISTIK BEBERAPA JENIS TERMOKOPEL ... 21

III.5. KAWAT PERPANJANGAN ............................................. 23

III.6. PENGUKURAN TEMPERATUR ..................................... 23

III.7 KALIBRASI TERMOKOPEL ........................................... 24

III.7.1. Definisi Kalibrasi ................................................ 24

III.7.2. Tujuan dan Manfaat Kalibrasi .............................. 24

Page 6: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

III.7.3. Periode (Selang) Kalibrasi ................................... 26

III.7.4. Pengertian Metode Pengujian

dan Metode Kalibrasi ............................................ 27

III.8. KATEGORI KALIBRASI .................................................. 32

III.8.1. Kalibrasi Internal .................................................. 32

III.8.2. Kalibrasi Eksternal ................................................. 32

BAB IV

TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K DAN

PERMASALAHANYA

IV.1. KESIAPAN LABORATORIUM ........................................ 34

IV.2. TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K ............. 34

IV.2.1. Persiapan .............................................................. 34

IV.2. 2. Pelaksanaan ......................................................... 37

IV.2. 3. Verifikasi ............................................................. 37

IV.2. 4. Rekaman .............................................................. 38

IV.3. KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM

PELAKSANAAN KALIBRASI .............................. 40

IV.4. MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM

PELAKSANAAN KALIBRASI TERMOKOPEL .......... 42

IV.5. HAL – HAL YANG BERPOTENSI MENIMBULKAN

MASALAH ..................................................................... 44

Page 7: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

IV.6. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K

BILA TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN

KALIBRASI TIDAK TERSEDIA ................................ 53

A. CARA KERJA ............................................................. 53

B. SKEMA PEMASANGAN PERALATAN ................... 55

C. CONTOH KERJA ....................................................... 56

IV.7. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K

BILA INSTRUMEN CALIBRATOR STANDAR BELUM

MEMILIKI FUNGSI KOREKSI KEBENARAN

TEMPERATUR DAN TERMOKOPEL STANDAR

SEBAGAI ACUAN KALIBRASI TIDAK TERSEDIA.... 58

A. CARA KERJA ........................................................... 58

B. GAMBAR KERJA ...................................................... 61

C. CONTOH KERJA ...................................................... 62

IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN

LOOP RESISTANCE ...................................................... 72

A. CARA KERJA .......................................................... 72

B. GAMBAR KERJA ...................................................... 75

C. CONTOH KERJA ...................................................... 76

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

Page 8: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

V.1. KESIMPULAN ................................................................... 80

V.2. SARAN ............................................................................... 81

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

NO Judul Hal 1. Gambar 2.1. Blok diagram testing termokopel otomatis... 7

2. Gambar 2.2. Elemen Furnace Electric

Sedang Menyala…………………..................................... 10

3. Gambar 2.3. Furnace Electric …………............................ 10

4. Gambar 3.2. Grafik cara untuk menemukan koreksi ∆E, untuk e.m.f termokopel E, ketika referensi temperatur tr

berbeda dari harga nominalnya trn .................................... 16 5. Gambar 3.3. Tegangan keluaran sebagai fungsi Temperatur untuk berbagai bahan termokopel…….......... 23 6. Gambar 4.1. Skema Pemasangan Peralatan

Metode Standar ................................................................ 36

7. Gambar 4.2.a. Skema Pemasangan Peralatan Untuk Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia ................................................................. 55 8. Gambar 4.2.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan Indikasi Temperatur Termokopel yang Dikalibrasi ....................................................................... 57 9. Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Instrumen

Page 9: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia ........... 61 10. Gambar 4.3.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan True Temperature .................................. 70 11. Gambar 4.4.a. Skema Pemasangan Peralatan Untuk Mengkalibrasi Termokopel dengan Loop Resistance........ 75

DAFTAR TABEL

NO Judul Hal 1. Tabel 3.1. Koefisien spesifik termokopel………............. 18

2. Tabel 3.2. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar ............................................................... 30 3. Tabel 3.3. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium .............. 30 4. Tabel 3.4. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar ................................................................ 31 5. Tabel 4.1. Contoh Rekaman Kalibrasi ........................... 39 6. Tabel 4.2. Loop Analisa Kasus yang Sering Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi ........................................... 40 7. Tabel 4.3. Loop Analisa Masalah Teknis yang Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi Termokopel Tipe-K ......... 43 8. Tabel 4.4. Loop Analisa Hal – Hal yang Berpotensi Menimbulkan Masalah dalam Proses Kalibrasi ............ 48 9. Tabel 4.5. Data Hasil Percobaan ................................... 56 10. Tabel 4.6.a. Data Percobaan .......................................... 62 11. Tabel 4.6.b. Data Hasil Percobaan ................................ 69 12. Tabel 4.6.c. Data Hasil Percobaan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 denganrumus E = E' + ∆E1

Page 10: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

untuk mendapatkan true temperature............................... 71 13. Tabel 4.7.a. Data Percobaan ......................................... 76 14. Tabel 4.7.b. Data Hasil Percobaan ................................. 79

BAB I

PENDAHULUAN

1. 1. LATAR BELAKANG

Dalam dunia industri, peralatan instrumentasi merupakan bagian

yang sangat vital untuk menjalankan proses produksi. Fungsi dari

peralatan instrumentasi adalah untuk pengukuran (measurement) dan

sebagai pengendali (controllable) proses operasi pabrik.

Termokopel merupakan salah satu peralatan intrumentasi elektrik

yang berfungsi sebagai sensor suhu. Termokopel adalah sensor yang

paling banyak digunakan dalam pengukuran temperatur di industri-

industri, seperti pengukuran temperatur pada proses peleburan alumina di

PT INALUM.

Untuk mendapatkan hasil yang akurat dalam pengukuran, maka

alat-alat instrumentasi dalam hal ini termokopel perlu dikalibrasi secara

berkala. Kalibrasi merupakan serangkaian kegiatan untuk menentukan

Page 11: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

kebenaran konvensional nilai penunjukan alat ukur dan bahan ukur dengan

cara membandingkan terhadap standard ukurannya yang mampu telusur ke

standard nasional untuk satuan ukuran maupun internasional.

Adapun tujuan kalibrasi adalah menjamin hasil-hasil pengukuran

sesuai dengan standar nasional maupun internasional, dan manfaat dari

kalibrasi adalah menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap

sesuai dengan spesifikasinya. Itulah sebabnya mengapa kalibrasi terhadap

peralatan instumen seperti termokopel sangat penting untuk dilaksanakan.

Proses yang terjadi di pabrik peleburan aluminium merupakan

banyak kaitannya dengan temperatur, maka termokopel sebagai sensornya,

sangat perlu dikalibrasi secara berkala karena akan mempengaruhi hasil

produksi.

Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

tertarik membahas tentang “TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPLE

TYPE – K” di “PT. INALUM, KUALA TANJUNG” sebagai judul karya

akhir.

1.2. TUJUAN PEMBAHASAN

Adapun yang menjadi tujuan dalam penulisan karya akhir ini

adalah :

1. Menguraikan prinsip kerja termokopel sebagai sensor temperatur.

2. Menguraikan teknik kalibrasi termokopel.

Page 12: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

1.3. BATASAN MASALAH

Agar pembahasan masalah dalam karya akhir ini tidak meluas,

penulis membatasi ruang lingkup pembahasan karya akhir hanya kepada

beberapa hal yaitu:

1. Prinsip kerja termokopel dalam hal ini hanya menjelaskan

terjadinya tegangan listrik antara ujung-ujung sambungan akibat

perbedaan temperatur.

2. Cara pengukuran temperatur dengan termokopel .

3. Kalibrasi termokopel dijelaskan hanya dari teknis pelaksanaan saja.

1.4. METODE PEMBAHASAN

Metode pembahasan yang dipergunakan dalam penulisan karya

akhir ini antara lain sebagai berikut:

1. Dengan mempelajari secara teoritis dan pengamatan langsung

selama kerja praktek (KP), serta melakukan diskusi dengan

pembimbing lapangan dan operator lapangan.

2. Melakukan diskusi dengan dosen pembimbing

3. Dengan cara studi kepustakaan

1.5. SISTEMATIK PEMBAHASAN

Untuk mempermudah penulisan dalam karya akhir ini, maka penulis

membuat sistematika pembahasan. Sistematika pembahasan ini merupakan

urutan bab demi bab. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah:

Page 13: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

BAB I: PENDAHULUAN

Pada bab ini akan membahas pengertian termokopel, tujuan penulisan

tugas akhir.

BAB II: PENGUKURAN/ PENGATURAN TEMPERATUR

FURNACE

Pada bab ini akan membahas pengertian sistem pengaturan (sistem

pengaturan otomatis, tujuan sistem pengaturan), sistem pengukuran

otomatis, fungsi-fungsi alat ukur, tujuan pengukuran, cara kerja

pengukuran/ pengaturan temperatur furnace, bagian-bagian dan fungsi

komponen dari furnace.

BAB III: TERMOKOPEL SEBAGAI SENSOR TEMPERATUR

Pada bab ini akan membahas pengertian termokopel dan jenis-jenisnya,

prinsip kerja termokopel, karateristik beberapa jenis termokopel, metode

pengukuran temperatur dengan termokopel, kalibrasi termokopel ( defenisi

kalibrasi, tujuan dan manfaat kalibrasi, selang kalibrasi, kategori kalibrasi

internal dan eksternal), cara pengkalibrasian termokopel.

BAB IV: TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL

Page 14: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Pada bab ini akan membahas cara mengkalibrasi termokopel secara teknis

dan permasalahan yang terjadi di dalamnya.

BAB VI: KESIMPULAN DAN SARAN

Pada bab ini akan membahas tentang kesimpulan dan saran

BAB II

PENGUKURAN / PENGATURAN TEMPERATUR FURNACE

II.1.PENGRETIAN SISTEM PENGATURAN

Dalam pengertian sederhana sistem adalah kombinasi dari beberapa

komponen yang bekerja bersama-sama dan melakukan besaran

tertentu. Jadi sistem kontrol adalah pengaturan/ pengendalian terhadap

satu atau beberapa besaran (variabel parameter) sehingga pada suatu

harga atau dalam suatu rangkuman harga (range) tertentu.

II.1.1. Sistem Pengaturan Otomatis

Pada sistem pengaturan otomatis terdapat empat langkah yang harus

dilaksanakan, yaitu : mengukur, membandingkan, menghitung, dan

mengontrol. Keempat langkah tersebut dilakukan oleh instrumen-

instrumen yang membentuk mata rantai pengaturan tertutup.

Page 15: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

II.1.2 Tujuan Sistem Pengaturan

Tujuan utama sistem pengaturan adalah untuk mendapatkan optimasi

pengukuran dimana hal ini dapat diperolah berdasarkan fungsi dari

sistem kontrol itu sendiri, yaitu pengukuran (measurement),

membandingkan (comperesion), pencatatan dan perhitungan

(computation) dan perbaikan (convection).

II.2. SISTEM PENGUKURAN SECARA UMUM

Umumnya pengukuran membutuhkan instrumen sebagai alat fisis

untuk menentukan suatu besaran (kuantitas) atau variabel. Instrumen

tersebut membantu memudahkan manusia dalam memperoleh

pengukuran yang akurat dan dalam hal memungkinkan seseorang

untuk mengetahui nilai suatu besaran yang tidak diketahui. Tanpa

bantuan instrumen tersebut manusia akan sulit menentukan nilai

pengukuran secara akurat.

Mengukur adalah salah satu langkah yang dilakukan sebelum

melakukan tiga langkah lainnya. Kontrol tidak akan mengerti apakah

ukuran variabel benar-benar mewakili proses variabel dengan akurat

atau tidak jika tidak ada sensor yang mengukur.

Pengontrol hanya tahu bahwa ia bertugas mengoreksi variabel agar

set-poin sama dengan ukuran variabel.

Page 16: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

II.3. TUJUAN PENGUKURAN

Suatu instrumen digunakan untuk mencari hasil suatu hasil pengukuran

yang diukur. Hasil pengukuran inilih yang disebut data, data digunakan

sebagai informasi, informasi dibutuhkan untuk pengelolaan suatu

sistem. Dengan demikian pengukuran yang akurat dan valid sangat

dibutuhkan.

Gambar 2.1. Blok diagram testing termokopel otomatis

II.4. CARA KERJA PENGATURAN TEMPERATUR FURNACE

Furnace adalah suatu alat bantu dalam proses pengkalibrasian

termokopel. Detektor yang digunakan pada pengukuran / pengaturan

temperatur furnace adalah termokopel, yang fungsi utamanya adalah

Page 17: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

untuk mengubah besaran temperatur panas menjadi besaran tegangan.

Termokopel yang digunakan adalah termokopel type-K. Pada

dasarnya termokopel ini terbuat dari dua buah kawat yang berbeda

jenisnya. Termokopel type-K ini terbuat dari perpaduan antara Cromer

(positif) dengan Alumel (negatif) yng mempunyai range pengukuran

dari 0 ºC sampai dengan 1000 ºC. Untuk pengukuran/ pengaturan

temperatur furnace dimulai dari tranduser berupa termokopel, tipe-K,

dan tegangan keluaran yang dihasilkan dari tranduser kemudian

diperkuat oleh rangkaian penguat untuk menghasilkan keluaran yang

dikehendaki. Dari hasil keluaran penguat masuk ke kontrol kemudian

masuk ke rangkaian elemen pemanas. Dalam pengukuran/ pengaturan

temperatur furnace yang merupakan pengendali temperatur pada

elemen pemenas adalah SCR, yaitu SCR akan bekerja dalam batas-

batas atau daerah-daerah tertentu. Jika output mencapai suatu harga

tertentu maka aliran energi akan berhenti. Misalnya jika temperatur

yang dihasilkan termokopel menurut pengukuran terlalu tinggi maka

pengendali atau SCR akan berfungsi sebagai pemutus (off), dan

dengan demikian mengurangi besarnya temperatur. Jika temperatur

terlalu rendah, SCR akan berfungsi sebagai penghubung (on).

II.5. BAGIAN – BAGIAN DAN FUNGSI KOMPONEN DARI

FURNACE

Page 18: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Adapun bagian-bagian dan fungsi komponen dari furnace yaitu dari

Tranducer input, Penguat, Kontrol, Pengubah DC ke AC, Elemen

pemanas dan Objek. Bagian-bagian dari komponen tersebut dapat

dijelaskan sebagai berikut :

II.5.1. Termokopel sebagai Tranducer Input

Tranducer merupakan suatu alat yang dapat mengkonversikan signal

non listrik menjadi signal listrik. Tranducer sangat banyak digunakan

pada peralatan-peralatan ataupun pada sistem mekanik maupun sistem

elektrik.

Berdasarkan cara kerja daripada tranducer dapat dibagi atas dua

jenis yaitu :

II.5.1.1 Transducer aktif

Transduser ini bekerja tanpa adanya pengaruh dari luar.

II.5.1.2. Transducer Pasif

Transduser ini bekerja apabila adanyapengaruh daya dari luar.

Termokopel merupakan transducer aktif karena termokopel ini

merupakan transducer yang sangup mengubah signal non listrik

(panas) menjadi signal listrik (tegangan).

II.5.2. Penguat

Penguat adalah suatu alat (pesawat) elektronika yang gunanya untuk

memperkuat sinyal listrik, hingga beberapa kali lebih besar dari sinyal

Page 19: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

inputnya. Dan yang diperkuat adalah tegangan Dc yang kemudian

diumpan ke kontrol.

II.5.3. Kontrol

Rangkaian kontrol ini berfungsi untuk mengontrol kerja dari elemem

pemanas.

II.5.4. DC ke AC

Rangkain ini diperlukan untuk mengubah arus DC ke arus AC yang

kemudian digunakan sebagai sumber untuk mengendalikan SCR pada

rangkaian pemanas.

II.6.5. Rangkaian Pemanas

Rangkaian pemanas digunakan untuk memenaskan furnace yang sesuai

dengan pengesetan temperatur tranducer.

Gambar 2.2. Elemen Furnace Electric Sedang Menyala

Page 20: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 2.3. Furnace Electric

Acuan temperatur dibuat pada rangkaian trasducer. Yang mana

satu kaki disambungkan ke resisten variabel yang berfungsi sebagai

sett zero dan yang satu lagi disambungkan ke bagian tegangan

refrence. Sebelum sinyal tranduser dimasukkan ke kontrol maka sinyal

tersebut diperkuat oleh rangkaian penguat. Pada kontrol sinyal

tersebut digunakan untuk mengendalikan rangkaian pemanas dan read

out. Tegangan digunakan untuk catu daya alat kontrol dan elemen

pemanas.

Page 21: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

BAB III

TERMOKOPEL SEGAGAI SENSOR TEMPERATUR

III.1. PENGERTIAN TERMOKOPEL

Secara harafiah thermocouple berasal dari kata “thermo” yang berarti suhu

dan “couple” yang berarti sepasang. Dalam pengertian sebenarnya

Page 22: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

termokopel adalah sepasang kawat logam yang tidak sama jenisnya

dihubungkan bersama-sama yang apabila kedua ujungnya masing-masing

dimasukkan ke dalam dua tempat yang berbeda suhunya, maka timbul

gaya gerak listrik (ggl). Tegangan gerak listrik dipengaruhi oleh

temperatur antara kedua ujungnya.

III.2. PRINSIP KERJA TERMOKOPEL

Pada tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann

Seeback menemukan bahwa sebuah konduktor (semacam logam) yang

diberi perbedaan panas secara gradien akan menghasilkan tegangan listrik.

Hal ini disebut sebagai efek termoelektrik. Untuk mengukur perubahan

panas ini gabungan dua macam konduktor sekaligus sering dipakai pada

ujung benda panas yang diukur. Konduktor tambahan ini kemudian akan

mengalami gradiasi suhu, dan mengalami perubahan tegangan secara

berkebalikan dengan perbedaan temperatur benda. Menggunakan logam

yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan menghasilkan tegangan yang

berbeda, meninggalkan perbedaan kecil tegangan memungkinkan kita

melakukan pengukuran, yang bertambah sesuai temperatur. Perbedaan ini

umumnya berkisar antara 1 hingga 70 microvolt tiap derajad celcius untuk

kisaran yang dihasilkan kombinasi logam modern. Beberapa kombinasi

menjadi populer sebagai standar industri, dilihat dari biaya,

ketersediaanya, kemudahan, titik lebur, kemampuan kimia, stabilitas, dan

Page 23: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

hasil. Sangat penting diingat bahwa termokopel mengukur perbedaan

temperatur di antara 2 titik, bukan temperatur absolut.

Gambar 3.1. Hubungan Termokopel

Pada banyak aplikasi, salah satu sambungan - sambungan yang

dingin dijaga sebagai temperatur referensi, sedang yang lain dihubungkan

pada objek pengukuran. contoh, pada gambar di atas, hubungan dingin

akan ditempatkan pada tembaga pada papan sirkuit. Sensor suhu yang lain

akan mengukur suhu pada titik ini, sehingga suhu pada ujung benda yang

diperiksa dapat dihitung. Termokopel dapat dihubungkan secara seri satu

sama lain untuk membuat termopile, dimana tiap sambungan yang panas

diarahkan ke suhu yang lebih tinggi dan semua sambungan dingin ke suhu

yang lebih rendah. Dengan begitu, tegangan pada setiap termokopel

menjadi naik, yang memungkinkan untuk digunakan pada tegangan yang

lebih tinggi. Dengan adanya suhu tetapan pada sambungan dingin, yang

berguna untuk pengukuran di laboratorium, secara sederhana termokopel

tidak mudah dipakai untuk kebanyakan indikasi sambungan langsung dan

instrumen kontrol. Mereka menambahkan sambungan dingin tiruan ke

Page 24: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

sirkuit mereka yaitu peralatan lain yang sensitif terhadap suhu (seperti

termistor atau dioda) untuk mengukur suhu sambungan input pada

peralatan, dengan tujuan khusus untuk mengurangi gradiasi suhu di antara

ujung-ujungnya. Di sini, tegangan yang berasal dari hubungan dingin yang

diketahui dapat disimulasikan, dan koreksi yang baik dapat diaplikasikan.

Hal ini dikenal dengan kompensasi hubungan dingin. Biasanya

termokopel dihubungkan dengan alat indikasi oleh kawat yang disebut

kabel ekstensi atau kompensasi. Tujuannya sudah jelas. Kabel ekstensi

menggunakan kawat-kawat dengan jumlah yang sama dengan kondoktur

yang dipakai pada termokopel itu sendiri. Kabel-kabel ini lebih murah

daripada kabel termokopel, walaupun tidak terlalu murah, dan biasanya

diproduksi pada bentuk yang tepat untuk pengangkutan jarak jauh

umumnya sebagai kawat tertutup fleksibel atau kabel multi inti. Kabel-

kabel ini biasanya memiliki spesifikasi untuk rentang suhu yang lebih

besar dari kabel termokopel. Kabel ini direkomendasikan untuk keakuratan

tinggi. Kabel kompensasi pada sisi lain, kurang presisi, tetapi murah.

Mereka memakai perbedaan kecil, biasanya campuran material

konduktor yang murah yang memiliki koefisien termoelektrik yang sama

dengan termokopel (bekerja pada rentang suhu terbatas), dengan hasil

yang tidak seakurat kabel ekstensi. Kombinasi ini menghasilkan output

yang mirip dengan termokopel, tetapi operasi rentang suhu pada kabel

kompensasi dibatasi untuk menjaga agar kesalahan yang diperoleh kecil.

Kabel ekstensi atau kompensasi harus dipilih sesuai kebutuhan

Page 25: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

termokopel. Pemilihan ini menghasilkan tegangan yang proporsional

terhadap beda suhu antara sambungan panas dan dingin, dan kutub harus

dihubungkan dengan benar sehingga tegangan tambahan ditambahkan

pada tegangan termokopel, menggantikan perbedaan suhu antara

sambungan panas dan dingin.

III.2.1. Perhitungan Koreksi

Karakteristik termokopel yang diberikan oleh tabel atau oleh diagram,

koresponden dengan suhu referensi 0 °C. Jika suhu referensi actual (tr),

berbeda dari nilai nominal (trn), maka kesalahan akan timbul. Jika suhu

referensi terlalu tinggi dari referensi nominal (tr1 > trn), seperti yang

ditunjukkan gambar 3.2.(a) maka nilai pengukuran dari e.m.f. (E') terlalu

rendah. Sebuah koreksi akan ditambahkan sehingga e.m.f. yang terkoreksi

adalah: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature

Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 78)

E = E' + ∆E1 (3.1)

Koreksi ∆E 1, bisa dibaca dari karakteristik termokopel untuk

perbedaan suhu (tr1 - trn). Gambar 3.2.(a) mendemonstrasikan bagaimana

suhu yang benar (true temperature) bisa dicari dari karakteristik yang

sama. Sama halnya bila suhu referensi terlalu rendah dari referensi

nominal (tr2 < trn). e.m.f. yang terkoreksi adalah: (Eckersdorf. K,

Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley

& Sons Ltd. England, Hal: 80)

Page 26: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

E = E' - ∆E2 (3.2)

Gambar 3.2. Grafik cara untuk menemukan koreksi ∆E, untk e.m.f.

termokopel E, ketika referensi temperatur tr berbeda dari harga nominalnya

trn .

Sekali lagi koreksi ∆E 2, bisa dicari seperti yang ditunjukkan dalam gambar

3.2.(b). Jika koneksi instrumen pengukuran dikalibrasi dalam °C pada suhu

referensi nominal (trn), maka untuk suhu referensi lainnya katakanlah tr1,

kebenaran pengukuran suhu (tt), bisa ditemukan. e.m.f. E' yang

berkoresponden dengan suhu indikasi (ti), serta kesalahan dalam e.m.f. ∆E,

pada perbedaan dalam referensi temperatur (tr1 - trn), keduanya dapat

ditemukan dari karakteristik termokopel seperti pada gambar 4.2.

kombinasi dari kedua rumus (3.1.) dan (3.2.) memberi nilai kebenaran dari

Page 27: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

e.m.f. menjadi E = E' ± ∆E , yang darinya berkoresponden dengan nilai

benar suhu (tt), dapat dicari. Dengan cara yang sama koreksi-koreksi bisa

ditemukan dari tabel termokopel.

Contoh soal:

Instrumen pengukuran telah dikalibrasi untuk termokopel tipe-K pada suhu

referensi nominal trn = 0 °C. Pada suhu referensi tr = 30 °C, suhu indikasi

adalah ti = 830 °C. Dengan menggunakan tabel, cari nilai dari e.m.f. yang

berkorespon dengan tr . Dapatkan koreksi e.m.f. dan cari suhu sebenarnya

dari tabel.

Penyelesaian: dari tabel termokopel, pada suhu ti = 830 °C,

E' = 34.50 mV

Masih dari tabel, korespoden untuk tr = 30 °C,

∆E = 1.20 mV

Harga koreksi dari e.m.f adalah:

E = E' + ∆E = 34.50 + 1.20 = 35.70 mV

Dari tabel termokopel untuk E = 35.70 mV kebenaran suhu, tt = 860 °C

Rumus disederhanakan untuk perhitungan nilai kebenaran e.m.f.

Rumus yang valid untuk temperatur 0 < tr < 50 0C, memiliki bentuk

universal: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991.

Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 80)

E = E' + k1tr + k2tr2

(3.3)

Page 28: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Dimana E adalah e.m.f. pada trn = 0 0C, E' adalah e.m.f. pada tr ≠ 0 0C dan

tr adalah nilai aktual dari suhu referensi dalam 0C. Koefisien k1 dan k2

memiliki nilai yang terikat pada spesifik termokopel. Spesifik termokopel

tersebut diberikan pada tabel dibawah ini.

Tabel 3.1. Koefisien spesifik termokopel

Thermocoupel k1(mV/ 0C) K2 (mV/ 0C2))

Pt 10 Rh – Pt

Pt 30 Rh – Pt 6 Rh

NiCr – NiAl

Fe – CuNi

Cu – CuNi

0.0054

0

0.0404

0.0532

0.0406

0.012 x 10-3

0

0

0

0

Untuk mengilustrasikan aplikasi informasi ini contoh numerik yang

sama seperti di atas bisa dipertimbangkan. Dalam kasus ini e.m.f. bisa

dihitung dengan menggunakan persamaan (3.3), yaitu nilai E = 34.54 +

0.0404 x 30 = 34.54 + 1.21 = 35.75 mV. Secara praktis hasilnya sama.

III.2.1. Loop Resistansi

Loop resistansi yaitu jumlah dari resistansi – resistansi setiap

elemen di dalam loop eksternal untuk pengukuran instrumen.

Kalkulasi dari resistansi partikular adalah mengatur gerak maju

kedepan. Pertama, pertimbangkan resitansi termokopel RT . Sebuah

Page 29: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

termokopel menghendaki empat buah data. Kemudian, pertimbangkanlah

kawat A dan B yang memiliki resfektif resistansi RA dan RB pada

temperatur 20 0C dan juga resfektif terhadap koefisien resistansi suhu αA

dan αB. Jika rata – rata temperatur, melebihi ambient temperatur, θM maka

RT menjadi: (Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991.

Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England, Hal: 87)

RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM) (3.4)

Nilai untuk RA dan RB dapat dikalkulasi dari data dalam tabel

characteristic data of standardized thermocoupels wires. (lampiran)

Contoh Soal

Hitung resistansi dari sebuah termokopel NiCr – NiAl yang menggunakan

kabel dengan diameter 1.5 mm dan panjang 600 mm. Temperatur yang

terukur adalah 1000 0C dan ambient temperatur, ta , adalah 20 0C.

Penyelesaian:

Dengan data dalam tabel characteristic data of standardized

thermocoupels wires. (lampiran)

RT = 0.6x0.410(1+0.25x10-3x 980/2) + 0.6x0.169(1+1.8x10-3x 980/2)

RT = 0.47 Ω

III.3. JENIS-JENIS TERMOKOPEL

Beberapa jenis termokopel yaitu:

Page 30: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))

Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk

rentang suhu −200 °C hingga +1200 °C.

Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy)). Tipe E memiliki

output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan pada

temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe non

magnetik.

Tipe J (Iron / Constantan) Rentangnya terbatas (−40 hingga +750

°C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K. Tipe J memiliki

sensitivitas sekitar ~52 µV/°C

Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy)) Stabil dan

tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk

pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur

suhu di atas 1200 °C. Sensitifitasnya sekitar 39 µV/°C pada 900°C,

sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe K

Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh) Cocok mengukur suhu di atas

1800 °C. Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0°C hingga

42°C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu 50°C.

Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium) Cocok mengukur

suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya

tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium) Cocok mengukur

suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya

Page 31: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar

pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).

Type T (Copper / Constantan) Cocok untuk pengukuran antara

−200 to 350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang

negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai alat

pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga. Type T

memiliki sensitifitas ~43 µV/°C.

Keterangan: Termokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia

yang memiliki karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel

yang paling stabil, tetapi karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C)

mereka biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi

(>300 °C).

III.4. KARAKTERISTIK BEBERAPA JENIS TERMOKOPEL

Gambar 3.3. memperlihatkan tge termal untuk beberapa bahan termokopel

yang lazim. Nilai yang diperlihatkan didasarkan pada temperatur referensi

sebesar 0 °C.

Untuk menjamin umur yang panjang dalam lingkungan operasinya,

termokopel dilindungi didalam sebuah tabung logam pelindung atau logam

yang ujungnya terbuka atau tertutup. Guna mencegah pengotoran

termokopel bila yang digunakan adalah logam-logam mulia (platina dan

paduannya), tabung proteksi dilembam secara kimia dan dihampakan

Page 32: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

dengan ketat. Karena termokopel biasanya berada pada lokasi yang jauh

dari instrumen pencatat, sambungan-sambungan dibuat dengan

menggunakan kawat-kawat perpanjangan (extention wires) khusus yang

disebut kawat-kawat kompensasi adalah dari bahan yang sama dengan

kawat type termokopel.

Termokopel tersedia dari pabrik bersama sertifikat kalibrasinya

atau bersama sertifikat uji yang didasarkan pada perbandingan presesi

terhadap termokopel yang disahkan oleh laboratorium penguji dan

kalibrasi.

Pengukuran temperatur yang paling sederhana dengan

menggunakan sebuah termokopel adalah menghubungkan lansung sebuah

milivoltmeter sensitif ke ujung dingin. Berarti defleksi alat pencatat

hampir berbanding langsung dengan beda temperatur antara ujung panas

dan titik referensi. Instrumen sederhana ini mememiliki kekurangan-

kekeurangan serius, terutama karena termokopel hanya dapat menyalurkan

daya yang sangat terbatas untuk menggerakkan mekanisme alat pencatat.

Page 33: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 3.3. Tegangan keluaran sebagai fungsi temperatur untuk berbagai

bahan termokopel.

Pada umumnya yang digunakan dalam industri-industri adalah: Cooper-

Constanta (CRC), Iron-Constanta (IC), Crromel-Constanta (CC), Chromel-

Allumel (CA) dan Platinum-Platinum Rhodium (PR).

III.5. KAWAT PERPANJANGAN

Kawat perpanjangan digunakan untuk hubungan antara termokopel dan

sebuah perangkat sambungan dingin alat atau instrumen, kawat

perpanjangan digunakan untuk alasan menghindari kerugian seperti

tahanan tinggi. Jadi yang terpenting bahwa kawat perpanjangan

mempunyai daya termolistrik total yang sama dengan termokopel.

Page 34: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Kawat perpanjangan (extension wires) berbeda berdasarkan jenis

termokopel. Kode warna dibuat untuk mengenali kawat perpanjangan.

Setiap negara berbeda dalam memberikan kode warna pada kawat

perpanjangan. Selanjutnya kawat perpanjangan tersebut dapat dilihat pada

lampiran.

III.6. PENGUKURAN TEMPERATUR

Pengoperasian alat ukur, banyak tergantung pada prinsip-prinsip dasar

listrik. Hampir semua sistem pengumpulan, transmisi dan analisis data

tergantung pada peralatan elektronik. Sebagai contoh, pengukuran

temperatur, alat ukur temperatur dilengkapi dengan tranducer, yaitu alat

untuk mengubah temperatur pada setiap saat menjadi tegangan listrik

(voltage) yang setara. Tegangan tersebut, kemudian ditransmisikan ke

stasiun penerima dan setiap tahap proses tersebut digunakan piranti listrik.

Temperatur merupakan konsep yang menyatakan apakah suatu

benda tersebut panas atau dingin. Tahanan listrik, tekanan, dan volume

akan mengalami perubahan apabila temperatur berubah. Metode

pengukuran temperatur tersebut sangat luas pemakaiannya. Penggunaan

metode tersebut tersebut cukup teliti bila alat tersebut telah dikalibrasi dan

dikompensasi dengan baik.

III.7 KALIBRASI TERMOKOPEL

III.7.1. Definisi Kalibrasi

Page 35: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Pengertian kalibrasi menurut ISO/IEC Guide

17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM) adalah

serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang

ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang

diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang

berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata

lain, kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran

konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara

membandingkan terhadap standar ukur yang mamputelusur (traceable) ke

standar nasional untuk satuan ukuran dan/ atau internasional.

III.7.2. Tujuan dan Manfaat Kalibrasi

a. Tujuan Kalibrasi adalah:

1. Menentukan deviasi kebenaran

konvensional nilai penunjukkan suatu

instrumen ukur, atau devisiasi dimensi

nasional yang seharusnya untuk suatu bahan

ukur.

2. Menjamin hasil - hasil pengukuran sesuai

dengan standard nasional maupun

internasional.

Page 36: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

3. Untuk mencapai ketertelusuran pengukuran.

Hasil pengukuran dapat dikaitkan/ditelusur

sampai ke standar yang lebih tinggi/teliti

(standar primer nasional dan/ internasional),

melalui rangkaian perbandingan yang tak

terputus.

b. Manfaat Kalibrasi adalah sebagai berikut:

1. Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan

ukur agar tetap sesuai dengan

sfesifikasinya.

2. Untuk mendukung sistem mutu yang

diterapkan di berbagai industri pada

peralatan laboratorium dan produksi yang

dimiliki.

3. Dengan melakukan kalibrasi, bisa

diketahui seberapa jauh perbedaan

(penyimpangan) antara harga benar dengan

harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

III.7.3. Periode (Selang) Kalibrasi

Selang kalibrasi suatu alat tergantung pada karakteristik dan tujuan

pemakaiannya. Ditinjau dari segi karakteristiknya makin tinggi kualitas

Page 37: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

metrologis makin panjang selang kalibrasinya. Dan bila ditinjau dari

tujuan pemakaiannya, semakin kritis dampak hasil ukurannya semakin

pendek selang kalibrasinya.

Jadi secara umum selang kalibrasi dipengaruhi oleh:

- Jenis Alat Ukur

- Frekuensi Pemakaian

- Pemeliharaanya

Selang waktu kalibrasi biasanya dinyatakan dalam beberapa cara, yaitu:

1. Dinyatakan dalam waktu kalender.

2. Dinyatakan dalam waktu pemakaian

3. Kombinasi cara pertama dan kedua.

Berikut ini contoh selang kalibrasi untuk beberapa instrumen tertentu :

1. Termokopel : 12 bulan

2. Thermocontroller : 12 bulan

3. Hygrometer : 6 bulan

4. Micromrter : 3 bulan

III.7.4. Pengertian Metode Pengujian dan Metode Kalibrasi

Laboratorium pengujian adalah laboratorium yang melaksanakan kegiatan

teknis yang terdiri atas penetapan, penentuan satu atau lebih sifat seperti

karakteristik suatu produk, bahan, peralatan, organisme, fenomena fisik,

Page 38: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

proses atau jasa, sesuai dengan prosedur yang telah ditetapkan. Sedangkan

laboratorium kalibrasi adalah laboratorium yang melaksanakan

serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang

ditunjukkan oleh instrumen pengukur atau sistem pengukuran, atau nilai

yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahiu

yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.

Berdasarkan defenisi tersebut, jelas diperlukan metode pengujian

dan/ metode kalibrasi untuk mendukung kegiatan operasional

laboratorium. Metode pengujian dan/ atau metode kalibrasi adalah

prosedur teknis tertentu untuk melaksanakan pengujian dan/ atau kalibrasi.

Laboratorium harus memilih metode yang sesuai yang sudah

dipublikasikan dalam standar internasional, regional atau nasional, atau

oleh organisasi teknis yang mempunyai reputasi, atau dari teks maupun

jurnal ilmiah yang relevan, atau sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuat.

Pada umumnya, laboratorium dapat menggunakan metode

pengujian dan/ atau kalibrasi tergantung dari sifat dasar dari pekerjaan itu

sendiri. Karena itu laboratorium dapat menggunakan:

a. Metode standar yang dipublikasikan secara nasional, regional,

atau internasional

Laboratorium menjamin bahwa standar yang digunakan adalah

edisi mutakhir yang berlaku. Bila perlu standar harus dilengkapi

dengan rincian tambahan untuk menjamin penerapan yang

Page 39: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

konsisten. Penggunaan stsandar nasional, regional, atau

internasional yang berisi informasi yang cukup dan ringkas untuk

melakukukan pengujian dan tidak perlu ditambah atau ditulis ulang

sebagaimana prosedur internal, sehingga dapat digunakan oleh

analis yang bersangkutan. Selain itu, saat penerapan terkadang

diperlukan dokumen tambahanuntuk langkah-langkah yang lebih

detail dalam rincian tahapan metode. Contoh metode yang

dipublikasikan oleh badan standar internasional atau nasional,

seperti: Standar Nasioanal Indonesia (SNI), International

Organization for Standardization (ISO), American Standard for

Testing and Materials (ASTM), American Public Health

Administration (APHA), World Health Organization (WHO), dll.

b. Metode terpublikasi

Metode terpublikasi adalah metode yang dikembangkan oleh

ilmuwan atau engineer secara individu dan dipublikasikan oleh

organisasi teknis yang mempnyai reputasi, atau dari teks, atau

jurnal yang relavan, atau dari spesifikasi pabrik pembuat peralatan.

Pengunaan metode terpublikasi di laboratorium harus divalidasi

terlebih dahulu.

Page 40: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

c. Metode yang dikembangkan sendiri oleh laboratorium

Penggunaaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium harus

merupakan kegiatan yang terencana dan harus ditugaskan kepada

personel yang ahli. Rencana harus dimutakhirkan saat

pengembanagan mulai dilakukan dan harus dipastikan adanya

komunikasi yang efektif diantara semua personel yang terlibat.

Apabila diperlukan metode yang tidak dicakup oleh metode buku,

hal ini harus mendapat persetujuan dan harus mencakup spesifikasi

yang jelas. Metode yang dikembangkan harue telah divalidasi

sebagaimana mestinya sebelum digunakan. Bila laboratorium dapat

melaksanakan suatu pengujian dan/ atau kalibrasi dengan

menggunakan lebih dari satu metode, maka pemilihan metode

harus didasarkan kepada faktor eksternal seperti, jenis sampel yang

akan diuji atau barang yang akan dikalibrasi, peraturan perundang-

undangan dan pada faktor internalnya seperti peralatan, kompetensi

personal, waktu dan biaya, keselamatan dan kesehatan.

Tabel 3.2. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar Metode Standar

Keuntungan Kerugian

a) Dikenal dan diterima secara

nasional maupun internasional

a) Tidak spesifik

b) Memungkinkan untuk

membandingkan hasil yang

diperoleh laboratorium yang

b) Sering terlalu komplek, lambat,

atau biaya mahal untuk tujuan

laboratorium

Page 41: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

berbeda

c) Minimalisasi pelatihan ulang

terhadap personel yang pindah dari

satu laboratorium ke laboratorium

yang lain

c) Beberapa standar internasional

tidak tersedia sebagai metode

yang ringkas

d) Telah dieveluasi dan dicoba secara

hati-hati sebelum diterbitkan, untuk

meminimalisasi resiko atau masalah

yang tidak diharapkan

d) Tidak mewakili teknologi saat

ini karwena proses kaji ulang

yang lambat dari organisasi

nasional atau internasional yang

menerbitkan metode standar.

e) Biasanya tersedia data untuk

akurasi, presisi, dan bias yang

dihasilkan dari uji banding

f) Biasanya direvisi ulang dan

dimutakhirkan secara berkala.

Tabel 3.3. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode yang dikembangkan oleh laboratorium

Metode yang dikembangkan oleh laboratorium (In-house methods)

Keuntungan Kerugian

a) Biasanya mencerminkan teknologi

saat ini

a) Sering dikembangkan dalam

suatu laboratorium namun tidak

divalidasi melalui uji banding

antar laboratorium

b) Sering merefleksikan kebutuhan

spesifik laboratorium.

b) Data presisi, akurasi dan bias

tidak tersedia atau tidak handal

c) Tahapan prosedur kadang-

kadang dengan sengaja

Page 42: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

dihilangkan

d) Sering harus dikembangkan

lebih jauh atau dimodifikasi

untuk memenuhi kebutuhan

laboratorium

e) Sering tidak diterima luas baik

secara nasional maupun

internasional

f) Dilakukan kaji ulang atau revisi

berdasarkan umpan balik dari

pengguna.

Tabel 3.4. Keuntungan dan kerugian penggunaan metode standar Metode Standar

Keuntungan Kerugian

a) Dikembangkan untuk memenuhi

kebutuhan laboratorium dengan

menggunakan sumber daya yang

ada

a) Dikembangkan untuk tujuan

khusus, sehingga tidak

dimungkinkan untuk diterapkan

pada tujuan lain

b) Dikembangkan untuk suatu tugas

khusus

b) Kemungkinan diterima secara

nasional atau internasional kecil

c) Sering lebih murah dan lebih cepat

c) Kadang-kadang sedikit bahkan

tidak ada data yang trsedia

untuk akurasi, presisi, dan bias

d) Mudah dikaji ulang dan

dimutakhirkan.

d) Biasanya tidak valid untuk uji

banding antar laboratorium

e) Adanya masalah yang

Page 43: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

tesembunyi disebabkan dasar

teori yang sering tidak

dimengerti secara penuh

f) Merupakan tugas besar untuk

pengembangan, validasi, dan

dokumentasi suatu metode.

III.8. KATEGORI KALIBRASI

Kalibrasi di PT. Inalum di katagorikan menjadi dua yaitu :

1. Kalibrasi Internal

2. Kalibrasi Eksternal

III.8.1. Kalibrasi Internal

Kalibrasi Internal merupakan pekerjaan kalibrasi yang dilakukan oleh

Inalum. Untuk dapat Kalibrasi Internal ini PT. Inalum harus memiliki

syarat – syarat seperti di bawah ini:

1. Alat kalibrasi yang mampu telusur.

2. Mempunyai teknisi kalibrasi yang berkualifikasi.

3. Mempunyai metode / prosedur kalibrasi.

III.8.2. Kalibrasi Eksternal

Kalibrasi eksternal merupakan pekerjaan kalibrasi yang dilakukan oleh

badan/ instansi yang sudah Anggota Jaringan Kalibrasi atau badan/

instansi yang ditetapkan pemerintah yang diiringi penerbitan sertifikat atau

laporan kalibrasi. Menurut tingkat instrumen standard kalibrasi dan bisa

Page 44: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

juga instrumen operasionalyang lokasi kalibrasi dapat dilakukan di luar

perusahaan ataupun di dalam perusahaan. Dari penjelasan kalibrasi

internal dan eksternal diatas maka dapat dibuat tabel kalibrasi PT. Inalum.

BAB IV

TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K DAN

PERMASALAHANYA

Page 45: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

IV.1. KESIAPAN LABORATORIUM

Sebelum pelaksanaan kalibrasi ada beberapa hal yang harus diperhatikan

dan dilakukan berkaitan dengan lingkungan laboratorium kalibrasi.

Adapun hal–hal yang perlu dilakukan adalah:

1. Menjaga stabilitas tegangan listrik.

2. Menjaga suhu ruangan agar tidak lebih dari 25 ºC.

3. Menjaga kelembaban udara agar tidak lebih dari 70 %.

4. Menjaga noise agar tidak melebihi batas yang diizinkan yaitu

sekitar 49 dB.

5. Menghindari gelombang elektromagnetik yang tinggi.

6. Menghindari getaran yang berlebihan pada lantai ruang kalibrasi.

IV.2. TEKNIK KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K

Dalam mengkalibrasi termokopel tipe – K ada beberapa tahapan yang

harus dilakukan yaitu: persiapan, pelaksanaan, verifikasi, rekaman.

IV.2.1. Persiapan

Persiapan merupakan langkah – langkah awal yang dilakukan pada

peralatan yang dibutuhkan sebelum melaksanakan kalibrasi. Adapun

langkah – langkah persiapan yang harus dilakukan adalah sebagai berikut:

a. Siapkan work order dan formulir rekaman

b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran

lainnya jika perlu

Page 46: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi

d. Sediakan termokopel tipe-K standar dan termokopel yang akan

dikalibrasi

e. Sediakan furnace standar dan instrumen kalibrator standar beserta

tool-set yang diperlukan

f. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan

g. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai

battery dengan “check battery” fasilitas

h. Pasangkan semua kabel power supply peralatan

i. Pasangkan semua peralatan sesuai gambar pemasangan peralatan,

seperti pada Gambar 4.1.

j. Pasangkan peralatan sesuai dengan alat yang akan dikalibrasi dan

standar yang diperlukan.

Pada skema pemasangan metode kalibrasi standar pada Gambar 4.1.

meliputi: furnace sebagai pemanas, termokopel tipe-K standar sebagai

standar kalibrasi, termokopel tipe-K yang dikalibrasi, kalibrator sebagai

instrumen pembaca pengukuran, kabel kompensasi sebagai penghubung

termokopel ke kalibrator.

Page 47: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 4.1. Skema Pemasangan Peralatan Metode Standar

Standar

Furnace

Termokopel

Terminal Head

Compensating Cable

Com

pact

ca

libra

tor

Compensating Cable

Terminal Head

Termokopel

Yang dikalibrasi

Page 48: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

IV.2. 2. Pelaksanaan

Dalam pelaksanaan kalibrasi ada langkah –langkah yang harus dilakukan

sesuai dengan metode pelaksanaan kalibrasi. Adapun langkah – langkah

metode pelaksanaan kalibrasi standar yaitu:

a. Masukkan termokopel tipe-K standar dan termokopel tipe-K yang

akan dikalibrasi ke furnace standar

b. Hubungkan termokopel tipe-K standar dan termokopel tipe-K yang

akan dikalibrasi tersebut ke instrumen kalibrator standar

c. Tentukan nilai pengukuran alat yang dikalibrasi minimum 10 poin,

catat pada formulir rekaman

d. Perhatikan kalibrator standar kemudian catat nilai termokopel tipe-

K standar (A)

e. Perhatikan kalibrator standar kemudian catat nilai termokopel tipe-

K yang dikalibrasi (B)

f. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B

g. Hitung nilai ketidakpastian pengukuran jika memungkinkan

h. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan

i. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan

lakukanlah pengejasan bila dianggap perlu dan memungkinkan.

IV.2. 3. Verifikasi

Page 49: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Setelah proses pelaksanaan kalibrasi dilakukan maka hasilnya akan

diverifikasi. Berikut langkah – langkah verifikasi yang dilakukan:

a. Pastikan nilai deviasi lebih kecil atau sama dengan toleransi

b. Pastikan limbah akibat pekerjaaan kalibrasi terkontrol dengan baik

c. Pastikan selama pekerjaaan kalibrasi tetap memakai safety

protector yang sesuai .

IV.2. 4. Rekaman

Rekaman data hasil pengujian kalibrasi merupakan unsur yang sangat

penting dalam keseluruhan proses pengujian kalibrasi, karena rekaman

merupakan bukti kegiatan kalibrasi telah dilakukan. Berdasarkan ISO

9000: 2000 rekaman didefinisikan sebagai dokumen yang menyatakan

hasil yang dicapai atau sebagai bukti pelaksanaan kegiatan. Dalam hal ini

rekaman dapat berupa hard copy atau media elektronik. Karena itu,

rekaman dapat dipakai, misalnya, untuk mendukumentasikan ketelusuran

dan memberi bukti verifikasi, tindakan pencegahan, dan tindakan

perbaikan. Pengamatan, pencatatan data, perhitungan harus direkam pada

saat pengujian kalibrasi dilakukan serta dapat di identifikasi.

Untuk meminimalisasi kesalahan kesalahan rekaman teknis

laboratorium harus melakukan usaha – usaha antara lain:

a) Meningkatkan kesadaran personel penanggung jawab melalui

pelatihan atau pengarahan dari atasannya

Page 50: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

b) Perhitungan kembali dengan metode yang berbeda bila

memungkinkan

c) Verifikasi data atau hasil perhitungan oleh penyelia.

Rekaman kalibrasi paling sedikit memiliki informasi sebagai berikut:

a) Identifikasi peralatan meliputi: nama, toleransi yang diizinkan, tipe,

merk peralatan

b) Ruang lingkup kalibrasi meliputi: tanggal, lokasi, suhu ruang

laboratorium kalibrasi

c) Data kalibrasi meliputi: data pengujian atau pengukuran

d) Personel kalibrasi meliputi pelaksana dan penyelia.

Tabel 4.1. merupakan contoh rekaman kalibrasi termokopel tipe-K.

NAMA ALAT: TERMOKOPEL TYPE/ RANGE: CP 12 (CA)/ 0 – 1000 °C NO. IDENTIFIKASI: 5503946 TOLERANSI: ± 1.5 °C PEMBUAT/ MARK : OMEGA LOKASI: SMALTING PLANT FASILITAS: TUNGKU PELEBURAN ALUMINA

INSTRUMEN STANDAR KALIBRATOR 1. COMPACT CALIBRATOR CA 100

TYPE: 255701-U3 NO.12V0933599H YEW

2. – LOKASI KALIBRASI: RUANG KALIBRASI

INSTRUMEN SUHU RUANG: ± 23.1 °C NOMOR WI: SEM – WI 11 – 017

DATE: 07/ 02/ 2000 RESULT: GOOD

№ A (°C)

STANDAR B (°C)

PENGUKURAN

D =A-B DEVIASI

(±) (°C) TOLERANSI KET.

1 100 100.5 + 05 1.5 √ 2 200 201.2 + 1.2 1.5 √ 3 300 300.6 + 0.6 1.5 √ 4 400 400.7 + 0.7 1.5 √ 5 500 500.7 + 0.7 1.5 √ 6 600 600.7 + 0.7 1.5 √ 7 750 700.8 + 0.8 1.5 √ 8 830 800.8 + 0.8 1.5 √ 9 920 900.8 + 0.8 1.5 √

Page 51: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Tabel 4.1. Contoh Rekaman Kalibrasi

Pelaksana Diperiksa Disetuji Nama Heddy. M Toni Edwarman Jabatan Ope/ SEM F/ SEM AM/ SEM T. Tangan Tanggal 08/02/2000 09/02/2000 09/02/2000

IV.3. KASUS YANG SERING DIJUMPAI DALAM

PELAKSANAAN KALIBRASI

Beberapa kasus yang sering dijumpai dalam pelaksanaan kalibrasi

diantaranya yaitu:

1. Alat kalibrator terbatas sedangkan peralatan yang akan dikalibrasi

sangat banyak, sehingga waktu yang dibutuhkan untuk

menyelesaikan kalibrasi tersebut menjadi lama.

2. Tenaga ahli yang bersertifikat masih kurang, sehingga jika ada

trouble dalam proses kalibrasi terpaksa menunggu tenaga ahli

tersebut.

3. Spare-part yang dibutuhkan tidak ada, akibatnya harus menunggu

sampai spare-part tersebut didapatkan.

4. Spare-part yang dibutuhkan tidak bisa didapatkan, karena pabrikan

tidak memproduksinya lagi.

5. Tool-set yang digunakan untuk mengkalibrasi hilang atau rusak.

Tabel 4.2. merupakan loop analisa dari sub-bab IV.3.

Tabel 4.2. Loop Analisa Kasus yang Sering Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi

10 1000 1000.9 + 0.9 1.5 √

Page 52: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

NO. KASUS YANG SERING

DIJUMPAI DALAM PELAKSANAAN KALIBRASI

PENYEBAB SOLUSI

1. Alat kalibrator terbatas

sedangkan peralatan yang akan

dikalibrasi sangat banyak,

sehingga waktu yang dibutuhkan

untuk menyelesaikan kalibrasi

tersebut menjadi lama.

-Terbatasnya

anggaran dalam

pengadaan peralatan

kalibrator

-Karena kalibrator

merupakan bagian

vital dalam proses

kalibrasi maka

intensifkan

pengadaanya

2. Tenaga ahli yang bersertifikat

masih kurang, sehingga jika

terjadi trouble dalam proses

kalibrasi terpaksa menunggu

tenaga ahli tersebut.

-Petugas tidak

mendapatkan

pelatihan khusus

- Adakan pelatihan

kalibrasi kepada

petugas secara berkala

3. Spare-part yang dibutuhkan

tidak ada, akibatnya harus

menunggu sampai spare-part

tersebut didapatkan.

-Rusak/ tidak bisa

digunakan

-Hilang

-Simpan peralatan

dengan baik sampai

spare-part tersebut

didapatkan

4. Spare-part yang dibutuhkan

tidak mungkin didapatkan lagi.

-Pabrikan tidak

memproduksinya lagi

-Kanibalisme

peralatan yaitu

gunakan komponen

yang masih bagus dari

peralatan yang sudah

rusak sebagai spere-

part

5. Tool-set yang digunakan untuk

mengkalibrasi hilang atau rusak.

-Setelah digunakan

dibiarkan berserakan

-Susun rapi tool-set

pada raknya setelah

Page 53: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

-Dipinjam petugas

lain

digunakan

-Jangan dipinjamkan

kepada petugas lain

selain petugas

kalibrasi

IV.4. MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI DALAM

PELAKSANAAN KALIBRASI TERMOKOPEL

Ada beberapa masalah teknis yang dijumpai dalam pelaksanaan kalibrasi

termokopel tipe-K. Berikut ini merupakan contoh masalah beserta solusi

pemecahan permasalahannya yaitu:

1. Kawat termokopel sudah terkontaminasi zat-zat kimia

Solusinya :

- Bersihkan terlebih dahulu dengan zat pencuci yang

memiliki pH balance, setelah itu dilap dan biarkan kering

terlebih dahulu.

- Lakukan kalibrasi sesuai pelaksanaan kalibrasi termokopel

- Data hasil kalibrasi jika deviasi lebih besar toleransi yang

diizinkan maka ganti kawat tersebut dengan yang baru.

2. Ketidaktersediaan termokopel standard sebagai acuan kalibrasi

Solusinya :

- Gunakan tabel referensi kalibrasi untuk termokopel type K

(akan dijelaskan pada sub-bab selanjutnya)

Page 54: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

3. Walaupun ternokopel sudah diganti dengan yang baru, data-data hasil

kalibrasi menunjukkan deviasi lebih besar dari toleransi yang

diizinkan.

Solusinya :

- Cek terminal termokopel dan kabel penghubung ke

kalibrator, bila tidak memungkinkan segera diganti.

Tabel 4.3. merupakan loop analisa dari sub-bab IV.4.

Tabel 4.3. Loop Analisa Masalah Teknis yang Dijumpai dalam Pelaksanaan Kalibrasi Termokopel Tipe-K

NO.

MASALAH TEKNIS YANG DIJUMPAI

DALAM PELAKSANAAN

KALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K

PENYEBAB SOLUSI

1. Kawat termokopel sudah

terkontaminasi zat-zat

kimia

-Zat kimia yang

terbawa udara

-Zat kimia cair yang

bereaksi dengan

kawat termokopel

- Bersihkan terlebih dahulu

dengan zat pencuci yang

memiliki pH balance, setelah

itu dilap dan biarkan kering

terlebih dahulu.

- Lakukan kalibrasi sesuai

pelaksanaan kalibrasi

termokopel.

- Jika data hasil kalibrasi

menunjukkan deviasi lebih

besar dari

toleransi yang diizinkan

maka ganti kawat tersebut

dengan yang baru.

Page 55: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

2. Ketidaktersediaan

termokopel standard

sebagai acuan kalibrasi

-Rusak atau tidak

memungkinkan

untuk digunakan

- Gunakan tabel

karakteristik referensi

kalibrasi untuk termokopel

type-K (akan dijelaskan pada

sub-bab selanjutnya)

3. Walaupun ternokopel

sudah diganti dengan yang

baru, data-data hasil

kalibrasi menunjukkan

deviasi lebih besar dari

toleransi yang diizinkan.

-korosi pada

terminal termokopel

-Daya hantar listrik

pada kawat

perpanjangan

termokopel lemah

karena material

kawat kabel

perpanjanagan tidak

sama dengan kawat

termokopel

tipe-k (NiCr-NiAl)

- Cek terminal termokopel

dan kabel/ kawat

penghubung ke kalibrator,

bila tidak memungkinkan

segera diganti.

IV.5. HAL – HAL YANG BERPOTENSI MENIMBULKAN

MASALAH

Sebelum melaksanakan kalibrasi sebaiknya personal kalibrasi mengerti

akan hal – hal yang berpotensi menimbulkan masalah, untuk mencegah

keburukan yang ditimbulkannya.

1. Udara yang kotor

Page 56: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

- Udara mengandung gas masam (sulfur dioksida, khlor, karbon

dioksida)

- Udara lembab ( kelembaban > 70 %)

- Udara mengandung debu dan partikel mikro

2. Tidak Ada Penstabil Arus

- Arus turun naik tanpa terkendali

- Penstabil arus tidak berfungsi sebagaimana mestinya

- Penstabil arus rusak

3. Listrik Mati-Hidup tak menentu

- Paling berbahaya untuk instrumen dengan IC/komputer

- Sangat merusak bahan – bahan yang disimpan dalam

freezer/refrigrator/kamar ber - AC

4. Jaringan kabel tidak memenuhi syarat

- Menyambung kabel tidak semestinya

- Kabel tidak cukup terisolasi

- Ada gulungan-gulungan sehingga timbul arus induksi

- Sambungan – sambungan logam berkarat

5. Batere dibiarkan di dalam alat yang hanya sesekali dipakai

Page 57: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

- Merupakan kelalaian paling sering untuk instrumen yang

memakai batere

- Segera buka batere begitu selesai dipakai.

6. Tidak pernah dikalibrasi

- Makin lama makin rusak

- Kalibrasi tidak berkala/hanya sesekali

- Kalibrasi tidak sempurna.

7. Kerusakan kecil dibiarkan

- Kerusakan kecil adalah awal kerusakan besar

- Biasa terlupakan karena terus menerus dipakai atau jarang dipakai

8. Dicuci/ dibersihkan tidak dengan bahan yang tepat

- Harus tahu pencuci/pembersih yang tepat untuk setiap bahan yang

berbeda

- Zat pencuci/pembersih yang tidak tepat dapat merusak instrumen

9. Alat dan bahan pencuci/ pembersih tidak tersedia atau tidak

lengkap

- Petugas cenderung menggunakan apa yang ada

10. Tidak ada rak/alat pengering/oven untuk alat yang baru dicuci

Page 58: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

- Dianggap masalah kecil sehingga sering diabaikan

11. Mengunakan bahan yang korosif

- Bensin, Asam, Basa, dll

12. Alat dibuka tapi tidak dipakai

- Kalau tidak dipakai, simpan di kotak tertutup di kamar AC

dan bebas asam-uap air

- Alat yang hanya sesekali dipakai juga diperlakukan sama

13. Peralatan berserakan ketika direparasi

- Sumber kerusakan karena hilang/rusak

14. Kesalahan pemakai

- Umumnya karena pemakai tidak mengerti, tidak teliti, tidak baca

manual

- Sering pemakai tidak bertanya kepada teknis/analis

15. Pemakaian alat bukan untuk tugasnya

- Stabiliser 500 W digunakan untuk peralatan 1000 W

- Peralatan laboratorium digunakan untuk bukan keperluan

laboratorium

Page 59: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

16. Alat pendeteksi faktor lingkungan tidak ada atau tidak berfungsi

- Termometer dinding, higrometer dinding, termohigrometer

dinding

- Keasaman udara

- Volt-Ampere meter

Tabel 4.4.merupakan loop analisa sub-bab IV.5.

Tabel 4.4. Loop Analisa Hal – Hal yang Berpotensi Menimbulkan Masalah dalam Proses Kalibrasi

NO.

HAL – HAL YANG BERPOTENSI

MENIMBULKAN MASALAH DALAM

PROSES KALIBRASI

KETERANGAN SOLUSI

1. Udara yang kotor -Udara mengandung gas asam

(sulfur dioksida, khlor, karbon

dioksida) dalam jumlah besar

dapat menyebabkan material

menjadi rusak

- Udara mengandung debu

dan partikel mikro dapat

mempengaruhi semikunduktor

peralatan

Gunakan air

purifer

Bersihkan

saringan udara

AC secara

berkala

Page 60: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

2. Tidak Ada Penstabil

Arus

- Arus turun naik tanpa

terkendali, penstabil arus

tidak berfungsi sebagaimana

mestinya, penstabil arus rusak

menyebabkan komponen

peralatan rusak

Periksa

penstabil arus

secara berkala,

perbaiki/ ganti

komponen

yang rusak.

Buat cadangan

penstabil arus

3. Listrik Mati-Hidup tak

menentu

- Paling berbahaya untuk

instrumen dengan

IC/komputer

- Sangat merusak

bahan – bahan yang disimpan

dalam

freezer/refrigrator/kamar ber -

AC

Gunakan arus

dari baterai

Beck-up

dengan

generator set

(genset)

4. Jaringan kabel tidak

memenuhi syarat

- Menyambung kabel tidak

semestinya, kabel tidak cukup

terisolasi, ada gulungan-

gulungan sehingga timbul

arus induksi

- Sambungan –

sambungan logam berkarat

sehingga kemampuan daya

hantar listrik berkurang.

Gunakan

Socket dalam

penyambungan

kabel

Gunakan kabel

yang memiliki

standar SNI

Periksa

instalasi listrik

secara berkala

5. Baterai dibiarkan di

dalam alat yang hanya

- Merupakan kelalaian paling

sering dilakukan untuk

Segera buka

baterai begitu

Page 61: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

sesekali dipakai instrumen yang memakai

baterai, hal tersebut dapat

membuat baterai lemah

sehingga terjadi pemborosan

baterai

selesai dipakai

untuk alat yang

hanya sesekali

dipakai

6. Peralatan kalibrasi

tidak pernah

dikalibrasi

- Kalibrasi tidak

berkala/ hanya sesekali,

kalibrasi tidak sempurna

menyebabkan peralatan makin

lama makin rusak

Lakukan

kalibrasi

peralatan

sesuai

prosedur

Lakukan

kalibrasi

secara berkala

7. Kerusakan kecil

dibiarkan

- Kerusakan kecil adalah

awal, kerusakan besar

- Biasa terlupakan

karena terus menerus dipakai

atau jarang dipakai

Jangan abaikan

kerusakan

kecil, segera

parbaiki bila

terdeteksi

8. Dicuci/ dibersihkan

tidak dengan bahan

yang tepat

- Zat pencuci/

pembersih yang tidak tepat

dapat merusak instrumen

Harus tahu

pencuci/

pembersih

yang tepat

untuk setiap

bahan yang

berbeda

9. Alat dan bahan

pencuci/ pembersih

- Petugas cenderung

menggunakan apa yang ada

Segera

lengkapi alat

Page 62: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

tidak tersedia atau

tidak lengkap

sehingga memungkinkan

terjadi kerusakan peralatan.

dan bahan

pencuci yang

tetap

10. Tidak ada rak/ alat

pengering/ oven untuk

alat yang baru dicuci

- Dianggap masalah kecil

sehingga sering diabaikan,

tetapi dapat menyebabkan

kualitas bahan peralatan

menjadi rusak

Sediakan rak

khusus dan

peralatan

pengering

11. Mengunakan bahan

yang korosif.

- Bensin, Asam, Basa, dapat

menimbulkan perkaratan pada

peralatan berbahan logam

Segera

bersihkan

peralatan dari

bahan yang

bersifat korosif

setelah

digunakan.

12. Alat dibuka tapi tidak

dipakai.

- menyebabkan komponen

peralatan rusak akibat

masuknya uap air.

Kalau tidak

dipakai,

simpan di

kotak tertutup

di kamar AC

dan bebas

asam dan uap

air.

Alat yang

hanya sesekali

dipakai juga

diperlakukan

sama.

Page 63: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

13. Peralatan dan

komponen berserakan

ketika direparasi

- Sumber kerusakan karena

komponen bisa hilang/ rusak.

Menyebabkan peralatan rusak

akibat terjatuh dan terinjak

pada saat reprasi.

Sediakan

tempat khusus

untuk

komponen

yang telah

dibongkar.

Gunakan tool

box untuk

menyimpan

peralatan

14. Kesalahan pemakai - Umumnya karena

pemakai tidak mengerti, tidak

teliti, tidak baca manual

- Sering pemakai

tidak bertanya kepada ahli

teknis/ analis.

Beri pelatihan

kepada

pemakai cara

menggunakan

peralatan

sesuai dengan

manual book-

nya.

Siapkan ahli

teknis untuk

memberikan

bimbingan.

15. Pemakaian alat bukan

untuk tugasnya

- Stabiliser 500 W digunakan

untuk peralatan 1000 W

- Peralatan

laboratorium digunakan untuk

bukan keperluan laboratorium

Tempatkan

dan gunakan

peralaantan

sesuai dengan

tempat dan

fungsinya.

Page 64: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

16. Alat pendeteksi faktor

lingkungan tidak ada

atau tidak berfungsi

- Termometer dinding,

higrometer dinding,

termohigrometer dinding

- Keasaman udara

- Volt-Ampere meter

Lengkapi

instrumen

pengukur

lingkungan

dan cek

keakuratannya

setiap saat

IV.6. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA

TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN KALIBRASI

TIDAK TERSEDIA

Untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K bila termokopel standar sebagai

acuan kalibrasi tidak tersedia kita dapat gunakan furnace standar yang

memiliki pengaturan suhu sebagai acuan.

A. CARA KERJA

Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang

digunakan, pelaksanaan.

1) Persiapan

Page 65: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

a. Siapkan work order dan formulir rekaman

b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran

lainnya

c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi

d. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan

e. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai

battery dengan “check battery” fasilitas

f. Pasangkan semua kabel power supply peralatan

g. Pasangkan peralatan sesuai gambar pemasangan.

2) Peralatan Yang Digunakan

1. Alat standard

Compact Calibrator CA 100 1 buah type : 255701 – U3 YEW.

Electric Furnace 1 buah type : SF 7500

NISHIMURA

2. Alat bantu

Wire Connector, tool set.

3) Pelaksanaan

a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke

“Compact Calibrator CA 100 standard”

b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 10 poin,

kemudian catat pada lembar kerja (B)

Page 66: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Com

pact

ca

libra

tor

Terminal Head

Compensating Cable

c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai

dengan nilai yang telah ditentukan

d. Catat nilai pengukuran “Compact Calibrator CA 100 Standard”

dalam setiap tahap pengaturan suhu furnace standar pada lembar

kerja (A)

e. Bandingkan nilai suhu yang telah ditentukan dalam pengaturan

suhu furnace standar dengan nilai pengukuran “Compact Calibrator

CA 100 Standard” pada setiap tahapnya

f. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B

g. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan

h. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan

lakukanlah pengejasan atau perbaiki bila dianggap perlu dan

memungkinkan setelah itu kalibrasi kembali.

B. SKEMA PEMASANGAN PERALATAN

Skema pemasangan pada Gambar 4.2.a. meliputi kalibrator sebagai

instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan

sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K

yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke

kalibrator.

Page 67: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 4.2.a. Skema Pemasangan Peralatan Untuk Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia

C. CONTOH KERJA

Misalkan untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K telah ditentukan 10 poin

nilai suhu yaitu: (100, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 830, 920, 1000)°C.

Dengan menggunakan furnace standar kita atur suhu-suhunya sesuai suhu

yang telah ditentukan. Kemudian ukur suhu setiap poin dengan termokopel

tipe-K yang akan dikalibrasi dan telah terhubung dengan kalibrator dalam

hal ini “Compact Calibrator C100”. Maka didapatlah hasilya seperti Tabel

4.5.

Page 68: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Tabel 4.5. Data Hasil Percobaan B (°C)

SUHU YANG

DIATUR

DENGAN

FURNACE

STANDAR

A (°C)

HASIL

PEMBACAAN

COMPACT

CALIBRATOR

C100

D = A-B

DEVIASI

(±) (°C)

TOLERANSI

OUTPUT

TERMOKOPEL

TIPE-K (NiCr-

NiAl)

KET.

100 100.6 0.6 1.5 √

200 201.1 1.1 1.5 √

300 300.5 0.5 1.5 √

400 400.2 0.2 1.5 √

500 500.6 0.6 1.5 √

600 600.7 0.7 1.5 √

750 750.8 0.8 1.5 √

830 831.2 1.2 1.5 √

920 920.6 0.6 1.5 √

1000 1000.9 0.9 1.5 √

Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik pada Gambar 4.3.b.

berdasarkan data hasil percobaan pada Tabel 4.6.b.

Page 69: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

0100200300400500600700800900

10001100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011

Poin ke-n

Tem

pera

tur

Suhu FurnaceStandarTemperatur°C

Gambar 4.2.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan Indikasi Temperatur Termokopel yang Dikalibrasi

Kesimpulan: Karena deviasi < toleransi yang diizinkan pada setiap seleksi

suhu yang diuji maka termokopel tipe-K tersebut dinyatakan masih bagus

dan dapat digunakan kembali sampai periode kalibrasi berikutnya.

IV.7. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA

INSTRUMEN CALIBRATOR STANDAR BELUM MEMILIKI

FUNGSI KOREKSI KEBENARAN TEMPERATUR DAN

TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN KALIBRASI

TIDAK TERSEDIA

Untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K bila instrumen calibrator suhu

standar belum memiliki fungsi koreksi kebenaran temperatur maka kita

Page 70: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

dapat lakukan perhitungan koreksi temperatur untuk mendapatkan nilai

temperatur yang sebenarnya.

A. CARA KERJA

Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang

digunakan, pelaksanaan.

1) Persiapan

a. Siapkan work order dan formulir rekaman

b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran

lainnya

c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi

d. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan

e. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai

battery dengan “check battery” fasilitas

f. Pasangkan semua kabel power supply peralatan

g. Pasangkan peralatan sesuai gambar pemasangan.

2) Peralatan Yang Digunakan

1. Alat standar

Calibrator Suhu Standar 1 buah

Electric Furnace 1 buah type : SF 7500

NISHIMURA

2. Alat bantu

Page 71: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Wire Connector, tool set.

3) Pelaksanaan

a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke

kalibrator suhu standar

b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 10 poin,

kemudian catat pada lembar kerja (A)

c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai

dengan nilai yang telah ditentukan

d. Perhatikan instrumen kalibrator suhu standar, kemudian catat nilai

nominal reference temperature (trn), reference temperature (tr),

indicated temperature (ti).

e. Hitung true temperature (tt) dengan menggunakan rumus:

E = E' + ∆E1 Jika, tr1 > trn

E = E' - ∆E2 Jika, tr2 < trn

E = E' + k1tr + k2tr2

Jika, trn = 0 0C, tr ≠ 0 0C, 0 < tr < 50 0C

tt = ti + C(tr - trn) Jika, tr ≠ trn , trn = +20 0C

∆E1 = tr1 - trn Jika, tr1 > trn

∆E2 = trn - tr2 Jika, tr1 > trn

Keterangan:

E = true e.m.f (mV)

E' = the measured value of the e.m.f (mV)

∆E1/ ∆E2 = the correction (mV)

Page 72: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

trn = nominal reference temperature (°C)

tr = reference temperature (°C)

ti = indicated temperature (°C)

tt = true temperature (°C)

k1 = coefficients (mV/ °C)

k2 = coefficients (mV/ (°C)2)

C = coefficients

f. Catat hasil perhitungan true temperatur (tt) pada setiap poin suhu

yang diuji di lembar kerja (B)

g. Bandingkan nilai yang didapat dari true temperature (tt) dengan

suhu furnace standar pada setiap poin suhu yang diuji

h. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B

i. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan

j. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan

lakukanlah pengejasan atau perbaiki bila dianggap perlu dan

memungkinkan setelah itu kalibrasi kembali.

B. GAMBAR KERJA

Skema pemasangan pada Gambar 4.3.a. meliputi kalibrator sebagai

instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan

sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K

Page 73: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Com

pact

ca

libra

tor

Furnace

Termokopel

Terminal Head

Compensating Cable

yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke

kalibrator.

Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Instrumen Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia

C. CONTOH KERJA

Misalkan untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K telah ditentukan 10 poin

nilai suhu yaitu: (100, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 830, 920, 1000)°C.

Dengan menggunakan furnace standar kita atur suhu-suhunya sesuai suhu

Page 74: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

yang telah ditentukan. Kemudian ukur suhu setiap poin dengan termokopel

tipe-K yang akan dikalibrasi dan telah terhubung dengan kalibrator dalam

hal ini Calibrator Suhu Standar. Maka didapatlah hasilya seperti Tabel

4.6.a.

Tabel 4.6.a. Data Percobaan № A (°C)

SUHU YANG

DIATUR

DENGAN

FURNACE

STANDAR

NOMINAL

REFERENCE

TEMPERAT

URE (trn)

°C

REFERENCE

TEMPERAT

URE

(tr)

°C

INDICATE

D

TEMPERA

TUR (ti)

°C

TRUE

TEMPERAT

URE (tt)

°C

1 100 0 20 80 ?

2 200 0 20 180 ?

3 300 0 30 270 ?

4 400 0 40 360 ?

5 500 0 30 470 ?

6 600 0 50 550 ?

7 750 0 30 720 ?

8 830 0 30 800 ?

9 920 30 20 930 ?

Page 75: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

10 1000 20 40 970 ?

Perhitungan corrected true temperature:

1. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 80 °C,

E' = 3.266 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 20 °C,

∆E1 = 0.798 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 3.266 + 0.798 = 4.064 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature,

tt = 99.25 °C

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 3.266 + 0.0404 x 20 = 4.074 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.074 mV true temperature,

tt =

2. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 180 °C,

99.49 °C

E' = 7.338 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 20 °C,

∆E1 = 0.798 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 7.338 + 0.798 = 8.136 mV

Page 76: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 8.136 mV true temperature,

tt = 200 °C

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 7.338 + 0.0404 x 20 = 8.146 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 8.146 mV true temperature,

tt =

3. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 270 °C,

200.23 °C

E' = 10.969 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 30 °C,

∆E1 = 1.203 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 10.969 + 1.203 = 12.172 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.172 mV true temperature,

tt = 299.15°C

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 10.969 + 0.0404 x 30 = 12.181 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.181 mV true temperature,

tt =

4. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 360 °C,

299.37 °C

Page 77: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

E' = 14.712 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 40 °C,

∆E1 = 1.611 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 14.712 + 1.611 = 16.323 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.323 mV true temperature,

tt = 398.29 °C

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 14.712 + 0.0404 x 40 = 16.328 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.328 mV true temperature,

tt =

5. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 470 °C,

398.41 °C

E' = 19.363 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 30 °C,

∆E1 = 1.203 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 19.363 + 1.203 = 20.566 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.566 mV true temperature,

tt = 498.26 °C

Page 78: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 19.363 + 0.0404 x 30 = 20.575 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.575 true temperature,

tt =

6. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 550 °C,

498.47 °C

E' = 22.772 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 50 °C,

∆E1 = 2.022 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 22.772 + 2.022 = 24.794 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 24.794 mV true temperature,

tt =

7. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 720 °C,

597.5 °C

E' = 29.965 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 30 °C,

∆E1 = 1.203 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 29.965 + 1.203 = 31.168 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 31.168 mV true temperature,

tt = 748.89 °C

Page 79: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 29.965 + 0.0404 x 30 = 31.177 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 31.177 mV true temperature,

tt =

8. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 800 °C,

749.10 °C

E' = 33.277 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 30 °C,

∆E1 = 1.203 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 33.277 + 1.203 = 34.48 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 34.48 mV true temperature,

tt = 829.46 °C

Bila menggunakan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 maka:

E = 33.277 + 0.0404 x 30 = 34.489 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 34.489 mV true temperature,

tt =

9. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 930 °C,

829.68 °C

E' = 38.519 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 10 °C,

∆E2 = 0.397 mV

Page 80: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' - ∆E2 = 38.519 - 0.397 = 38.122 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 38.122 mV true temperature,

tt =

10. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur ti = 980 °C,

920 °C

E' = 40.488 mV

Masih dari tabel, untuk tr = 20 °C,

∆E1 = 0.798 mV

Harga koreksi dari e.m.f. adalah:

E = E' + ∆E1 = 40.488 + 0.798 = 41.286 mV

Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature,

tt = 1000.43 °C

Page 81: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Perhitungan diatas diakumulasikan dalam bentuk data pada Tabel 4.6.b.

Tabel 4.6.b. Data Hasil Percobaan

№ A (°C) SUHU YANG

DIATUR DENGAN

FURNACE STANDAR

B (°C) TRUE

TEMPERATURE (tt)

D =A-B DEVIASI

(±) (°C) TOLERANSI

OUTPUT TERMOKOPEL TIPE-K (NiCr-NiAl)

KET.

1 100 99.25 0.75 2.5 √

2 200 200 0 2.5 √

3 300 299.15 0.85 2.5 √

4 400 398.29 1.71 2.5 √

5 500 498.26 1.74 2.5 √

6 600 597.5 2.5 2.5 √

7 750 748.89 1.11 2.5 √

8 830 829.46 0.54 2.5 √

9 920 920 0 2.5 √

10 1000 1000.43 - 0.43 2.5 √

Page 82: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik pada Gambar 4.3.b.

berdasarkan data hasil percobaan pada Tabel 4.6.b.

0100200300400500600700800900

10001100

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011

Poin ke-n

Tem

pera

tur

SUHU FURNACE STANDARTRUE TEMPERATUR

°C

Gambar 4.3.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan True Temperature

Kesimpulan: Karena deviasi < toleransi yang diizinkan pada setiap seleksi

suhu yang diuji maka termokopel tipe-K tersebut dinyatakan masih bagus

dan dapat digunakan kembali sampai periode kalibrasi berikutnya.

Page 83: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Berikut (Tabel 4.6.c.) merupakan perbedaan hasil percobaan antara rumus

E = E' + k1tr + k2tr2 dengan rumus E = E' + ∆E1 untuk mendapatkan true

temperature.

Tabel 4.6.c. Data Hasil Percobaan rumus E = E' + k1tr + k2tr2 dengan rumus

E = E' + ∆E1 untuk mendapatkan true temperature.

POIN SUHU

YANG

DIUJI

B (°C)

TRUE

TEMPERATURE (tt)

DENGAN RUMUS

E = E' + k1tr + k2tr2

A (°C)

TRUE

TEMPERATURE (tt)

DENGAN RUMUS

E = E' + ∆E1

S =A-B

SELISIH

1 100 99.49 99.25 0,24

2 200 200.23 200 0,23

3 300 299.37 299.15 0,22

4 400 398.41 398.29 0,12

5 500 498.47 498.26 0,21

7 750 749.10 748.89 0,21

8 830 829.68 829.46 0,22

RATA – RATA SELISIH 0,207143

Page 84: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Kesimpulan: Perbedaan temperatur yang didapat dari perhitungan E = E' + ∆E 1, dengan temperatur yang didapat dari perhitunagn E = E' + k1tr + k2tr

2, tidak begitu signifikan karena rata – rata selisihnya hanya 0,20....°C.

IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN

LOOP RESISTANCE

Loop Resistance adalah penjumlahan resistansi dari setiap elemen dalam

loop eksternal pada instrumen yang sedang diukur.

A. CARA KERJA

Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang

digunakan, pelaksanaan.

1) Persiapan

a. Siapkan work order dan formulir rekaman

b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran

lainnya

c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi

d. Atur suhu ruangan pada temperatur 20 °C

e. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan

f. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai

battery dengan “check battery” fasilitas

g. Pasangkan semua kabel power supply peralatan

h. Pasangkan peralatan sesuai gambar pemasangan.

Page 85: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

2) Peralatan Yang Digunakan

1. Alat standar

Ohmmeter Standar 1 buah

Electric Furnace 1 buah type : SF 7500

NISHIMURA

2. Alat bantu

Wire Connector, tool set.

3) Pelaksanaan

a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke

Ohmmeter standar

b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 5 poin,

c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai

dengan nilai yang telah ditentukan

d. Perhatikan Ohmmeter standar kemudian catat nilainya pada

lembar kerja (A)

e. Hitung thermocouple resistance (RT) dengan menggunakan rumus:

RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

Keterangan:

RT = thermocouple resistance (Ω)

RA20 = resistansi dari kawat positif termokopel tipe-K

pada temperatur 20 °C (Ω)

Page 86: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

RB20 = resistansi dari kawat negatif termokopel tipe-K

pada temperatur 20 °C (Ω )

αA = koefesien resistansi suhu rata-rata pada kawat

positif termokopel tipe-K (1/ °C)

αB = koefesien resistansi suhu rata-rata pada kawat

negatif termokopel tipe-K (1/ °C)

θM = (measured temperature – ambient temperature)/2

(°C)

f. Catat hasil perhitungan thermocouple resistance (RT) pada setiap

poin suhu yang diuji di lembar kerja (B)

g. Bandingkan nilai yang didapat dari perhitungan thermocouple

resistance (RT) dengan pembacaan Ohmmeter standar pada setiap

poin suhu yang diuji

h. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B

i. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan

pada Ohmmeter standar

j. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan

lakukanlah pengejasan atau perbaiki bila dianggap perlu dan

memungkinkan setelah itu kalibrasi kembali.

Page 87: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Ohm

met

er

Furnace

Termokopel

Terminal Head

Compensating Cable

B. GAMBAR KERJA

Skema pemasangan pada Gambar 4.4.a. meliputi ohmmeter sebagai

instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan

sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K

yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke

kalibrator.

Page 88: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Gambar 4.4.a. Skema Pemasangan Peralatan Untuk Mengkalibrasi Termokopel dengan Loop Resistance

C. CONTOH KERJA

Misalkan untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K telah ditentukan 5 poin

nilai suhu yaitu: (900, 1000, 1000, 1000, 1000)°C. Dengan menggunakan

metode loop resistance hitung resistansi sebuah termokopel NiCr-NiAl

dengan data percobaan pada Tabel 4.7.a.

Tabel 4.7.a. Data Percobaan № (°C)

SUHU

YANG

DIATUR

DENGAN

FURNACE

STANDAR

WIRES (mm)

°C

AMBIENT TEMPERAT

UR (tt)

A ( Ω )

OHMMET

ER

TOLERAN

SI 0.0147

Ω

B ( Ω )

THERMOC

OUPLE

RESISTANC

E (RT)

LENGTH DIAMETER

1 900 600 1,2 20 0,72393 ?

2 1000 600 1,5 20 0,47687 ?

3 1000 780 2,0 20 0,35770 ?

Page 89: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Perhitungan thermocouple resistance:

1. Dengan menggunakan characteristic data of standardized

thermocouples wires

Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

= 0.6 x 0.641(1 + 0.25x10-3 x 880/ 2) + 0.6 x 0.265(1 +

1.8x10-3 x 880/ 2)

= (0.38460 x 1.11000) + (0.15900x 1.79200)

= 0.42691+ 0.28493

= 0.71183 Ω

2. Dengan menggunakan characteristic data of standardized

thermocouples wires

Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

= 0.6 x 0.410(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.6 x 0.169(1 +

1.8x10-3 x 980/ 2)

= (0.24600 x 1.12250) + (0.10140 x 1.88200)

= 0.27614 + 0.19083

= 0.46697 Ω

3. Dengan menggunakan characteristic data of standardized

thermocouples wires

4 1000 780 2,5 20 0,23045 ?

5 1000 780 3,0 20 0,16326 ?

Page 90: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

= 0.78x 0.230(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.78 x 0.099(1 +

1.8x10-3 x 980/ 2)

= (0.17940x 1.12250) + (0.07722x 1.88200)

= 0.20138+ 0.14533

= 0.34670 Ω

4. Dengan menggunakan characteristic data of standardized

thermocouples wires

Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

= 0.78 x 0.147(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.78 x 0.061(1

+ 1.8x10-3 x 980/ 2)

= (0.11466x 1.12250) + (0.04758x 1.88200)

= 0.12871+ 0.08955

= 0.21825 Ω

5. Dengan menggunakan characteristic data of standardized

thermocouples wires

Maka RT = RA20(1 + αA θM) + RB20(1 + αB θM)

= 0.78 x 0.102(1 + 0.25x10-3 x 980/ 2) + 0.78 x 0.042(1

+ 1.8x10-3 x 980/ 2)

= (0.07956 x 1.12250) + (0.03276x 1.88200)

= 0.08931+ 0.06165

Page 91: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

= 0.15096 Ω

Perhitungan diatas diakumulasikan dalam bentuk data pada Tabel 4.7.b.

Tabel 4.7.b. Data Hasil Percobaan

A ( Ω )

OHMMETER

TOLERANCE

0.0147 Ω

B ( Ω )

THERMOCOUPLE

RESISTANCE (RT)

D = A-B

DEVIASI

KET.

0,72393 0,71183 0,0121 √

0,47687 0,46697 0,0099 √

0,35770 0,34670 0,0110 √

0,23045 0,21825 0,0122 √

0,16326 0,15096 0,0123 √

Page 92: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Kesimpulan: Karena deviasi < toleransi yang diizinkan pada setiap seleksi

suhu yang diuji maka termokopel tipe-K tersebut dinyatakan masih bagus

dan dapat digunakan kembali sampai periode kalibrasi berikutnya.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. KESIMPULAN

Dari analisa penulis ada beberapa permasalahan yang dapat disimpulkan

yaitu:

a) Termokopel sebagai alat sensor suhu harus terpelihara dengan

baik supaya hasil pengukurannya lebih akurat.

b) Dengan kalibrasi secara perodik termokopel akan tetap

terpelihara dan senantiasa bekerja sesuai standarnya.

c) Metode kalibrasi suatu peralatan instrumen berbeda dengan

peralatan intrumen lainnya.

d) Metode yang digunakan dalam pelaksanaan kalibrasi tidak

hanya tergantung pada metode standar saja, masih ada metode

Page 93: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

lain yang bisa dikembangkan berdasarkan teori spesifik

peralatan instrumen tersebut.

e) Metode kalibrasi suatu peralatan intrumen berkaitan dengan

teori dasar instrumen tersebut

f) Permasalahan – permasalahan dalam proses kalibrasi

termokopel tipe – K akan mudah diselesaikan apabila personal

yang melaksanakan kegiatan kalibrasi mengerti dan paham

akan teori dasar dan karateristik peralatan tersebut.

V.2.SARAN

Dari kesimpulan penulis ada beberapa saran yang akan disampaikan yaitu:

a) Supaya pelaksanaan kalibrasi termokopel tipe – K berjalan

dengan lancar maka personal kalibrasi haruslah benar – benar

mampu dan paham akan karakteristik termokopel tipe – K.

b) Peralatan – peralatan standar kalibrasi haruslah selau ada dan

terpelihara dengan baik di dalam laboratorium kalibrasi.

c) Personal pelaksana kalibrasi harus selalu di latih secara berkala.

d) Personal pelaksana kalibrasi diharapkan dapat mengikuti

perkembangan peralatan instrumentasi pada pabrik supaya

pengetahuan mereka selalu up-to-date.

Page 94: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

DAFTAR PUSTAKA Anonimous, 2007. http://www.Termokopel.wikipedia.yahoo.com. [17 Septembaer 2008]. Carrol.G.C, 1980. Industrial Instrument Servicing Handbook. First Edition. Mc Graw – Hill Book Company, Inc. Newyork. Chiang, Hai Hung, 1984. Electrical and Electronic Instrumentation. John Wiley & Sons. Inc, Canada. Eckersdorf. K, Michalski. L and McGhee. L., 1991. Temperature Measurment. John Wiley & Sons Ltd. England. Hadi, A. 2007. Pemahaman dan Penerapan ISO/ IEC 17025: 2005. Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. Kan, 2005. http://www.kalibrasi.yahoo.com. [ 17 September 2008]. Madabout kitcars, 2007. http://www.Termokopel.yahoo.com. [ 17 September 2008].

Page 95: TEKNIK KALIBRASI THERMOCOUPEL TYPE – Krepository.usu.ac.id/bitstream/123456789/12038/1/09E01202.pdf · DARI FURNACE ... Menyadari pentingnya tentang kalibrasi maka penulis merasa

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009

Quinn, T.J., 1983. Temperature ( Monographs in Physical Measurement. Series Editor : A.H.Cook), Academic Press Inc. (London) LTD. SRS Tech Note, 2007. http://wwwthinkSRS.yahoo.com. [18 September 2008].