bab i-iii kalibrasi

15
LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI ITS SURABAYA Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201 Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected] http: //www.teknikfisika.org Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pengukuran merupakan suatu proses membandingkan antara objek ukur dengan alat ukur. Sehingga dapat besaran yang didapat dari suatu pengukuran dapat diwakilkan dalam bentuk angka angka yang dapat memudahkan pengamatan dan pengolahan lebih lanjut. Di dalam dunia industri proses ini digunakan untuk mencari nilai dari suatu besaran misalnya pengukuran massa, temperatur, kecepatan, laju reaksi, hambatan listrik, dan lain-lain. Pengukuran tersebut bertujuan untuk menjaga kualitas suatu produk agar sesuai dengan stándar baku . Sebagai contoh dalam pembuatan resistor, pengukuran dilakukan untuk menentukan nilai hambatan dari resistor beserta toleransinya. Dalam pengukuran tidak mungkin mendapatkan true value mutlak dari input instrumen yang diukur. Karakteristik statis dan dinamis dari suatu alat ukur menyebabkan terjadinya error dalam pengukuran. Karakteristik ini misalnya non linearity, hysteresis, dan lain-lain. Error juga disebabkan oleh faktor dari luar yang mempengaruhi keakuratan alat ukur seperti pengaruh lingkungan. Meskipun error dalam pengukuran tidak dapat dihindari, tetapi bisa diminialisir. Salah satu caranya dengan melakukan kalibrasi alat ukur. Kalibrasi merupakan serangkaian operasional yang dibentuk dalam kondisi yang spesifik untuk menentukan hubungan antara nilai output dari alat ukur dengan nilai ideal yang sesuai dengan standar. Dalam dunia industri maupun pada laboratorium penelitian, kalibrasi sangat penting untuk melakukan perawatan terhadap alat ukur sehingga akurasinya tinggi dan menjaga kualitas produk maupun keakuratan penelitian. Operasional dalam kalibrasi harus memenuhi prosedur yang sesuai dengan standar nasional maupun internasional. Ada sertifikasi pada alat ukur yang telah lulus uji kalibrasi. Mengingat pentingnya kalibrasi, maka dilakukan praktikum pengukuran dan kalibrasi, dalam praktikum ini dilakukan kalibrasi terhadap timbangan analitik 1

Upload: arnie-nea

Post on 27-Oct-2015

233 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengukuran merupakan suatu proses membandingkan antara objek ukur

dengan alat ukur. Sehingga dapat besaran yang didapat dari suatu pengukuran

dapat diwakilkan dalam bentuk angka – angka yang dapat memudahkan

pengamatan dan pengolahan lebih lanjut. Di dalam dunia industri proses ini

digunakan untuk mencari nilai dari suatu besaran misalnya pengukuran massa,

temperatur, kecepatan, laju reaksi, hambatan listrik, dan lain-lain. Pengukuran

tersebut bertujuan untuk menjaga kualitas suatu produk agar sesuai dengan

stándar baku . Sebagai contoh dalam pembuatan resistor, pengukuran dilakukan

untuk menentukan nilai hambatan dari resistor beserta toleransinya.

Dalam pengukuran tidak mungkin mendapatkan true value mutlak dari input

instrumen yang diukur. Karakteristik statis dan dinamis dari suatu alat ukur

menyebabkan terjadinya error dalam pengukuran. Karakteristik ini misalnya non

linearity, hysteresis, dan lain-lain. Error juga disebabkan oleh faktor dari luar yang

mempengaruhi keakuratan alat ukur seperti pengaruh lingkungan. Meskipun error

dalam pengukuran tidak dapat dihindari, tetapi bisa diminialisir. Salah satu

caranya dengan melakukan kalibrasi alat ukur. Kalibrasi merupakan serangkaian

operasional yang dibentuk dalam kondisi yang spesifik untuk menentukan

hubungan antara nilai output dari alat ukur dengan nilai ideal yang sesuai dengan

standar.

Dalam dunia industri maupun pada laboratorium penelitian, kalibrasi sangat

penting untuk melakukan perawatan terhadap alat ukur sehingga akurasinya

tinggi dan menjaga kualitas produk maupun keakuratan penelitian. Operasional

dalam kalibrasi harus memenuhi prosedur yang sesuai dengan standar nasional

maupun internasional. Ada sertifikasi pada alat ukur yang telah lulus uji kalibrasi.

Mengingat pentingnya kalibrasi, maka dilakukan praktikum pengukuran dan

kalibrasi, dalam praktikum ini dilakukan kalibrasi terhadap timbangan analitik

1

Page 2: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

2

1.2 Tujuan

Dari latar belakang yang telah dijelaskan, maka dilakukanlah praktikum

kalibrasi terhadap timbangan digital dengan tujuan :

1. Mengetahui prosedur pengukuran dan kalibrasi timbangan yang benar,

2. Mengetahui prosedur melakukan kalibrasi internal

3. Membuat sertifikat kalibrasi

1.3 Permasalahan

Permasalahan dari praktikum sistem pengukuran dan kalibrasi (kalibrasi

timbangan) ini antara lain :

1. Bagaimana mengetahui prosedur pengukuran dan kalibrasi timbangan yang

benar?

2. Bagaimana mengetahui prosedur melakukan kalibrasi internal?

3. Bagaimana membuat sertifikat kalibrasi?

1.4 Sistematika Laporan

Penulisan laporan dari praktikum Pengukuran dan Kalibrasi (Kalibrasi

Timbangan) Penulisan laporan praktikum ini dibagi menjadi 6 bab. Pada Bab

pertama yaitu pendahuluan, dijelaskan latar belakang, permasalahan, dan tujuan

dari pelaksanaan praktikum beserta sistematika penulisan laporannya, Selanjutnya

pada bab dua diberikan penjelasan mengenai pengukuran, kesalahan dalam

pengukuran, dan kalibrasi. Bab tiga berisi tentang peralatan yang digunakan untuk

pelaksanaan praktikum beserta langkah kerja. Sedangkan bab empat adalah

lembar kerja dan sertifikat kalibrasi.

Setelah melakukan praktikum, data-data yang didapatkan dianalisa dan

dihitung pada bab lima untuk mendapatkan perhitungan yang diperlukan. Dalam

bab lima juga terdapat pembahasan selama praktikum. Sedangkan bab terakhir

berisi kesimpulan untuk menjawab tujuan praktikum dan saran untuk praktikum

selanjutnya.

Page 3: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Definisi Pengukuran

Pengukuran merupakan suatu kegiatan membandingkan antara objek

ukur dengan alat ukur. Sehingga dapat besaran yang didapat dari suatu

pengukuran dapat diwakilkan dalam bentuk angka – angka yang dapat

memudahkan pengamatan dan pengolahan lebih lanjut.

Untuk mencapai suatu tujuan tertentu, di dalam fisika,kita biasanya

melakukan

pengamatan yang diikuti dengan pengukuran. Pengamatan suatu gejala secara

umum tidaklah lengkap bila tidak dilengkapi dengan data kuantitatif yang

didapat dari hasil pengukuran. Lord Kelvin, seorang ahli fisika berkata, bila

kita dapat mengukur apa yang sedang kita bicarakan dan menyatakannya

dengan angka-angka, berarti kita menghetahui apa yang sedang kita bicarakan

itu. Sedangkan arti dari pengukuran itu sendiri adalah membandingkan sesuatu

yang sedang diukur dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan,

misalnya bila kita mendapat data pengukuran panjang sebesar 5 meter, artinya

benda tersebut panjangnya 5 kali panjang mistar yang memiliki panjang 1

meter. Dalam hal ini, angka 5 menunjukkan nilai dari besaran panjang,

sedangkan meter menyatakan besaran dari satuan panjang.

Dan pada umumnya, sesuatu yang dapat diukur memiliki satuan. Sesuatu

yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka kita sebut besaran. Panjang,

massa dan waktu termasuk pada besaran karena dapat kita ukur dan dapat kita

nyatakan dengan angka-angka. Akan tetapi kebaikan dan kejujuran misalnya.

Tidak dapat kita ukur dan tidak dapat kita nyatakan dengan angka-angka. Tapi

walaupun demikian, tidak semua besaran fisika selalu mempunyai satuan.

Beberapa besaran fisika ada yang tidak memiliki satuan. Antara lain adalah

indek bias, koefisien gesekan, dan massa jenis relatif.

3

Page 4: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

4

2.2 Kalibrasi

Kalibrasi merupakan kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional

nilai output dari alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan alat ukur

tersebut dengan standar ukurnya yang mampu telusur (traceable) ke standar

nasional untuk satuan ukuran dan atau internasional. Kalibrasi ini dapat

menunjukkan error dari penunjukan alat ukur. Hasil dari kalibrasi ditunjukkan

sebagai faktor kalibrasi atau sebagai suatu deret faktor kalibrasi dalam bentuk

kurva kalibrasi. Kalibrasi bertujuan untuk menentukan nilai simpangan kebenaran

secara umum nilai penunjukan suatu instrumen ukur, atau deviasi dimensi

nasional yang seharusnya untuk suatu bahan ukur dan menjamin hasil pengukuran

sesuai dengan standar nasional maupun internasional. Dengan kalibrasi kondisi

alat ukur dapat dijaga agar tetap pada spesifikasi awalnya.

Ada banyak instrumen ukur yang dapat dikalibrasi baik untuk besaran

pokok (panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, jumlah zat, dan intensitas cahaya)

maupun untuk besaran turunan (luas, volume, kecepatan, tekanan, frekuensi,

energy, gaya, dan tekanan). Alat-alat tersebtu misalnya micrometer, jangka sorong,

termokopel, timbangan, termokopel, termoeter, tachometer, manometer, pipet,

buret, dan lain-lain. Sumber yang dapa menimbulkan kesalahan yang besarnya

perlu dikalibrasi antara lain setting titik nol, full scale value, linearity, penguatan,

noise, respon frekuensi, tegangan baterai, step response, dan lain-lain. Suatu alat

perlu dikalibrasi secara periodik sesuai dengan karakteristiknya, waktu ini disebut

selang kalibrasi. Selang kalibrasi ini dinyatakan melalui beberapa cara misalnya

dalam waktu kalender (6 bulan, setahun), waktu pemakaian (1000 jam pakai, 5000

jam pakai) dan kombinasi dari keduanya.

Suatu alat ukur harus dapat dikalibrasi dengan alat ukur lain yangs sejenis

yang dapat berfungsi sebagai acuan. Kemampuan ini disebut traceability (mampu

telusur). Traceability didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu alat ukur sevara

individu untuk dihubungkan ke standar-standar nasional maupun internasional

untuk satuan ukuran dan/atau sistem pengukuran yang disahkan secara nasional

maupun internasional melalui suatu rantai perbandingan yang tidak terputus.

Page 5: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

5

Kalibrasi dikatakan tertelusur jika setiap mata rantai pengukuran yang menuju ke

standar nasional terdokumentasi serta trerdapat bukti mengenai pihak yang

melakukan kalibrasi, jenis alat ukur yang dikalibrasi, dan berapa ketidak pastian

yang dihasilkan. Kalibrasi ini juga harus dilakukan oleh organisasi yang terbukti

memiliki persyaratan yang telah ditetapkan.

Dalam kalibrasi, ada standar ukur yang sudah ditetapkan sebagai referensi

untuk standar kalibrasi dengan ukuran lain yang memiliki akurasi lebih rendah

atau alat ukur yang digunakan untuk mengukur karakteristik produk suatu proses.

Standar satuan ukur diklasifikasikan menjadi beberapa tingkat yaitu : Standar

nasional untuk satuan ukuran tingkat I, Standar untuk satuan ukuran tingkat II,

standar untuk satuan ukuran tingkat III, standar untuk satuan ukuran tingkat IV,

dan standar kerja. Standar nasional untuk satuan ukuran tingkat I ditetapkan oleh

suatu peraturan pemerintah berdasarkan UU Metrologi Legal Pasal 8 tahun 1981

dan/atau DSN dan memiliki tingkat akurasi dan reliabilitas tertinggi di Indonesia.

Standar ini merupakan standar untuk satuan primer atau sekunder internasional

dan dikelola oleh laboratorium standar nasional untuk satuan ukuran.. sedangkan

untuk satuan ukuran tingkat II merupakan turunan langsung dari standar tingkat I.

standar ini digunakan sebagai pembanding terhadap satuan ukuran tingkat III dan

dikelola oleh institusi Metrologi. Untuk standar satuan tingkat III, standarnya

didapatkan dari turunann langsung dari standar untuksatuan ukuran tingkat II dan

mampu melakukan telusuran langsung ke standar satuan tingkat II secara

berkesinambungan. Aplikasi standar ini digunakan untuk pembanding terhadap

standar satuan ukuran tingkat IV dan dikelola oleh pusat kalibrasi.standar untuk

satuan ukuran tingkat IVdigunakan untuk pembanding standar kerja dan dikelola

laboratorium.

Sumber-sumber ketidakpastian yang turut memberikan kontribusi selain

pada diri manusia sendiri sebagai pelaku pengukuran atau kalibrasi juga pada alat-

alat bantu (kalibrator), juga resolusi alatnya serta pengaruh suhu lingkungan.

Page 6: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

6

2.3 Selang Kalibrasi

Selang kalibrasi suatu alat tergantung pada karakteristik dan tujuan

pemakaiannya. Selang kalibrasi ditinjau dengan 2 cara, yang pertama yaitu

ditinjau dari segi karakteristiknya, makin tinggi kualitas metrologisnya, maka

makin panjang selang kalibrasinya. Sedangkan yang kedua ditinau dari ntujuan

pemakaiannya, semakin kritis dampak hasil ukurnya, semakin pendek selang

kalibrasinya. Jadi, secara umum selang kalibrasi dipengaruhi oleh jenis alat ukur,

frekuensi pemakaian, dan pemeliharaan. Selang kalibrasi biasanya dinyatakan

dalam beberapa cara, yaitu :

1. Dinyatakan dalam waktu kalender, misal : 6 bulan sekali, dll.

2. Dinyatakan dalam waktu pemakaian, misal : 2000 jam pakai, dll.

3. Kombinasi kedua cara di atas, misal : 6 bulan atau 2000 jam pakai,

tergantung mana yang terlebih dulu tercapai.

2.4 Traceability ( MampuTelusur )

Traceability (mampu telusur) kemampuan untuk menghubungkan hasil alat-

alat ukur tertentu dengan hasil pengukuran pada standar nasional atau secara

nasional siterima sebagai sistem pengukuran melalui suatu rantai perbandingan

yang tak terputus. Secara sedeehana konsep dari traceability of measurement

dapat diartikan bahwa alat ukur yang digunakan untuk melakukan suatu

pengukuran harus terkalibrasi terhadap alat ukur lain yang sejenis yang dapat

berfungsi sebagai acuan. Selanjutnya alat acuan tersebut harus terkalibrasi

terhadap acuan yang lebih akurat. Demikian seterusnya hingga sampai pada acuan

yang paling akurat (standar nasional).

Kalibrasi akan dikataka telusur apabila setiap mata rantai pengukuran yang

menuju ke standar nasional terdokumentasi serta terdapat bukti mengenai siapa

yang melakukan kalibrasi, alat ukur apa yang digunakan, dan berapa

ketidakpastian pengukuran yang dihasilkan. Setiap kalibrasi dalam rantai

mpengukuran tersebut juga harus dilakukan oleh organisasi yang terbukti

memiliki kompentensi teknis sebagaimana yang dipersyaratkan, mempunyai

perlengkapan yang memadai, dan menjalankan sistem mutu yang efektif.

Page 7: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

7

2.5 Standar Untuk Satuan Ukuran

1. Standar untuk satuan ukuran merupakan acuan yang bertujuan

mengkalibrasi standar untuk ukuran lain yang tingkat akurasinya lebih

rendah atau alat ukur yang digunakan untuk mengukur karakteristik

proses. Standar untuk Standar Nasional untuk Satuan Ukuran Tingkat I,

yang merupakan standar yang memiliki tingkat akurasi dan realibilitas

tertinggi di Indonesia dan dapat merupaka standar untuk satuan primer

atau sekunder Indonesia. Selain itu juga mampu telusur sevara langsung ke

standar nasional untuk satuan ukuran internasional yanhg didukung oleh

dokumen resmi. Dan standar yang seperti ini dikelola oleh laboratorium

standar nasional untuk satuan ukuran.

2. Standar untuk Satuan Ukuran Tingkat II, merupakan pembanding secara

langsung terhadap standar untuk satuan ukuran tingkat I dan dikelola oleh

Insitusi Metrologi.

3. Standar untuk Satuan Ukuran Tingkat III, merupakan pembanding secara

langsung terhadap standar untuk satuan ukura tingkat IV dan dikelola oleh

pusat kalibrasi.

4. Standar untuk Satuan Ukuran Tingkat IV, merupakan pembanding

terhadap standar kerja dan dikelola oleh laboratorium.

5. Standar Kerja, merupakan standar kerja sehari-hari untuk menguji dan/atau

menkalibrasi alat-alat ukur milik masyarakat.

2.6 Kalibrasi Timbangan

Timbangan dikontrol dengan menggunakan anak timbangan yang sudah

terpasang atau dengan dua anak timbangan eksternal, misal 10 gr dan 100 gr.

Penyimpangan berat dicatat pada lembar/kartu kontrol, dimana pada lembar

tersebut tercantum pula berapa kali timbangan harus dicek. Jika timbangan tidak

dapat digunakan sama sekali maka timbangan harus diperbaiki oleh suatu agen

(supplier). Kedudukan timbangan harus diatur dengan sekrup dan harus tepat

horizontal dengan “Spirit level (waterpass) sewaktu-waktu timbangan bergerak,

5

Page 8: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

8

oleh karena itu, harus dicek lagi. Jika menggunakan timbangan elektronik, harus

menunggu 30 menit untuk mengatur temperatur. Jika menggunakan timbangan

yang sangat sensitif, anda hanya dapat bekerja pada batas temperatur yang

ditetapkan.

Timbangan harus terhindar dari gerakan (angin) sebelum menimbang angka

“nol” harus dicek dan jika perlu lakukan koreksi. Kebersihan timbangan harus

dicek setiap kali selesai digunakan, bagian dan menimbang harus dibersihkan

dengan menggunakan sikat, kain halus atau kertas (tissue) dan membersihkan

timbangan secara keseluruhan timbangan harus dimatikan, kemudian piringan

(pan) timbangan dapat diangkat dan seluruh timbangan dapat dibersihkan dengan

menggunakan pembersih seperti deterjen yang lunak, campurkan air dan

etanol/alkohol. Sesudah dibersihkan timbangan dihidupkan dan setelah

dipanaskan, cek kembali dengan menggunakan anak timbangan.

2.7 Ketidakpastian Pengukuran

Evaluasi tipe A dilakukan berdasarkan metode statistik terhadap hasil data

pengamatan yang valid (menghitung ketidakpastian dari data pengukuran). Data

pengukuran misalnya n kali pengukuran, maka selanjutnya dari data tersebut akan

ditemukan nilai rata-ratanya, standar deviasinya, dan atau repeatabilitynya.

Bentuk kurva dari tipe ini adalah sebaran Gauss. Komponen untuk evaluasi tipe A

timbul karena adanya random effect. Rumus umum ketidakpastian untuk tipe A

ini adalah :

Ua = σ / √ n , dimana σ = standar deviasi

Derajat kebebasan (degrees of freedom) v akan selalu diberikan / dihitung

jika evaluasi tipe A dari uncertainty didokumentasikan.

v = n -1 , dalam distribusi Gauss v = ∞ (ideal)

Ketidakpastian yang dinyatakan dengan s adalah ketidakpastian baku

(tingkat kepercayaan 68%). Untuk tingkat kepercayaan yang lebih tinggi, maka :

X = m ± k . s

Dimana k adalah faktor cakupan (coverage factor) yang diperoleh dari

distribution T-Student. Umumnya diambil :

6

Page 9: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

9

k = 2 untuk tingkat kepercayaan 95%

k = 3 untuk tingkat kepercayaan 99%

2.8 Ketidakpastian Diperluas

Evaluasi tipe B terhadap standart uncertainty diperoleh dengan cara selain

analisa statistik dari data pengamatan yang dilakukan secara seri. Umumnya

diperoleh dari pertimbangan pengetahuan yang menggunakan semua informasi

yang relevan termasuk :

Data pengukuran terdahulu

Dengan pengalaman atau pengetahuan umum dari perilaku komponen,

material instrumen yang digunakan.

Data diperoleh dari kalibrasi atau laporan lainnya

Uncertainty yang diperoleh dari buku panduan.

Jika data merupakan hasil perkiraan atau estimasi dengan reliability (R),

maka :

V = ½ (100 / R)² , dimana R = resolusi

Rumus ketidakpastian diperluas (Expanded Uncertainty) adalah :

U95 = k Uc

Dimana U95 = ketidakpastian diperluas

k = faktor cakupan

Uc = ketidakpastian kombinasi

2.9 Ketidakpastian Kombinasi

Adalah gabungan atau kombinasi dari semua sumber ketidakpastian diatas

untuk memberikan gambaran menyeluruh ketidakpastian dari hasil kalibrasi

tersebut. Rumus umum ketidakpastian kombinasi adalah :

Uc = √ ∑ (Ua)² + ∑ (Ub)² => Uc² = ∑ (Ci . Ui)²

Dimana Ci = koefisien sensitifitas dari ketidakpastian ke-I

Page 10: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

10

2.10 Koefisien Sensitifitas

Setiap hasil pengukuran merupakan hasil korelasi antara besaran masukan

dengan yang lainnya, yang besarnya ditentukan dengan derivatif (turunan).

Apabila di dalam melakukan pengukuran sebuah besaran ukur tidak dilakukan

pengukuran secara langsung terhadap besaran tersebut, maka sensitivitas

diperlukan dalam menghitung ketidakpastian kombinasinya, akan tetapi apabila di

dalam melakukan pengukuran tersebut besaran yang kita inginkan dapat diukur

langsung maka sensitivitasnya dinyatakan dengan 1. Misal, pada pengukuran luas

(A), yang merupakan hasil perkalian antara panjang (P) dan lebar (L), maka

koefisien sensitivitas masing-masing adalah :

A = P x L

CP = dA / dP = L

CL = dA / dL = P

2.11 Ringkasan Cara Penentuan Ketidakpastian

Secara umum dalam menentukan nilai ketidakpastian suatu hasil pengukuran

dapat melalui tahap-tahap sebagai berikut :

1. Tentukan model matematik pengukurannya

2. Tentukan koefisien sensitivitas Ci

3. Tentukan derajat kebebasan

4. Tentukan ketidakpastian standar pada masing-masing kontributor U

5. Tentukan ketidakpastian kombinasi Uc

6. Tentukan derajat kebebasan efektif

7. Tentukan tingkat kepercayaan yang dipilih

8. Tentukan faktor cakupan k

9. Tentukan ketidakpastian diperluas

2.12 Presisi, Akurasi, dan Bias

Hasil pengukuran yang baik dari suatu parameter kuantitas kimia, dapat

dilihat berdasarkan tingkat presisi dan akurasi yang dihasilkan. Akurasi

menunjukkan kedekatan nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya. Untuk

Page 11: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

11

menentukan tingkat akurasi perlu diketahui nilai sebenarnya dari parameter yang

diukur dan kemudian dapat diketahui seberapa besar tingkat akurasinya. Presisi

menunjukkan tingkat reliabilitas dari data yang diperoleh. Hal ini dapat dilihat

dari standar deviasi yang diperoleh dari pengukuran, presisi yang baik akan

memberikan standar deviasi yang kecil dan bias yang rendah (Tahir, 2008).

Jika diinginkan hasil pengukuran yang valid, maka perlu dilakukan pengulangan,

misalnya dalam penentuan massa suatu anak timbangan dilakukan pengulangan

sebanyak n kali. Dari data tersebut dapat diperoleh ukuran harga nilai terukur

adalah rata-rata dari hasil yang diperoleh dan standar deviasi.

2.13 Istilah dalam Kaibrasi

Banyak istilah yang ada dalam pengkalibrasian ,misalnya metrologi,

instrumenasi, kecermatan, kepekaan, resolusi, range, koreksi, reference, transfer,

standar internasional, standar nasional, standar primer,standar kerja. Dibawah ini

adalah definisi dari istilah-istilah tersebut

1. Metrologi adalah teknologi yang berkaitan dengan pengukuran

2. Instrumenasi adalah bidang ilmu perancangan, pembuatan penggunaan alat

fisika atau sistem instrumen untuk keperluan deteksi, penelitian, pengukuran

serta pengolahan data

3. Kecermatan adalah kemampuan dari alat ukur untuk memberikan indikasi

pendekatan terhadap harga sebenarnya dari suatu objek yang diukur.

4. Kepekaan adalah perubahan pada reaksi alat ukur yang dibagi oleh hubungan

perubahan aksinya

5. Resolusi adalah besar pernyataan dari kemampuan peralatan untuk

membedakan arti dari dua tanda skala yang paling berdekatan dari besaran

yang ditunjukkan.

Range adalah besar daerah ukur antara batas ukur bawah dan batas ukur atas

6. Koreksi adalah suatu harga yang ditambahkan secara aljabar pada hasil dari

alat ukur untuk mengkompensasi penambahan kesalahan sistematik.

7. Reference adalah standar ketelitian yang paling tinggi pada urutan sistem

kalibrasi yang menetapkan harga ketelitian dasar untuk sistem tersebut.

Page 12: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

12

8. Transfer menunjukkan alat ukur yang digunakan pada suatu sistem kalibrasi

sebagai medium perantara untuk memindahkan harga dasar dari standar

reference pada tingkatan yang lebih rendah atau alat ukur peralatan uji

9. Standar internasional adalah standar yang ditetapkan oleh suatu persetujuan

internasional sebagai dasar untuk menetapkan suatu harga atau besaran bagi

semua standar lain dari besaran yang ada

Page 13: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

13

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

3.1 Peralatan

Peralatan yang dibutuhkan dalam praktikum kalibrasi timbangan ini adalah :

1. Massa (anak timbangan), yang sudah dikalibrasi beserta sertifikat.

2. Pinset yang ujungnya plastic

3. Termometer dengan resolusi 1° C

4. Tissue halus

5. Penggaris

3.2 Langkah Kerja

Berikut adalah langkah kerja yang harus dilakukan dalam praktikum ini,

yaitu :

Persiapan

1. Mencatat semua spesifikasi timbangan pada lembar kerja

2. Memeriksa bahwa timbangan bekerja baik

3. Timbangan diletakkan pada tempat yang kokoh dan rata (level)

4. Dudukan timbangan dibersihkan dari debu

5. Timbangan dihidupkan selama kurang lebih 30 menit untuk pemanasan

6. Dibuat beberapa percobaan pengukuran

Prosedur

3.2.1 Pemeriksaan Skala

1. Dipilih massa yang mendekati “Calibration Mode”

2. Timbangan di nol kan, pembacaan dicatat pada kolom 3 sebagai z1

3. Massa standar (M) ditimbang dan dicatat pada kolom 3 sebagai m1

4. “pan” disentuh didiamkan kurang lebih 30 detik dan dicatat pada kolom

3 sebagai m2

5. Massa diambil dan ditunggu sampai nol, lalu dicatat pada kolom 3

sebagai z2

13

Page 14: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

14

6. Rata-rata dari z’ dan m’ dihitung lalu dicatat hasilnya pada kolom 4

7. Koreksi (C) dihitung

8. Jika koreksi lebih besar dari 3σ, dimana σ adalah standar deviasi dari

kemampuan baca sebelumnya diketahui maka timbangan perlu disetel

9. Setelah timbangan disetel maka butir 1 sampai 8 diulangi

10. Ketidakpastian dihitung dari kemampuan baca timbangan yang didapat

dari resolusi timbangan

3.2.2 Kemampuan Baca Kembali

Dilakukan untuk dua posisi yaitu setengah kapasitas dan kapasitas penuh

dari timbangan.

1. Timbangan di nol kan dicatat pada kolom 1 sebagai z1

2. Massa standar (M) yang mendekati setengah kapasitas ditimbang dan

dicatat pembacaan pada kolom 2 sebagai m1

3. Massa diambil, tunggu sampai stabil dan dicatat kolom 1 berikutnya z1

4. Butir 1 sampai 3 diulangi sampai 10 kali pembacaan

5. Perbedaan (ri) dihitung

6. Standar deviasi dari perbedaan dihitung, dicatat pada baris 11

7. Perbedaan maksimum dicatat dan ditentukan berturut-turut dan dicatat

pada baris 12 dengan cara mengurangkan dari pembacaan satu terhadap

berikutnya

8. Butir 1 sampai dengan 7 diulangi untuk kapasitas penuh

9. Standar maksimum deviasi dicatat pada baris 13. Dengan catatan

menggunakan standar deviasi terbesar untuk perhitungan ketidakpastian.

10. Ketidakpastian standar dihitung dan hasilnya dicatat pada baris 14

3.2.3 Penyimpangan Nilai Nominal

1. Dipilih 10 titik pada daerah kapasitas timbangan dengan pembagian

teratur

2. Timbangan di nol kan dan dicatat pada kolom 5 sebagai z1

Page 15: BAB I-III Kalibrasi

LABORATORIUM PENGUKURAN FISIS – JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI – ITS – SURABAYA

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Telp : 031 5947188, 5994251 ext. 1201

Faks. 031 5923626, e-mail: [email protected]

http: //www.teknikfisika.org

Laporan Resmi Praktikum Pengukuran dan Kalibrasi

15

3. Massa standar yang sesuai pada penimbangan pertama ditimbang dan

dicatat pada kolom 5 sebagai m1

4. Pan disentuh, ditunggu kurang lebih 30 detik kemudian dicatat pada

skala 5 sebagai m1’

5. Massa standar diambil, ditunggu sampai stabil dan dicatat pada kolom 5

sebagai z2. Dengan catatan jangan me-nol-kan timbangan

6. Rata-rata pembacaan nol dihitung dan dicatat pada kolom 6 sebagai z1’

7. Rata-rata pembacaan massa pada timbangan dihitung dan dicatat pada

kolom 6 sebagai m1’

8. Perbedaan (ri) dihitung dan dicatat pada kolom 7 sebagai ri

9. Koreksi juga dihitung dan dicatat pada kolom 8 sebagai C1

10. Butir 2 sampai dengan 9 diulangi untuk titik lainnya sampai 100%

kapasitas timbangan

11. Nilai koreksi maksimum dipilih sebagai Q

12. Ketidakpastian dari massa standar yang digunakan dijumlahkan, dicatat

pada kolom 3

13. Ketidakpastian massa standar dihitung

3.2.4 Pengaruh Pembebanan Di Tengah

1. Dilakukan pada penimbangan kira-kira 1/3 dari kapasitas maksimum

timbangan, jika dispesifikasikan pabrik pembuat maka dilakukan sesuai

dengan pabrik pembuat

2. Ukuran dan bentuk pan dicatat

3. Massa standar diletakkan ditengah-tengah pan, timbangan di “tare” dan

pembacaannya dicatat pada kolom 2

4. Perbedaan maksimum dihitung dengan cara mengurangkan hasil terbesar

dengan terkecil. Jika massa lebih dari 500 g maka digunakan piringan

non magnetic dengan diameter yang sesuai dengan besarnya diameter

massa