bab i-iii kalibrasi
TRANSCRIPT
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
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.
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
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.
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.
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.
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
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
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
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
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.
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
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
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
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