Verifikasi Standar Massa. Diklat Penera Tingkat Ahli 2011

Transkripsi

1 Verifikasi Standar Massa Diklat Penera Tingkat Ahli 2011

2 Indikator Keberhasilan Peserta diharapkan dapat menerapkan pengelolaan laboratorium massa dan metode verifikasi standar massa

3 Agenda Pembelajaran Teori Dasar Massa Persyaratan Kondisi Laboratorium Massa

4 MASSA Jumlah material atau zat yang terkandung dalam suatu benda, dimana massa tidak berubah karena adanya perubahan posisi atau letak kecuali material tersebut jumlahnya ditambahkan atau dikurangi. Massa berat dinyatakan dalam kilogram

5 Satu kilogram besarnya sama dengan Internasional Prototype of Kilogram (IPK), artefact yang terbuat dari platinum-iridium, yang disimpan di BIPM di bawah kondisi yang ditentukan oleh 1 st CGPM (Conference Generale de Poids et mesures) di Perancis

6 Definisi Massa sebenarnya adalah massa yang mencerminkan suatu massa yang terdefinisi secara sempurna dalam kondisi dimana massa tersebut ditentukan Massa konvensional adalah hasil penimbangan diudara antara suatu benda dengan massa standar dengan massa jenis konvensional dan pada temperature konvensional, yang nilai konvensionalnya sbb: - Temperatur referensi 20 C - Massa jenis massa standarnya pada 20 adalah 8000 kg/m 3. - Massa jenis udara (ρ) = 1,2 kg/m 3

7 Massa nominal adalah nilai yang dipergunakan untuk menandai karakteristik atau sebagi petunjuk massa suatu benda Anak Timbangan adalah benda ukur massa yang diatur berdasarkan karakteristik fisik dan metrologisnya yaitu meliputi: harga nominal, bahan, konstruksi, dimensi, massa jenis, kondisi permukaan, penandaan dan kesalahan maksimumnya Kelas ketelitian (accuracy) anak timbangan adalah kelas anak timbangan yang memenuhi syarat syarat metrologis tertentu agar kesalahannya masih dalam batas yang diijinkan (BKD)

8 Ketertelusuran Standar Massa di Indonesia Standar Tk. 1 (Nasional) (K46) 5 tahun 3 tahun 2 tahun Standar Tk. II (E0) Standar Tk. III (Kelas E1 dan E2) Standar Tk. IV (Kelas F1 dan F2) Standar Kerja Tk. II (Kelas E1 dan E2) Standar Kerja Tk. III (Kelas F1 dan F2) 1 tahun Standar Kerja Tk. IV (Kelas M1 dan M2)

9 K46

10 PERSYARATAN KONDISI LAB. MASSA

11 Laboratorium Massa tempat dimana suatu standar besaran massa disimpan dan dilakukan pemeliharaan serta digunakan sebagai tempat kalibrasi dan atau pengujian/verifikasi standar satuan massa. Pemeliharaannya mengacu pada ISO tentang Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Kalibrasi

12 Aktivitas Lab Massa Metrologi Legal Melakukan penelitian dalam rangka proses Ijin Tipe atau Ijin Tanda Pabrik alat ukur massa. Memverifikasi anak timbangan standar. Menera/ menera ulang anak timbangan. Menera/ menera ulang timbangan

13 Temperatur Humidity / kelembaban tekanan Massa jenis udara Air Current Getaran Pencahayaan Main Power Supply

14 Temperatur Temperatur E 1, E 2 : 18 C ~ 27 C F 1... M 3 : tidak dikhususkan Dalam prakteknya temperatur laboratorium biasanya sekitar 20 0,5 o C Variasi Temperatur Kelas AT Perubahan temperatur selama kalibrasi E 1 ± 0.3 C / jam ± 0.5 C / 12 jam E 2 ± 0.7 C / jam ± 1 C / 12 jam F 1 ± 1.5 C / jam ± 2 C / 12 jam F 2 ± 2 C / jam ± 3.5 C / 12 jam M 1 ± 3 C / jam ± 5 C / 12 jam M 2... M 3 tidak dikhususkan tidak dikhususkan

15 Kelembaban Kelembaban Relatif E 1, E 2, F 1, F 2 : 40 % ~ 60 % M 1... M 3 : tidak dikhususkan Perubahan Kelembaban Relatif Kelas AT E 1 E 2 F 1, F 2 M 1... M 3 Perubahan kelembaban selama kalibrasi ± 5 % / 4 jam ± 10 % / 4 jam ± 15 % / 4 jam tidak dikhususkan

16 Massa Jenis Udara atau air air Catatan : Jika massa jenis udara berada diluar rentang di atas, maka massa sebenarnya harus digunakan dalam perhitungan dan massa konvensional harus dihitung dari massa sebenarnya.

17 Aliran Udara Kecepatan aliran udara 4.6 cm/s yang mengenai lantai muatan dengan luas 78 cm 2 (10 cm diameter) secara normal, menghasilkan gaya yang ekuivalen dengan massa 1 mg pada lantai muatan tersebut. Kecepatan aliran udara yang dihasilkan oleh sebuah air-conditioned (AC) dalam laboratorium umumnya sekitar 30 cm/s, dengan demikian pelindung aliran udara (draught shield) sangat diperlukan untuk mendapatkan hasil penimbangan yang teliti.

18 Tekanan Atmosfir Air-conditioned (AC) dalam laboratorium dapat menyebabkan tekanan udara bertambah besar dari pada tekanan udara ambient, yaitu bertambah sekitar 0.3 mmhg. Ketika pintu dibuka akan menyebabkan adanya perubahan tekanan udara secara mendadak, dan ini akan mengganggu proses penimbangan. Perubahan tekanan udara juga akan menyebabkan adanya perubahan pada nilai massa jenis udara. Dengan demikian maka pintu harus tertutup selama proses penimbangan. Dianjurkan untuk menggunakan pintu rangkap dua.

19 Getaran Laboratorium harus berada di lokasi yg cocok, yaitu mudah terjangkau dan bebas dari sumber getaran luar yang berlebihan. Basement atau lantai dasar dari gedung merupakan tempat yang lebih sesuai untuk laboratorium massa. Kalau memungkinkan lokasi tidak berdekatan dengan jalan yang dilewati bis atau truk berat. Disarankan timbangan ditempatkan di atas meja tahan getar. Yaitu meja yang secara struktur terpisah dari lantai ataupun pondasi gedung.

20 Meja Tahan Getar

21 Lain-lain Kebersihan. Laboratorium harus bersih dari kotoran dan debu. Penerangan. Laboratorium mempunyai penerangan yang cukup, direkomendasikan kekuatan cahaya pada meja sekitar 100 footcandles. Laboratorium tidak berjendela dan mempunyai isolasi panas untuk menjaga temperatur. Sumber listrik. Tegangan : -15 % to +10 % Frekuensi : -2 % to +2 %

22 Konstruksi laboratorium sebaiknya : Ruangan laboratorium sebaiknya di bawah tanah (basement) atau di lantai dasar Luas ruangan minimum 25 m 2 Tinggi ruangan minimum 3 m Tidak ada sinar matahari yang masuk secara langsung ke jendela, jendela tidak boleh memakai gordyn Dibuat pintu rangkap atau ada ruangan persiapan untuk meredam aliran udara dan menghindari fluktuasi suhu ruangan besar Gunakan lantai dari vinyl agar tidak menimbulkan efek elektrostatis, tidak licin dan mudah dibersihkan Dilengkapi meja tahan getar. Hindari terjadinya geteran disekitar ruangan

23 Perlakuan Anak Timbangan Standar pada saat kalibrasi

24 ANAK TIMBANGAN

25 PENGGUNAKAN KELAS ANAK TIMBANGAN PADA TIMBANGAN. Kelas E2 dan F1 adalah kelas ketelitian anak timbangan yang dipergunakan untuk menimbang dengan timbangan kelas I. Kelas F2 dan M1 adalah kelas ketelitian anak timbangan yang dipergunakan untuk menimbang dengan timbangan kelas II (biasanya kelas F2 untuk menimbang obat dan M1 untuk menimbang logam mulia). Kelas M2 adalah kelas ketelitian anak timbangan yang dipergunakan untuk menimbang dengan timbangan kelas III. Kelas M3 adalah kelas ketelitian anak timbangan yang dipergunakan untuk menimbang dengan timbangan kelas III dan IIII.

26

27

28 SPESIFIKASI ANAK TIMBANGAN Massa nominal anak timbangan harus sama dengan 1x10 n kg atau 2x10 n kg, atau 5x10 n dengan n merupakan bilangan bulat negatif atau positif atau nol. Susunan massa nominal dalam suatu perangkat anak timbangan adalah sebagai berikut : - (1 ; 1 ; 2 ; 5 ) x 10 n kg - (1 ; 1 ;1 ; 2 ; 5 ) x 10 n kg - (1 ; 2 ; 2 ; 5 ) x 10 n kg - (1 ; 1 ; 2 ; 2 ; 5 ) x 10 n kg

29 Spesifikasi Khusus Anak Timbangan Anak timbangan harus mempunyai bentuk yang sederhana tanpa pinggiran yang tajam dan tanpa lekukan untuk mencegah kotoran melekat pada permukaannya. Bentuk anak timbangan dengan massa nominal 1 g adalah berupa silinder dan dapat juga berbentuk lemping atau berupa kawat.

30

31

32 Massa nominal (mg) Lemping segi banyak / kawat Pentagon/segi lima Bujur sangkar Segi tiga

33 Anak timbangan dengan massa nominal lebih dari 1 g adalah berupa silinder, sedangkan massa nominal 5 kg sampai 50 kg boleh berbentuk lain atau berbentuk persegi dengan pinggiran yang lengkung dan pegangan yang kuat, hal ini diatur betuk dan dimensinya lebih detail di OIML R111 tahun 2004.

34 BAHAN Bahan anak timbangan harus tahan karat dan berkualitas baik sehingga perubahan massanya dapat diabaikan dan masih dalam batas kesalahan untuk penggunaan yang normal. Bahannya anak timbangan harus Non Magnetik (diatur lebih detail dalam SSTK dan OIML) dan bila terbuat dari besi cor kelabu maka harus dihitamkan.

35 KONSTRUKSI DAN DIMENSI Anak timbangan kelas E2 harus padat dan dibuat dari satu benda kerja dari bahan yang sama dan tanpa lubang terbuka Anak timbangan kelas F1 dan F2 dengan massa nominal 1 g sampai dengan 50 kg boleh mempunyai lubang justir dengan syarat bahwa volumenya tidak boleh melebihi 0,2% dari volume anak timbangan dan tertutup dengan baik dengan knob atau alat lain.

36 MASSA JENIS Massa jenis bahan anak timbangan harus sedemikian rupa sehingga penyimpangan 10% dari massa jenis yang seharusnya tidak menimbulkan kesalahan lebih dari 0,25 kesalahan maksimumnya yang diijinkan. Batas harga massa jenis anak timbangan dilihat dalam tabel.

37 Nominal value min, max (103 kg m 3) Class of weight (for class M3, no value is specified) E1 E2 F1 F2 M1 M1 2 M2 M g > g g g g g g mg mg mg mg mg 2.3

38 KONDISI PERMUKAAN Permukaan anak timbangan termasuk bagian bawah harus halus dan tepinya harus lengkung. Permukaan anak timbangan kelas E2, F1, dan F2 tidak terlihat pori dan harus mengkilat. Kualitas permukaan anak timbangan harus memenuhi nilai kekasaran permukaan yang ditunjukkan dalam tabel dibawah ini : Class E1 E2 F1 F2 Rz (mm)

39 PENANDAAN Anak timbangan dengan massa nominal 1 g dan kelipatannya harus ditandai dengan massa nominalnya yang jelas kecuali untuk anak timbangan kelas E2 Penulisan satuan massa nominalnya adalah : lambang satuan kilogram untuk massa nominal 1 kg keatas dan lambang satuan gram untuk massa nominal 1 g sampai 500 g Anak timbangan lemping dengan mssa nominal 1 mg sampai dengan 1 g harus diberi angka massa nominalnya kecuali kelas E2 dan F1.

40 PEMBERIAN TANDA TERA Tempat pembubuhan dan pemasangan tanda tera harus mudah dilihat dan dapat dicegah adanya usaha pembukaan, penukaran dan atau perubahan bagian yang dapat mengakibatkan perubahan sifat-sifat metroligisnya tanpa merusak tanda tera. Anak timbangan sesudah selesai diuji harus dibubuhi tanda tera sah atau tanda tera batal, atau diberi surat keterangan yang bertanda tera sah atau batal diatas lak. Surat keterangan tersebut sebagai pengganti tanda tera. Anak timbangan kelas E2 tidak dibubuhi tanda tera tetapi diberi surat keterangan dimana pada surat tersebut sekurang-kurangnya mencantumkan massa konvensional, ketidakpastian dan faktor pengali k.

41 Nominal value* Batas Kesalahan Yang Diijinkan Class E Class E Class F Class F Class M Class M Class M Class M Class M kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg g g g g g g g g g mg mg mg mg mg mg mg mg mg

42

43 Persyaratan Metrologis Anak Timbangan

44 Persyaratan Metrologis 1. Kesalahan maksimum yang diijinkan (MPE) 2. Ketidakpastian yang diperluas 3. Massa konvensional

45 1. Kesalahan Maksimum yang Diijinkan (MPE) Pada tera kesalahan maksimum yang diijinkan dari suatu anak timbangan adalah sesuai dengan tabel MPE Rekomendasi OIML yaitu R 111 OIML Weigth of classes E1,E2,F1.F2,M1,M2,and M3. Sedangkan untuk tera ulang kesalahan maksimum yang diijinkan tergantung dari ketentuan negara-negara masing-masing, tetapi jika nilainya lebih besar dari TABEL MPE OIML maka bisa dikatakan bahwa ketentuan di negara tersebut tidak mengikuti ketentuan rekomendasi OIML.

46 Nominal Maximum Permissible Errors (MPE) for Weights, OIML R 111 (2004) ± dm in mg Value E 1 E 2 F 1 F 2 M 1 M 1-2 M 2 M 2-3 M kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg kg g g g g g g g g g g mg mg mg mg mg mg mg mg mg mg

47 2. Ketidakpastian yang Diperluas Lambang U ( huruf U besar) Faktor cakupan (k) : 2 Pernyataan massa dalam massa konvensional Persyaratan : 1 U dm 3

48 Contohnya : Diketahui Anak Timbangan Nilai Nominalnya = 20 kg Kelas M2 Dari tabel R111 OIML diketahui MPE-nya = 3000 mg 1 U dm 3 1 U 3000mg 3 U 1000mg >> Jadi nilai ketidakpastian yang diperluas pada saat verifikasi adalah sebesar : 100mg

49 Massa konvensional Massa konvensional anak timbangan adalah sama dengan nilai massa anak timbangan standar yang terbuat dari bahan dengan massa jenis 8000 kg/m 3 yang setimbang dengan anak timbangan yang diuji dalam media udara dengan massa jenis 1,2 kg/m 3 dan dilakukan pada suhu 20 C. Persyaratannya: m U m m dm U m c 0 d 0

50 Dimana massa konvensional dari at yang berbeda massa jenisnya Dimana: Mc = massa konvensional dalam gram Mt = Massa sebenarnya dalam gram r = massa jenis at dlm kg/m3