UNIVERSITAS GADJAH MADA LABORATORIUM FISIKA MATERIAL DAN INSTRUMENTASI No. Dokumen : IKK/FM.002/TB

Transkripsi

1 1. Ruang Lingkup UNIVERSITAS GADJAH MADA Halaman : 1 dari 7 PETUNJUK TIMBANGAN (ELEKTRONIK DAN MEKANIK) Instruksi kerja ini digunakan untuk melaksanakan kalibrasi timbangan jenis elektronik dan mekanik. Metode ini juga dapat digunakan untuk kalibrasi antara. 2. Acuan a. National Measurement Laboratory CSIRO, June 2004 b. Technical Note 13, NATA Australia, Agustus Peralatan a. Massa standar/ anak timbangan yang sudah dikalibrasi dan bersertifikat b. Pinset plastik atau pinset yang ujungnya dilapisi plastik c. Termometer ruang dengan resolusi 1 0C d. Higrometer dengan resolusi 1 % RH e. Lap/tissue halus f. Kuas halus g. Kaos tangan 4. Kondisioning Anak Timbangan Standar a. Lakukan kondisioning anak timbangan standar terhadap lingkungan kalibrasi hingga mencapai keseimbangan termal. b. Kondisi kesetimbangan termal mengikuti tabel 1 stabilisasi termal.

2 4. Persiapan UNIVERSITAS GADJAH MADA Halaman : 2 dari 7 a. Rekam spesifikasi timbangan dan massa standar pada Laporan Hasil Kalibrasi Sementara/LHKS. b. Catat suhu dan kelembaban ruang selama kalibrasi (atur alat termohigrometer untuk merekam data lingkungan selama kalibrasi berlangsung) c. Periksa bahwa timbangan bekerja dengan baik d. Letakkan timbangan pada tempat yang kokoh dan rata e. Bersihkan tempat penimbangan dari debu f. Hidupkan timbangan, tunggu hingga stabil (± 30 menit) untuk pemanasan g. Buatlah beberapa percobaan pengukuran 5. Prosedur Kalibrasi a. Pemeriksaan Nilai Skala (untuk timbangan elektronik) 1) Pilih massa standard(m) yang mendekati kapasitas maksimum timbangan atau nilai massa calibration mode yang dipersyaratkan pabrik. 2) Nolkan timbangan, catat pembacaan sebagai z1. 3) Timbang massa standar (M) pada point a dan catat sebagai m1. 4) Angkat beban lalu letakkan kembali pada pan dan diamkan ± 30 detik dan catat sebagai m2. 5) Ambil massa dan tunggu sampai stabil. Catat pembacaan sebagai z2. 6) Hitung rata-rata m dan z dan catat 7) Hitung perbedaan m -z dan catat sebagai ri. 8) Hitung koreksi (C) dengan rumus: C = M- ri 9) Jika koreksi lebih besar dari 3 σ yang mana σ adalah simpangan baku (SD) dari kemampuan baca kembali yang ditentukan sebelumnya, maka timbangan perlu disetel. 10) Setelah timbangan disetel, maka ulangi langkah a.1) sampai a.9). 11) Hitung ketidakpastian dari kemampuan baca timbangan yang didapat dari resolusi timbangan.

3 Halaman : 3 dari 7 b. Kemampuan Baca Kembali (elektronik & mekanik) Lakukan untuk 2 posisi yaitu setengah kapasitas dan kapasitas penuh dari timbangan. Untuk timbangan multi range, lakukan pada kapasitas penuh dari masing-masing range. 1) Nolkan timbangan, catat pada kolom 1 sebagai z1. Untuk timbangan multi range, sesuaikan resolusinya dengan resolusi masing-masing range. 2) Timbang massa standar (M) yang mendekati setengah kapasitas dan catat pembacaan pada kolom 2 sebagai m1 3) Ambil massa standar, tunggu sampai stabil dan catat pada kolom 1 berikutnya sebagai z2 4) Ulangi butir b.1) sampai dengan b.3) sampai 10 kali pembacaan 5) Hitung perbedaan (r1) dengan rumus: ri = mi - zi kapasitas setengah. 6) Hitung simpangan baku (SD) dari perbedaan dengan rumus: 7) Tentukan dan catat perbedaan maksimum berturut-turut dan catat dengan cara mengurangkan dari pembacaan satu terhadap berikutnya. 8) Ulangi butir b.1) sampai dengan butir b.7) untuk kapasitas penuh (kapasitas mendekati nol bersifat opsional untuk dilakukan). Hitung perbedaan (ri) dengan rumus: ri = mi - zi massa nominal 9) Catat simpangan baku maksimum. Catatan: gunakan simpangan baku terbesar untuk perhitungan ketidakpastian. 10) Hitung ketidakpastian standar dari kemampuan baca kembali (Ut) untuk masing-masing kapasitas dengan rumus:

4 Halaman : 4 dari 7 c. Penyimpangan Nilai Nominal (Keseragaman Skala Optik pada Timbangan Mekanik) 1) Pilih beberapa titik pada daerah kapasitas timbangan (misalnya 10 titik) dengan pembagian teratur. 2) Nolkan timbangan dan catat sebagai z1 3) Timbang massa standar (M) yang sesuai pada penimbangan pertama dan catat pembacaan sebagai m1. 4) Ambil beban lalu letakkan kembali pada Pan, tunggu sampai stabil, kemudian catat sebagai m1. 5) Ambil massa standar, tunggu sampai stabil dan catat sebagai z2. (Timbangan tidak di-nol-kan). 6) Hitung rata-rata pembacaan Nol dan catat sebagai z. 7) Hitung rata-rata pembacaan massa pada timbangan dan catat sebagai m. 8) Hitung selisih rata-rata pembacaan m dan z dan catat sebagai Δ, (Δ = m - z). 9) Hitung koreksi (C) dengan rumus: C = M - Δ 10) Catat sebagai C1. 11) Ulangi butir c.2) sampai butir c.9). untuk titik lainnya sampai kapasitas penuh dari timbangan. 12) Pilih nilai koreksi maksimum (nilai mutlaknya). 13) Jumlahkan ketidakpastian dari massa standar yang digunakan (ketidakpastian anak timbangan dijumlahkan secara langsung karena memiliki nilai koefisien korelasi =1) 14) Hitung ketidakpastian dari massa standar (UM ) yang digunakan di setiap titik kalibrasi dengan rumus: d. Pengaruh Pembebanan tak di Tengah (untuk timbangan elektronik) 1) Lakukan pada penimbangan kira-kira 1/3 atau 1/2 dari kapasitas maksimum timbangan. Jika pabrik pembuat menentukan spesifikasi, maka lakukan sesuai dengan anjuran pabrik pembuat. 2) Catat ukuran dan bentuk Pan 3) Letakkan massa standar di tengah-tengah Pan dan catat penunjukan timbangan.

5 Halaman : 5 dari 7 4) Pindahkan massa ke depan, belakang, kiri, dan kanan pada daerah garis Pan dan catat penunjukannya. 5) Hitung selisih antara posisi tengah terhadap posisi yang lain dengan cara mengurangkan penunjukan posisi tak ditengah dikurangi penunjukan di posisi tengah. e. Kalibrasi dari Massa Terpasang Pada Timbangan (untuk timbangan Mekanik) (Kalibrasi dari masing-masing dial setting) Hal ini pengukuran koreksi untuk setiap dial setting dengan standar massa yang cocok dari standar massa yang dikalibrasi. Metoda dijelaskan sebagai berikut : 1) Atur posisi nol semua dial setting pada timbangan catat z1 pada kolom 5. 2) Atur satuan dial pada posisi 0,9 yang diuji, timbang massa standar yang dikalibrasi sesuai sertifikat kalibrasi massa standar, catat sebagai m1 di kolom 5. 3) Off kan dan on kan timbangan, catat sebagai m2 dikolom 5. 4) Kembalikan dial ke nol, ambil massa dari timbangan dan catat nol, z2 dikolom 5, tidak boleh meng-nol-kan untuk pengujian berikutnya. 5) Ulangi butir b sampai d semua dial 9,9 ; 99,9 dan seterusnya dial setting timbangan, jangan meng-nol-kan timbangan. f. Histeresis (hanya untuk timbangan pertama kali dikalibrasi/setelah perbaikan) Pengujian histerisis dilakukan pada beban setengah kapasitas timbangan, dengan cara sebagai berikut: 1) Nol-kan timbangan, catat sebagai z1. 2) Letakkan massa M (setengah kapasitas timbangan) pada pan. Catat sebagai m1. 3) Tambahkan massa hingga pembacaan timbangan mendekati kapasitas penuh. 4) Ambil massa tambahan tersebut, lalu baca kembali massa M yang masih ada di atas pan. Catat sebagai m2. 5) Ambil massa M dan baca nol-nya. Catat sebagai z2. 6) Ulangi langkah 1)-5) sebanyak tiga kali, lalu rata-rata perbedaan (m1-m2) dan (z1-z2) adalah nilai histerisis timbangan. g. Buoyancy Udara Efek buoyancy udara saat kalibrasi dilakukan diasumsikan sebesar 1 ppm dari nominal massa yang digunakan dengan distribusi rectangular ketidakpastian akibat buoyancy udara sebagai berikut:

6 Halaman : 6 dari 7 h. Drift Gradien temperatur ruangan dapat mempengaruhi pembacaan timbangan, terutama untuk timbangan mikro atau semi-mikro. Terjadinya efek ini dapat diketahui dengan cara tidak melakukan pembacaan setiap dua atau tiga menit hingga tiga pembacaan berturut-turut tidak berubah melebihi standar deviasi yang telah diketahui sebelumnya. Jika pembacaan timbangan berubah secara seragam dan pembacaannya dilakukan pada interval waktu yang sama, maka drift dengan mudah dapat dieliminasi, yaitu pembacaan dilakukan dengan cara: 1) pembacaan nol, z1 2) pembacaan massa, m1 3) pembacaan massa, m2 4) pembacaan nol, z2 Nilai drift dapat dieliminasi jika massa yang ditimbang dihitung dengan rumus sebagai berikut: Sedangkan untuk menghitung drift dari massa standar dapat dilakukan dengan melihat data sertifikat kalibrasi sebelumnya. Jika terjadi perubahan secara linier pada pergeseran nilai tertentu (d) pada hasil kalibrasi dari tahun ke tahun berikutnya, maka itu disebut drift, maka: Jika data sertifikat tidak memadai karena baru sekali dikalibrasi, maka dapat diprediksi dari seperdelapan nilai MPE anak timbangan, sesuai persyaratan toleransi OIML dengan distribusi rectangular, misalnya massa kelas F1 nominal 1g, perkiraan drift adalah: 8%x0,1mg = 0,008 mg Jadi ketidakpastian karena drift adalah sebagai berikut:

7 Halaman : 7 dari 7 i. Batas Unjuk Kerja Timbangan Hitung F dengan rumus sebagai berikut: Pengklasifikasian kinerja timbangan berdasarkan LOP dapat dilihat pada Tabel 2. j. Ketidakpastian Penimbangan Hitung U95 dengan rumus sebagai berikut: Pengesahan Dibuat oleh Diperiksa oleh Disahkan oleh Nama Kuwat Triyana Ahmad Kusumaatmaja Harsojo Tanda Tangan Tanggal 06/09/ /09/ /09/2016