Pengetahuan Alat Uji dan Kalibrasi : Universal Testing Machine Amalia Rakhmawati

Transkripsi

1 Pengetahuan Alat Uji dan Kalibrasi : Amalia Rakhmawati amelchan_tique@yahoo.com Laboratorium Volgat Balai Kalibrasi Pusat Pengawasan Mutu Barang Sekretariat Jenderal Kementerian Perdagangan Sites.google.com/site/calibrationconsultancy 1

2 Definisi Gaya Secara fisika : tarikan atau tolakan yang mempunyai arah. Newton II : gaya berbanding lurus dengan hasil perkalian massa dan percepatan. F = gaya (Newton) m = massa (kg) a = percepatan (m/s 2 ) F = m.a g (gravitasi) = 978,049 ( sin 2 ϕ sin 2 2ϕ) cm/s 2 K = - ( cos 2ϕ) h (h/1000) 2 cm/s 2 ϕ = letak lintang (ϕ o ) h = koreksi ketinggian (altitude) 2

3 Jenis Alat Ukur dan Metode Ukur Gaya Alat ukur gaya : 1. Mesin standar gaya bobot mati (deadweight) 2. Mesin standar gaya sistem tuas 3. Mesin standar gaya sistem hidrolik 4. Mesin standar gaya sistem loading frame Metode ukur gaya : 1. Metode kesetimbangan : gaya yang diukur disetimbangkan oleh gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda yang diketahui massanya (metode penimbangan) 2. Metode hidrolik/pnematik 3. Metode elastis (proving ring, load cell) 3

4 Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell UTM : Mesin uji gaya sumbu tunggal tarik/tekan merupakan alat uji yang sering digunakan dalam pengujian material logam maupun material lainnya yang memiliki karakteristik yang dipengaruhi oleh gaya yang diberikan pada material tersebut 4

5 Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell-2 5

6 Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell-3 Load cell : sebuah transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja. Sensor : Strain Gage Strain gage: transducer yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan, dibuat dari kawat tahanan berdiameter kecil atau lembaran-lembaran kawat tipis. Tahanan dari foil kawat atau logam ini berubah terhadap panjang yang mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang diberikandan diukur dengan sebuah jembatan wheat-stone. 6

7 Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Proving Ring Keuntungan menggunakan proving ring : 1. Lebih ringan dan mudah dibawa 2. Sederhana dan mudah penggunaannya 3. Kuat/keras 4. Cukup andal untuk pengukuran yang teliti 7

8 Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Proving Ring-2 8

9 Kalibrasi Kalibrasi mesin uji tarik/tekan pada dasarnya dilakukan untuk menentukan hubungan gaya yang ditampilkan oleh indikator mesin uji tarik/tekan, dengan nilai terkait (nilai gaya sebenarnya yang diberikan oleh mesin uji tarik/tekan) yang direalisasikan dengan standar pengalih gaya (forceproving instrument ) yang tertelusur ke sistem satuan internasional. 9

10 Kalibrasi FG-02 IKG-02 (ASTM E 4-03) Rev 2008 NO. SERTIFIKAT : NAMA ALAT : MERK : TYPE/SERI : KAPASITAS : KETELITIAN : PEMILIK : ALAMAT TEMPAT KALIBRASI : TGL KALIBRASI : SUHU RUANGAN : C KELEMBABAN : % NAMA PETUGAS : NO. ID. STANDAR : U 95 = ± ; TELUSUR: HASIL PENGUKURAN ALAT DAN PROVING RING / WEIGHT SET* PADA POSISI TARIK / TEKAN* No. Alat Pembacaan ulangan1 Pembacaan ulangan 2 Pembacaan ulangan 3 Standar Standar Alat Standar Standar Alat Standar Standar ( ) (div) ( ) ( ) (div) ( ) ( ) (div) ( ) *Coret yang tidak perlu dan isilah tanda kurung dengan satuan yang sama. Jika alat dikalibrasi pada posisi tekan dan tarik, maka data kalibrasi harus dibuat dalam dua buah lembar kerja. Gunakan estimasi awal sebesar 0.8 kgf/skala proving ring untuk mengecek kewajaran k alibrasi. Persamaan regresi yang diperoleh : y =... x... (y =standar; x = alat); koeisien korelasi r = r kgf ** n s 3 2 sy n 2... **s y = standar deviasi standar dari titik ukur terendah hingga titik ukur tertinggi. Gantilah dengan satuan alat jika bukan kgf. 10

11 Kalibrasi Prosedur Kalibrasi 11

12 Kalibrasi Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya Mikrometer (satuan) Nilai gaya (N) Nilai gaya (kgf) ,0 41, ,2 83,535 1 N = 0, kgf Mikrometer (satuan) Nilai gaya (N) Nilai gaya (kgf) ,00 8, ,00 16, ,00 25, ,00 33, ,00 41, ,84 50, ,68 58, ,52 66, ,36 75, ,20 83,535 1 N = 0, kgf 12

13 Kalibrasi Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya Mikrometer (satuan) Nilai gaya (N) Nilai gaya (kgf) ,0 41, ,2 83,535 1 N = 0, kgf Interpolasi untuk mencari nilai gaya pada titik 10 dan 60 satuan : x (10-0) = (50-10) (x-0) (410.0 x) ( x) = 40x 4100/50 = x, 82=x x (60-50) = (100-60) (x-410.0) (819.2 x) ( x) = 40x /50 = x, =x 13

14 Gaya (N) Kalibrasi Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya y = 8.192x R² = Pembacaan Mikrometer dengan Nilai Gaya Linear (Pembacaan Mikrometer dengan Nilai Gaya) Pembacaan Mikrometer 14

15 Kalibrasi Identifikasi Sumber Ketidakpastian Cause and Effect Diagram (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment) p UUT (UTM) Resolusi (r a ) Sumber ketidakpastian Repeatability (r) Ketidakpastian Standar(u s ) P standar (Proving Ring) 15

16 Ketidakpastian KAN Calibration Guide Identifikasi Sumber Ketidakpastian Cause and Effect Diagram (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment) Sumber ketidakpastian p UUT Resolusi Zero Error Hysteresis Repeatability Efek Temperatur thd Defleksi Drift Standar Penggunaan Standar Massa Ketidakpastian Standar p standar KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER 06 Desember 2011 Lembaga Pelatihan PPMB 16

17 Kalibrasi 1. Ulangan pengukuran, r, mempunyai distribusi normal, pembagi = n = 3, derajat bebas n 1 = n-1 = 2; 2. Resolusi alat, r a, berdistribusi segi empat, nilai pembagi = 3,derajat bebas diberikan berdasarkan reliabilitas 95%. n 2 = ½(100/10) 2 = 50; 3. Ketidakpastian standar proving ring, u s (diambil dari sertifikat kalibrasi), berdistribusi t pada tingkat kepercayaan 95 %, nilai pembagi = 2 (sesuai nilai k), derajat bebas n 3 = 60. KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER 06 Desember 2011 Lembaga Pelatihan PPMB 17

18 Kalibrasi Ketidakpastian baku, u i u 1 = r/ n, u 2 = r a / 3, u 3 = u s / 3, Ketidakpastian gabungan, U c U c= u 2 1 +u 2 2 +u 2 3 Derajat bebas efektif, V eff Faktor cakupan, k V eff U c = u1 u2 u k dicari dari tabel t-student terlampir pada tingkat kepercayaan 95% dengan derajat bebas = V eff Ketidakpastian bentangan U 95 = ± k x U c KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER 06 Desember 2011 Lembaga Pelatihan PPMB 18