KALIBRASI TERMOMETER DIGITAL METODE SENSOR PLUS INDIKATOR Seta Samsiana, Fitrah Ramdani Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Islam 45 (UNISMA) Jl. Cut Meutia No. 83 Bekasi, Indonesia Telp. 021-88344436, 021-8802015 Ext. 124 ABSTRAK Kalibrasi pada termometer digital menggunakan sensor PT 100 dan Thermocouple menggunakan metode sensor plus indikator. Metode kalibrasi ini dimaksudkan untuk menentukan hubungan antara suhu yang ditunjukkan oleh sensor plus indikator (test) dengan sensor plus indikator (standard) yang digunakan AOIP TM 6630. Data pengukuran suhu pada alat dihitung melalui ketidakpastian bersumber dari Repeatability, Readability, Sertifikat Standar, Media Kalibrasi, Inhomogenity Ice Point, Inhomogenity Probe, Drift dan Regresi serta mengacu ke JIS Z 8710. Hasil data pengukuran dibuat Simulasi dengan data pada Digital Thermometer untuk menentukan nilai nominal temperatur standar dan alat. Kata kunci: Kalibrasi, Sensor, Simulasi, JIS Z 8710 PENDAHULUAN Setiap Instrumen Alat Ukur/sensor sebelum digunakan atau setelah digunakan pada periode tertentu (6 bulan atau 12 bulan), harus dilakukan pengukuran dan dikalibrasi sesuai standar nasional ataupun internasional. Alat ukur/sensor merupakan ujung tombak dalam kualitas produk yang dihasilkan, karena langsung berhubungan dengan proses, sehingga perlu dipelihara untuk mendapatkan umur (life time) yang panjang. Sensor temperatur pada themocouple ataupun PT100, banyak digunakan dalam industri yang menggunakan mesin pemanas, sebagai alat ukur temperatur supaya tetap stabil. Pengukuran adalah berupa proses menyatakan suatu angka secara empirik dan objektif pada kejadian nyata sedemikian rupa, sebagai angka tadi dapat menjadikan gambaran yang jelas mengenai objek atau kejadian tersebut. Kalibrasi merupakan suatu kegiatan untuk menentukan keberadaan konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur berdasarkan standar. Untuk proses kalibrasi, perlu ada pengukuran terlebih dahulu pada objek yang ada misalnya pada temperatur proses. Ada beberapa metode dalam kalibrasi antara lain sensor plus indikator. Umumnya yang banyak digunakan berupa metode kalibrasi sensor plus indikator untuk membandingkan kalibrator standar alat ukur terhadap beban ukur yang dipakai, baru dilakukan perhitungan deviasi berdasarkan
standar. Cara ini memerlukan standar kalibrator yang harus dikalibrasi di Lembaga Kalibrasi KAN/LIPI sehingga harganya mahal. Untuk kalibrasi alat ukur/sensor suhu yang berupa thermocouple ataupun PT100 dapat menggunakan media kalibrasi yang berupa bak air 1 100 C, bak es 0 C. Pemanfaatan kalibrator standar dari temperatur es (0 C) dan temperatur suhu air mendidih (100 C). Setelah dibandingkan dengan bahan yang diukur (PT100) baru dibuat simulasi sehingga dapat menentukan deviasi/kesalahan dari PT100 yang dilihat pada indicator controller. Hal ini merupakan suatu ide baru untuk menggantikan peranan kalibrator yang ada (metode Perbandingan). Indicator controller dapat disesuaikan dengan hasil yang diperoleh dari hasil perbandingan dan simulasikan. Pemanfaatan dari hasil penelitian ini berupa: 1. Bahan pembelajaran Instrumentasi Industri bagi pengajar, mahasiswa listrik dan elektronik pada Jurusan Teknik Elektro. 2. Ide baru dalam kalibrasi temperatur menggantikan cara konvensional yang berupa metode perbandingan. 3. Dapat digunakan oleh teknisi industri instrumen sebagai alat ukur kalibrasi mandiri tanpa diberikan ke vendor (teknisi instrumen dari luar), sehingga akan mengurangi biaya. 4. Cara termudah untuk mengkalibrasi temperatur (PT100, Thermocouple) yang banyak digunakan oleh industri tanpa kalibrator pembanding. Adapun permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana membuat model kalibrasi sensor temperatur (PT100 dan Thermocouple) dengan metode sensor plus indikator dari kalibrator suhu 0 C (bak es) dan suhu 100 C (bak air mendidih), dan membuat analisis ketidakpastian berdasarkan deviasi/kesalahan, bagaimana menetapkan parameter- parameter temperatur nominal yang diizinkan sesuai standar pada model simulasi indicator controller yang merupakan suatu nilai dari kalibrasi PT100 dan Thermocouple. TINJAUAN PUSTAKA Ketidakpastian pengukuran adalah proses mengaitkan sesuatu angka secara empirik dan obyektif pada sifat-sifat obyek atau kejadian nyata sedemikian rupa sehingga angka tadi dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian tersebut. Manfaat : (a) Membuat gambaran/deskripsi (b) Memperkirakan/meramalkan (c) Mengadakan komunikasi (d) Memutuskan (e) Mengatur/mengendalikan, dan
(f) Memberikan reaksi. Hasil pengukuran harus mencantumkan suatu perkiraan yang menggambarkan seberapa besar kesalahan yang mungkin terjadi, dalam batas-batas kemungkinan yang wajar. Nilai ini sekaligus menunjukkan kualitas pengukuran. Semakin kecil nilai perkiraan itu, berarti semakin baik pula kualitas pengukurannya. (Killian, 2004, 242-247). Kalibrasi adalah suatu kegiatan untuk menentukan kebenaran kovensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur. Pelaksanaan kalibrasi dilakukan dengan cara membandingkan alat ukur dan bahan ukur yang akan dikalibrasi terhadap standar ukurnya yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional dan atau internasional. Sedangkan tujuan dengan kalibrasi dapat ditentukan deviasi kebenaran konvensional nilai penunjukkan suatu alat ukur, atau deviasi dimensi nominal yang seharusnya suatu bahan ukur. Manfaat dengan kalibrasi kondisi alat ukur dan bahan ukur dapat dijaga tetap sesuai dengan spesifikasinya. Semua jenis alat ukur pelu dikalibrasi, baik alat ukur besaran dasar (panjang, massa, waktu, arus listrik, suhu, jumlah zat, intensitas cahaya), luas, isi, kecepatan, tekanan, gaya, frekuensi, energi, gaya dan sebagainya. Bila suatu alat ukur termasuk katagori legal, maka periode kalibrasinya telah ditentukan, kalibrasinya tergantung pada keperluan dan frekuensi penggunaanya. Beberapa contoh periode kalibrasi untuk beberapa instrument ukur tertentu: (a) Thermocouple : 2 bulan (b) Thermocontroller : 12 bulan (c) Hygrometer : 6 bulan (d) Micrometer : 3 bulan (e) Vernier caliper : 12 bulan (f) Gauge block : 24 bulan (g) Profile proyektor : 12 bulan Jain Kharma, RK, Electrical & Industrial Measurement, 2003. a) Analisa ketidakpastian Komponen pengukuran dapat dibagi menjadi beberapa kelompok standar atau acuan yaitu benda ukur, peralatan, metode, lingkungan, personil atau perilaku pengukuran. Ada dua jenis ketidakpastian pengukuran berdasarkan ISO guide yaitu ketidakpastian tipe A dan tipe B yang dibedakan menurut metode evaluasinya. Tipe A dievaluasi dengan menggunakan metode statistik yang baku untuk menganalisis satu himpunan atau sejumlah himpunan pengukuran, dan mencakup jenis kesalahan yang disebut kesalahan acak. Kesalahan ini dicirikan oleh taksiran variasi atau simpangan baku, nilai rata-rata dan derajat kebebasan.
Tipe B dievaluasi dengan cara selain analisis statistik pada sejumlah pengamatan. Ketidakpastian ini mencakup kesalahan yang dicirikan oleh taksiran variasi atau simpangan baku, nilai rata-rata dan derajat kebebasan. Menghitung ketidakpastian pengukuran yang diuraikan dalam ISO Guide mencakup langkah-langkah evaluasi berupa : 1. Kenali faktor-faktor yang berkontribusi pada ketidakpastian 2. Buat model matematik pengukuran 3. Cari ketidakpastian baku masing-masing komponen 4. Hitung ketidakpastian baku gabungan 5. Hitung ketidakpastian terentang dengan menggunakan faktor cakupan Sumber ketidakpastian yang paling berpengaruh dalam pengukuran adalah 1. Daya baca alat ukur (skala atau tampilan alat) 2. Kebenaran nilai instrumen acuan (sertifikasi kalibrasi) 3. Sebaran nilai-nilai pengukuran (pengukuran berulang). Model matematika pengukuran berupa persamaan yang menunjukkan hubungan antara input dan output. Nilai pengukuran = Penunjukkan alat ukur + Koreksi alat ukur Ketidakpastian baku dihitung dengan Persamaan : Keterangan: s = simpangan baku n = banyaknya pengukuran a = setengah dari resolusi terkecil yang dapat dibaca u = nilai ketidakpastian pada tingkat kepercayaan 95% yang dicantumkan dalam sertifikat kalibrasi. Derajat kebebasan Tipe A v = n 1 Tipe B R = relative uncertainly Derajat kebebasan efektif : Ketidakpastian baku gabungan (Combined standar uncertainly) :
Uc = C1U1 + C2U2 + C3U3 + Ketidakpastian terentang: U = k, Uc Evaluasi ketidakpastian tipe A a) Ketidakpastian standar tipe A dievaluasi dengan metode statistik dari suatu seri pengamatan pengukuran. b) Komponen evaluasi ke... c) Ketidakpastian standar tipe A berasal dari efek random. d) Pada umumnya estimasi terbaik dari nilai suatu besaran q yang bervariasi secara random (acak) adalah nilai rata-rata q. e) Deviasi standar eksperimen s (q) digunakan untuk mengestimasi distribusi q f) Deviasi standar eksperimen dari rata-rata s (q) digunakan untuk mengestimasi selebaran distribusi rata-rata. g) Dalam mendokumentasikan evaluasi komponen-komponen ketidakpastian tipe A, maka derajat kebebasan harus dicantumkan. Evaluasi ketidakpastian standar B Evaluasi ketidakpastian tipe B dilakukan tidak dengan cara analisis statistik dari seri pengamatan pengukuran. Tetapi dievaluasi berdasarkan penetapan secara ilmiah menggunakan informasi-informasi yang tersedia seperti : a) Data pengukuran sebelumnya b) Pengalaman c) Sifat-sifat material/instrument secara umum d) Spesifikasi pabrik e) Data dari laporan/sertifikasi kalibrasi f) Data yang diambil dari buku/literatur Dalam mempertimbangkan ketidakpastian tipe B kita harus mengubah dari ketidakpastian yang dikutip ketidakpastian standar, dengan cara membagi dengan faktor pengali. Dalam sertifikat kalibrasi
tercantum nilai ketidakpastian sebesar 4 Pa dengan faktor pengali 2. Maka ketidakpastian standar = 2 Pa. Cara lain untuk mengubah ketidakpastian yang dikutip dari ketidakpastian standar adalah dengan cara membagi dengan suatu faktor yang bergantung pada distribusi probabilitas. distribusi probabilitas rectangular. Ketelitian pengukuran sebuah voltmeter 0,05%, maka batas setengah interval adalah 0,005% dan ketidakpastian standar dihitung dengan rumus: U (v) = 0,005%, distribusi probabilitas triangular. Distribusi ini merupakan model yang lebih baik, jika diketahui bahwa kebanyakan nilai-nilai pengukuran mendekati pusat (center ) distribusi. Ketidakpastian standar dihitung dengan membagi setengah interval (a) dengan akar enam. Distribusi probabilitas normal (Gauss) Bentuk distribusi ini digunakan untuk ketidakpastian yang mempunyai interval kepercayaan 95% atau 99%. Ketidakpastian standar dihitung dengan cara membagi ketidakpastian kutipan dengan suatu faktor. Distribusi rectangular merupakan model yang sering digunakan terutama bila tidak dapat diketahui model tertentu seperti model-model distribusi triangular, normal dan lainnya. Pada umumnya kita dapat mengganggap derajat kebebasan tak terhingga. Suatu bahan ukur (sensor suhu PT100) kalibrasi kondisi alat ukur dan bahan ukur dapat dijaga tetap sesuai seperti aslinya. Semua jenis alat ukur perlu dikalibrasi baik alat ukur besaran tekanan, teperatur, level dan sebagainya Adapun maksud dan tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Menentukan hubungan antara suhu yang ditunjukkan oleh sensor plus indikator (test) dengan sensor plus indikator (standard). 2. Mendapatkan nilai perbandingan yang sesuai dengan alat yang diukur termometer digital sesuai metode sensor plus indikator. 3. Menghasilkan nilai perbandingan nilai ukur yang memenuhi standar ISO/IEC 17025:2005 METODELOGI Dalam melakukan penelitian dilakukan metodologi dengan langkah-langkah sebagai berikut: a) Merancang dan membuat model kalibrasi pada sensor Temperatur (PT100, dan Thermocouple) dengan metode sensor plus indikator. b) Mengimplementasikan bentuk matematika untuk proses kalibrasi dengan metode sensor plus indikator dari metode perbandingan dari suatu pengukuran sensor Temperatur PT 100 dan Thermocouple.
c) Sebagai langkah awal dari suatu pembuktian teori yang dikembangkan melalui tahapan model dari kalibrasi dengan metode sensor plus indikator dan dibuat simulasi pada Indicator Controller untuk sensor suhu PT100 dan Thermocouple. d) Alat yang diperlukan untuk Kalibrasi Temperatu berupa: Media Kalibrasi Berupa Water Bath (0-200 C) dan alkohol (70%) pada heater Alat yang dikalibrasi (Indikator) pada termometer digital ANALISA DAN PEMBAHASAN Kalibrasi Termometer Digital Pedoman Kalibrasi Pengambilan data dilaksanakan pada tanggal 20 Oktober 2014 di Lab. Eldepe Kalibrasi Intrsumenindo dilaksanakan pada indikator alat termometer digital yang terhubung pada water bath yang mengatur temperatur alat sesuai yang diinginkan. Kalibrasi harus sesuai dengan Flow Chart seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar.1. Flow chart kalibrasi
Prinsip kerja kalibrasi metode sensor plus indikator Membandingkan pembacaan sensor dan indikator alat (UUT) dengan sensor indikator standar yang telah tertelusur ke satuan Standar Internasional (SI). Prosedur kerja 1. Siapkan lembar Laporan Hasil Kalibrasi (LHK) 2. Catat nomor order kalibrasi, spesifikasi alat, kondisi suhu lingkungan dan informasi yang ditentukan pada lembar kerja. 3. Lakukan pengecekan awal sebelum dilakukan proses kalibrasi, dengan memeriksa penunjukan indikator dan konfigurasi sambungan sensor, memeriksa kebocoran selubung logam atau hal lainnya yang mudah terlihat. 4. Jika tidak terjadi kerusakan pada UUT (Unit Under Test), lanjutkan dengan melakukan pengukuran pada titik es. 5. Rekam pembacaan titik es sebelum dan sesudah proses pengukuran. Perbedaam hasil pengukuran tersebut dianggap sebagai hyterisis (instability ice point) 6. Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini untuk indikator beserta sensornya. Gambar.2. Kalibrasi menggunakan universal calibrator PT 100 dengan Media Kalibrasi Calibration Bath 7. Masukan sensor standar dan sensor UUT (Unit Under Test) ke dalam Media Kalibrasi yang digunakan sesuai dengan temperature yang diinginkan.
8. Pastikan bahwa standard dan UUT (Unit Under Test) cukup tercelup untuk memperkecil pengaruh conduction error. 9. Sambungkan sensor pada masing-masing indikator. 10. Nyalakan Media Kalibrasi ke jala listrik yang sesuai. 11. Setting suhu sesuai dengan set point yang diinginkan, dimulai dari suhu yang rendah terlebih dahulu. 12. Tunggu hingga stabil 13. Nyalakan indikator standar dan indikator UUT (Unit Under Test) 14. Lakukan pengambilan data lalu catat di LHK sebanyak 6 siklus dengan interval waktu 2 menit. 15. Ulangi langkah 6 dan 9 untuk titik temperature yang berbeda sampai semua data selesai. 16. Jika kalibrasi sudah selesai dilakukan, matikan semua peralatan. 17. Selanjutnya pasang stiker dan rapikan semua peralatan. Data hasil kalibrasi termometer digital Berikut data angka yang dihasilkan dari kalibrasi sensor plus indikator pada termometer digital menggunakan water bath sebagai media kalibrasi set. point 2, 8, 15, 25 dan 30 dengan sepuluh kali pengulangan pembacaan dicatat pada laporan hasil kalibrasi (LHK) pada tabel. Penyajian data Laporan Hasil Kalibrasi Berikut data angka yang dihasilkan dari kalibrasi temometer digital sensor plus indikator menggunakan water bath sebagai media kalibrasi set. point 2, 8, 15, 25 dan 30 dengan sepuluh kali pengulangan pembacaan dicatat pada laporan hasil kalibrasi (LHK) LAPORAN HASIL KALIBRASI SENSOR PLUS INDIKATOR No. Order : K 140535 K Lokasi : Nama Alat : Termometer Digital Lab Eldepe Kalibrasi Merk : Ellitech Type : ST-1A Kondisi Lingkungan : S.N : K 140535 K suhu ( )
Resolusi : 0,1 Rentang : 2 30 26,2-30,2 Ket. Lain : kelembaban ( % RH ) Tgl Terima : 17/10/2014 39,8-48,7 Tgl Kalibrasi : 20/10/2014 Hygrometer : C-024 Set Point : 2 Set Point : 8 Std UUT Std UUT 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 1,75 2,1 7,79 8,0 Set Point : 15 Set Point : 25 Std UUT Std UUT 14,80 14,8 24,75 24,8 14,80 14,8 24,75 24,8 14,80 14,8 24,76 24,8 14,80 14,8 24,76 24,8 14,80 14,8 24,77 24,8 14,80 14,8 24,77 24,8 14,80 14,8 24,76 24,8 14,80 14,8 24,76 24,8 14,80 14,8 24,76 24,8 14,80 14,8 24,76 24,8 Set Point : 30 Std UUT Kalibrator : 29,77 29,7 AOIP 29,77 29,7 TM 6630 29,78 29,7 29,78 29,7 Sensor Standar : 29,77 29,7 PT 100 A 29,77 29,7 PT 1 29,77 29,7 29,77 29,7 Media Kalibrasi : 29,77 29,7 Calibration Bath Contraves 29,77 29,7
Nilai standar Set Point Standar Terkoreksi UUT Ошибка! Только основной документ. Koreksi std. Deviasi deviasi Nilai 7,97 8,000-0,031 standar deviasi Std diperoleh dari nilai 7,97 8,000-0,031 standar terkoreksi dikurangi nilai alat 7,97 8,000-0,031 0,0041 7,97 8,000-0,031 yang tercatat sebagai berikut 7,97 8,000-0,031 8 7,97 8,000-0,031 UUT 7,97 8,000-0,031 7,97 8,000-0,031 0,041 7,97 8,000-0,031 7,97 8,000-0,031 Rerata 7,969 8,00-0,031 Set Point Standar Terkoreksi UUT Koreksi std. Deviasi 1,92 2,10-0,178 1,92 2,10-0,178 Std 1,92 2,10-0,178 0,0041 1,92 2,10-0,178 1,92 2,10-0,178 2 1,92 2,10-0,178 UUT 1,92 2,10-0,178 1,92 2,10-0,178 0,041 1,92 2,10-0,178 1,92 2,10-0,178 Rerata 1,92 2,10-0,178 Set Point Standar Terkoreksi UUT Koreksi std. Deviasi
14,99 14,800 0,188 14,99 14,800 0,188 Std 14,99 14,800 0,188 0,0041 14,99 14,800 0,188 14,99 14,800 0,188 15 14,99 14,800 0,188 UUT 14,99 14,800 0,188 14,99 14,800 0,188 0,041 14,99 14,800 0,188 14,99 14,800 0,188 Rerata 14,988 14,80 0,188 Set Point 30 24,95 24,800 0,150 24,95 24,800 0,150 Std 24,96 24,800 0,160 0,0067 24,96 24,800 0,160 24,97 24,800 0,170 25 24,97 24,800 0,170 UUT 24,96 24,800 0,160 24,96 24,800 0,160 0,041 24,96 24,800 0,160 24,96 24,800 0,160 Rerata 24,96 24,80 0,160 Standar std. Koreksi Terkoreksi UUT Deviasi 29,98 29,700 0,276 29,98 29,700 0,276 Std 29,99 29,700 0,286 0,00422 29,99 29,700 0,286 29,98 29,700 0,276 29,98 29,700 0,276 29,98 29,700 0,276 UUT 29,98 29,700 0,276 0,041 29,98 29,700 0,276 29,98 29,700 0,276 Rerata 29,978 29,70 0,278 Dari data di atas, koreksi rata-rata dari pembacaan alat diambil dari suhu maksimum adalah : D = 0,276+0,276+0,286+0,286+0,276+0,276+0,276+0,276+0,276+0,276 10
D = 2,78 10 D = 0,278 Standar deviasi dari alat dapat dihitung dengan cara sebagai berikut : σ = Σ (D 1 D) 2 n σ = (0,276-0,278) 2 +(0,276-0,278) 2 +(0,286-0,278) 2 +(0,286-0,278) 2 +(0,276-0,278) 2 + (0,276-0,278) 2 +(0,276-0,278) 2 +(0,276-0,278) 2 +(0,276-0,278) 2 +(0,276-0,278) 2 σ = 17 x 10-3 10 σ = 1,7 x 10-3 10 σ = 0,0422 Maka : Koreksi rata rata : 0,278 Standar deviasi dari koreksi : 0,00422 Koreksi minimum (alat) : 0,041 Nilai intercept koefisien interpolasi PT 100 Nilai intercept diperoleh dari tabel interpolasi : SP : 2 Std UUT Koreksi Koefisien Interpolasi PT 100 Reading Actual 1,75 1,92 2,10-0,1779 Kode Intercept X Variable 1,75 1,92 2,10-0,1779 PT 1 0,17 0,00120 1,75 1,92 2,10-0,1779 1,75 1,92 2,10-0,1779 1,75 1,92 2,10-0,1779 1,75 1,92 2,10-0,1779 1,75 1,92 2,10-0,1779 1,75 1,92 2,10-0,1779
1,75 1,92 2,10-0,1779 1,75 1,92 2,10-0,1779 SP : 8 Std Reading UUT Koreksi ( ) Actual Koefisien Interpolasi PT 100 7,79 7,97 8,00-0,03 Kode Intercept X Variable 7,79 7,97 8,00-0,03 PT 1 0,17 0,00120 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 7,79 7,97 8,00-0,03 SP : 15 Std UUT Koreksi Reading Actual ( ) Koefisien Interpolasi PT 100 14,80 14,99 14,80 0,19 Kode Intercept X Variable 14,80 14,99 14,80 0,19 PT 1 0,17 0,00120 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 14,80 14,99 14,80 0,19 SP : 25 Std UUT Koreksi Reading Actual ( ) Koefisien Interpolasi PT 100 24,75 24,95 24,80 0,15 Kode Intercept X Variable 24,75 24,95 24,80 0,15 PT 1 0,17 0,00120 24,76 24,96 24,80 0,16 24,76 24,96 24,80 0,16
24,77 24,97 24,80 0,17 24,77 24,97 24,80 0,17 24,76 24,96 24,80 0,16 24,76 24,96 24,80 0,16 24,76 24,96 24,80 0,16 24,76 24,96 24,80 0,16 SP : 30 Std UUT Koreksi Reading Actual ( ) Koefisien Interpolasi PT 100 29,77 29,98 29,70 0,28 Kode Intercept X Variable 29,77 29,98 29,70 0,28 T 1 0,17 0,00120 29,78 29,99 29,70 0,29 29,78 29,99 29,70 0,29 29,77 29,98 29,70 0,28 29,77 29,98 29,70 0,28 29,77 29,98 29,70 0,28 29,77 29,98 29,70 0,28 29,77 29,98 29,70 0,28 29,77 29,98 29,70 0,28 Rumus perhitungan ketidakpastian kalibrasi termometer digital a) Sertifikat standar U = Ketidakpastian standar K V = T student C = 1 b) Drift standar U = 0,5 x Drift 3 V = 1E + 80 C = 1 c) Repeatability Standar U = Standard x deviasi n
V = n - 1 C = 1 Perhitungan ketidakpastian kalibrasi termometer digital
Nilai ketidakpastian terbaik (CMC) pada jenis alat yang dikalibrasi pada indikator RTD pada rentan ukur -20 850 adalah 0,14. Seperti yang ditunjukkan pada
Hasil perhitungan kalibrasi termometer digital Hasil perhitungan kalibrasi termometer digital dari pengolahan data didapat koreksi nilai pembacaan standar dan nilai pembacaan alat sebagai berikut : Set Point True Temperature UUT Koreksi U95 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1,92 2,1-0,18 0,24 8 7,97 8,0-0,03 0,24 15 14,99 14,8-0,19 0,24 25 24,96 24,8-0,16 0,24 30 29,98 29,7-0,28 0,24 Ketidakpastian dihitung pada tingkat kepercayaan 95% dengan faktor cakupan K = 1,99 Ketidakpastian bersumber dari Repeatability, Readability, Sertifikat Standar, Media Kalibrasi dan Drift Keterangan : Alat ini dikalibrasi dengan Metode Kalibrasi MK-S.03 yang mengacu ke JIS Z 8710 Hasil kalibrasi yang dilaporkan tertelusur ke satuan pengukuran SI melalui LK 044 IDN menggunakan Termometer Kalibrator dengan nomor sertifikat : K 13027 Analisa data hasil kalbrasi termometer digital Pemeriksaan Skala Dalam melakukan pemeriksaan skala, diperlukan perbandingan hasil pengukuran antara termometer digital yang sudah terkalibrasi dan yang belum terkalibrasi. Pengukuran tersebut dilakukan sebanyak lima kali pada air keran. Selisih pada hasil pengukuran kedua thermometer tersebut merupakan koreksi pembacaan. Dari data angka yang dihasilkan dari kalibrasi termometer digital diketahui koreksi minimum dari thermometer yang belum terkalibrasi adalah -0.18 C dan koreksi maksimumnya adalah 0.28 C, serta dari hasil perhitungan didapatkan koreksi rata-rata dari pembacaan adalah 0.278 C. Error of spec termometer yang belum terkalibrasi adalah (0.2 % rdg + 1.0 C) = 1.2 C, sehingga koreksi tersebut masih dapat ditoleransi. Tetapi semakin bertambah umur termometer, maka kemampuan bacanya juga akan
menurun. Sehingga perlu diadakan kalibrasi secara rutin agar tetap bisa menjaga akurasi dari alat thermometer tersebut. Perbedaan hasil pengukuran antara kedua termometer dapat terjadi karena faktor lingkungan (noise) yang berupa suhu lingkungan. Selain itu belum terkalibrasinya termometer juga menyebabkan perbedaan output yang cukup signifikan. Kemampuan Baca Kembali Kemampuan baca kembali suatu alat berkaitan dengan repeatabilitas (repeatability) yakni kemampuan alat ukur untuk memberikan hasil yang sama dari proses pengukuran yang dilakukan secara berulang-ulang dan identik. Dalam setiap tingkatan suhu, didapatkan nilai koreksi yang berbeda beda karena perubahan secara fluktuasi pengukuran yang ditunjukkan oleh termometer digital. Perbedaan hasil pengukuran dapat disebabkan oleh faktor lingkungan yang berupa tidak meratanya suhu air yang dipanaskan karena pada saat pengukuran tidak dilakukan pengadukan, selain itu perbedaan suhu pada hasil pengukuran dapat terjadi karena panas dari heater masih mengalir ke air meskipun heater tersebut sudah tidak terhubung dengansumber listrik. Berdasarkan tabel tersebut didapatkan bahwa standar deviasi sebesar 0,041, sehingga didapatkan ketidakpastian standar sebesar 0,0041. SIMPULAN Dari analisa penulis ada beberapa permasalahan yang dapat disimpulkan yaitu : a) PT 100 RTD Sensor Termometer sebagai alat sensor suhu yang harus terpelihara dengan baik supaya hasil pengukuran lebih akurat, dengan kalibrasi secara periodik sensor PT 100 akan tetap terpelihara dan senantiasa bekerja sesuai standarnya. b) Kalibrasi termometer digital dengan metode sensor plus indikator mendapatkan hasil nilai koreksi bahan standar dengan alat yang diukur, apakah masih layak atau tidak bekerja sesuai kinerjanya. c) Metode kalibrasi yang digunakan dalam pelaksanaan kalibrasi tidak hanya tergantung pada metode standar saja, masih ada metode lain yang bisa dikembangkan berdasarkan teori spesifik peralatan instrumen tersebut. d) Permasalahan dalam proses kalibrasi sensor plus indikator akan mudah diselesaikan apabila personal yang melaksanakan kegiatan kalibrasi mengerti dan paham akan teori dasar dan karakteristik peralatan tersebut.
SARAN Dari kesimpulan penulis ada beberapa saran yang akan disampaikan yaitu : a) Supaya pelaksanaan kalibrasi sensor PT 100 berjalan dengan lancar, maka pelaksana kalibrasi haruslah benar benar mampu, selalu dilatih secara berkala dan paham akan karakteristik sensor PT 100 serta rentan suhu yang harus stabil pada saat sensor alat masuk dalam media kalibrasi agak tidak error dalam pembacaan di indikator. b) Peralatan peralatan standar kalibrasi haruslah selalu ada dan terpelihara dengan baik di dalam laboratorium kalibrasi. c) Personel pelaksana kalibrasi diharapkan dapat mengikuti perkembangan peralatan instrumentasi pada pabrik supaya pengetahuan mereka selalu up-to-date. DAFTAR PUSTAKA Morris, Alan S., 2001, "Measurement and Instrumentation Principles", Butterworth Heinemann, ISBN 0-7506-5081-8 Pyzdek, T, 2003, "Quality Engineering Handbook", ISBN 0-8247-4614-7 Godfrey, A. B., 1999, "Juran's Quality Handbook", ISBN 007034003 Thomas G.Beckwith, N.Lewis Buck, Roy D.Marangoni Univercityof Pittsburgh, 1987, Pengukuran Mekanis, Edisi Ketiga Jilid I, Alih Bahasa :Ir. Kusnul Hadi, Penerbit Erlangga CSIRO, 1994,1995, Australia Using The ISO Guidr To The Expression Of Uncertainty In Measurument Cooper W.D, 1994, Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Jakarta, Penerbit Erlangga Diklat Kalibrasi dan Metrologi, 1997, Serpong, Puslitbang KIM-LIPI Tim PT. Eldepe Kalibrasi Instrumenindo, 2008, Metode Kalibarsi Sensor Plus Indikator http://www.scribd.com/doc/38688316/alat-ukur (diakses pada tanggal 18 Nopember 2014) http://www.scribd.com/doc/71918247/kalibrasi-alat-lab (diakses pada tanggal 20 Nopember 2014) http://id.wikipedia.org/wiki/kalibrasi (diakses pada tanggal 20 Nopember 2014)