KALIBRASI TERMOMETER DIGITAL METODE SENSOR PLUS INDIKATOR

JREC

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 memband ingkan kalibrator standar alat ukur terhadap beban ukur yang dipakai, baru dilakukan perhitungan deviasi berdasarkan

JREC

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

JREC (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.

JREC

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 :

JREC

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

JREC

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 nila i 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.

JREC

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.

JREC

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 penun jukan 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.

JREC

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 termome ter digital menggunakan water bath sebagai media kalibrasi set. point 2, 8, 15, 25 dan 30 oC 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

o

C

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 :

JREC

Resolusi : 0,1 o

C

Rentang : 2 – 30 o

C

26,2 - 30,2 o

C

Ket. Lain : kelembaban ( % RH )

Tgl Terima : 17/10/2014 39,8 - 48,7 o

C

Tgl Kalibrasi : 20/10/2014 Hygrometer : C-024

Set Point : 2 o

C

Set Point : 8 o

C

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 o

C

Set Point : 25 o

C

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 o

C

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

JREC

Nilai standar

deviasi

Nilai

standar

deviasi

diperoleh dari nilai

standar terkoreksi

dikurangi nilai alat

yang

tercatat

sebagai berikut

Set

Point

Standar

Terkoreksi

UUT

Koreksi

std.

Deviasi

Point

Terkoreksi

Deviasi

o

C

o

C

o

C

o

C

o

C

8

7,97

8,000

-0,031

Std

7,97

8,000

-0,031

7,97

8,000

-0,031

0,0041

7,97

8,000

-0,031

7,97

8,000

-0,031

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

o

C

Set

Point

Standar

Terkoreksi

UUT Koreksi

std.

Deviasi

o

C

o

C

o

C

o

C

o

C

2

1,92

2,10

-0,178

Std

1,92

2,10

-0,178

1,92

2,10

-0,178

0,0041

1,92

2,10

-0,178

1,92

2,10

-0,178

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

o

C

JREC

Set

Point

Standar

Terkoreksi

UUT

Koreksi

std.

Deviasi

30

29,98

29,700

0,276

Std

29,98

29,700

0,276

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

UUT

29,98

29,700

0,276

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

o

C

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

15

14,99

14,800 0,188

Std

14,99

14,800 0,188

14,99

14,800 0,188 0,0041

14,99

14,800 0,188

14,99

14,800 0,188

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

o

C

25

24,95

24,800 0,150

Std

24,95

24,800 0,150

24,96

24,800 0,160 0,0067

24,96

24,800 0,160

24,97

24,800 0,170

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

o

C

JREC

D = 2,78

10

D = 0,278

Standar deviasi dari alat dapat dihitung dengan cara sebagai berikut :

σ = Σ (D1 – 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 10 σ = √ 17 x 10-3 10 σ = √1,7 x 10-3 σ = 0,0422

Maka :



Koreksi rata – rata

: 0,278



Standar deviasi dari koreksi : 0,00422



Koreksi minimum (alat)

: 0,041

Nilai intercept koefisien inte rpolasi PT 100

Nilai intercept diperoleh dari tabel interpolasi :

SP :

2

o

C

Std

o

C

UUT

Koreksi

Koefisien Interpolasi PT 100

Reading

Actual

o

C

o

C

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

JREC

SP :

8

o

C

Std

o

C

UUT

_Koreksi

(

o

C)

Koefisien Interpolasi PT 100

Reading

Actual

o

C

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

o

C

Std

o

C

UUT

Koreksi

(

o

C )

Koefisien Interpolasi PT 100

Reading

Actual

o

C

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

o

C

Std

o

C

UUT

Koreksi

(

o

C)

Koefisien Interpolasi PT 100

Reading

Actual

o

C

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

1,75

1,92

2,10

-0,1779

1,75

1,92

2,10

-0,1779

JREC

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

o

C

Std

o

C

UUT

Koreksi

(

o

C )

Koefisien Interpolasi PT 100

Reading

Actual

o

C

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

JREC

V

= n - 1

C

= 1

JREC



Nilai ketidakpastian terbaik (CMC) pada jenis alat yang dikalibrasi pada indikator

RTD pada rentan ukur -20

o

C – 850

o

C adalah 0,14

o

C. Seperti yang ditunjukkan pada

JREC

Hasil pe rhitungan 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

(

o

C )

(

o

C )

(

o

C ) (

o

C )

(

o

C )

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

JREC

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 Ke mbali

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.

JREC 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, P uslitbang 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)