Verifikasi Standar Massa Diklat Penera Tingkat Ahli 2011 Indikator Keberhasilan Peserta diharapkan dapat menerapkan pengelolaan laboratorium massa dan metode verifikasi standar massa Agenda Pembelajaran Teori Dasar Massa Persyaratan Kondisi Laboratorium Massa 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 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 1st CGPM (Conference Generale de Poids et mesures) di Perancis 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/m3. - Massa jenis udara (ρ) = 1,2 kg/m3 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) Ketertelusuran Standar Massa di Indonesia Standar Tk. 1 (Nasional) (K46) 5 tahun Standar Tk. II (E0) 3 tahun Standar Tk. III (Kelas E1 dan E2) Standar Kerja Tk. II (Kelas E1 dan E2) Standar Tk. IV (Kelas F1 dan F2) Standar Kerja Tk. III (Kelas F1 dan F2) 2 tahun 1 tahun Standar Kerja Tk. IV (Kelas M1 dan M2) K46 PERSYARATAN KONDISI LAB. MASSA 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 17025 tentang Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Kalibrasi 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 Temperatur Humidity / kelembaban tekanan Massa jenis udara Air Current Getaran Pencahayaan Main Power Supply Temperatur Temperatur E1, E2 : 18 °C ~ 27 °C F1 ... M3 : tidak dikhususkan Dalam prakteknya temperatur laboratorium biasanya sekitar 20 0,5 oC Variasi Temperatur Kelas AT Perubahan temperatur selama kalibrasi E1 ± 0.3 °C / jam ± 0.5 °C / 12 jam E2 ± 0.7 °C / jam ± 1 °C / 12 jam F1 ± 1.5 °C / jam ± 2 °C / 12 jam F2 ± 2 °C / jam ± 3.5 °C / 12 jam M1 ± 3 °C / jam ± 5 °C / 12 jam M2 . . . M3 tidak dikhususkan tidak dikhususkan Kelembaban Kelembaban Relatif E1, E2, F1, F2 : 40 % ~ 60 % M1 ... M3 : tidak dikhususkan Perubahan Kelembaban Relatif Kelas AT Perubahan kelembaban selama kalibrasi E1 ± 5 % / 4 jam E2 ± 10 % / 4 jam F1, F2 ± 15 % / 4 jam M1 . . . M3 tidak dikhususkan Massa Jenis Udara 1.2 0.12 air 1.2 0.12 atau 1.08 air 1.32 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. Aliran Udara Kecepatan aliran udara 4.6 cm/s yang mengenai lantai muatan dengan luas 78 cm2 (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. 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. 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. Meja Tahan Getar 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 Frekuensi : -15 % to +10 % : -2 % to +2 % Konstruksi laboratorium sebaiknya : Ruangan laboratorium sebaiknya di bawah tanah (basement) atau di lantai dasar Luas ruangan minimum 25 m2 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 Perlakuan Anak Timbangan Standar pada saat kalibrasi ANAK TIMBANGAN 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. SPESIFIKASI ANAK TIMBANGAN Massa nominal anak timbangan harus sama dengan 1x10n kg atau 2x10nkg, atau 5x10n 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 10n kg - (1 ; 1 ;1 ; 2 ; 5 ) x 10n kg - (1 ; 2 ; 2 ; 5 ) x 10n kg - (1 ; 1 ; 2 ; 2 ; 5 ) x 10n kg 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. Massa nominal (mg) 5 – 50 -500 2 – 20 -200 1 – 10 – 100 - 1000 Lemping segi banyak / kawat Pentagon/segi lima Bujur sangkar Segi tiga 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. 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. 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. 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. min, max (103 kg m–3) Nominal value Class of weight (for class M3, no value is specified) E1 E2 F1 F2 M1 100 g 7.934 – 8.067 7.81 – 8.21 7.39 – 8.73 6.4 – 10.7 4.4 50 g 7.92 – 8.08 7.74 – 8.28 7.27 – 8.89 6.0 – 12.0 4.0 20 g 7.84 – 8.17 7.50 – 8.57 6.6 – 10.1 4.8 – 24.0 2.6 10 g 7.74 – 8.28 7.27 – 8.89 6.0 – 12.0 4.0 5g 7.62 – 8.42 6.9 – 9.6 5.3 – 16.0 3.0 2g 7.27 – 8.89 6.0 – 12.0 4.0 1g 6.9 – 9.6 5.3 – 16.0 3.0 500 mg 6.3 – 10.9 4.4 200 mg 5.3 – 16.0 3.0 100 mg 4.4 50 mg 3.4 20 mg 2.3 2.2 2.0 2.0 M1–2 > 3.0 M2 2.3 M2–3 1.5 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) 0.5 1 2 5 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. 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”. Batas Kesalahan Yang Diijinkan Nominal value* Class E Class E Class F Class F Class M Class M Class M Class M Class M 5 000 kg 25 000 80 000 250 000 500 000 800 000 1 600 000 2 500 000 2 000 kg 10 000 30 000 100 000 200 000 300 000 600 000 1 000 000 1 000 kg 1 600 5 000 16 000 50 000 100 000 160 000 300 000 500 000 500 kg 200 kg 100 kg 50 kg 800 300 160 25 80 2 500 1 000 500 250 8 000 3 000 1 600 800 25 000 10 000 5 000 2 500 50 000 20 000 10 000 5 000 80 000 30 000 16 000 8 000 160 000 60 000 30 000 16 000 250 000 100 000 50 000 25 000 20 kg 10 30 100 300 1 000 3 000 10 000 10 kg 5.0 16 50 160 500 1 600 5 000 5 kg 2.5 8.0 25 80 250 800 2 500 2 kg 1.0 3.0 10 30 100 300 1 000 1 kg 0.5 1.6 5.0 16 50 160 500 500 g 0.25 0.8 2.5 8.0 25 80 250 200 g 0.10 0.3 1.0 3.0 10 30 100 100 g 0.05 0.16 0.5 1.6 5.0 16 50 50 g 0.03 0.10 0.3 1.0 3.0 10 30 20 g 0.025 0.08 0.25 0.8 2.5 8.0 25 10 g 0.020 0.06 0.20 0.6 2.0 6.0 20 5g 0.016 0.05 0.16 0.5 1.6 5.0 16 2g 0.012 0.04 0.12 0.4 1.2 4.0 12 1g 0.010 0.03 0.10 0.3 1.0 3.0 10 500 mg 0.008 0.025 0.08 0.25 0.8 2.5 200 mg 0.006 0.020 0.06 0.20 0.6 2.0 100 mg 0.005 0.016 0.05 0.16 0.5 1.6 50 mg 0.004 0.012 0.04 0.12 0.4 20 mg 0.003 0.010 0.03 0.10 0.3 10 mg 5 mg 2 mg 1 mg 0.003 0.003 0.003 0.003 0.008 0.006 0.006 0.006 0.025 0.020 0.020 0.020 0.08 0.06 0.06 0.06 0.25 0.20 0.20 0.20 Persyaratan Metrologis Anak Timbangan Persyaratan Metrologis 1. Kesalahan maksimum yang diijinkan (MPE) 2. Ketidakpastian yang diperluas 3. Massa konvensional 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. Maximum Permissible Errors (MPE) for Weights, OIML R 111 (2004) ± dm in mg Nominal Value E1 E2 F1 F2 M1 M1-2 M2 M2-3 M3 5000 kg 25000 80000 250000 500000 800000 1600000 2500000 2000 kg 10000 30000 100000 200000 300000 600000 1000000 1000 kg 1600 5000 16000 50000 100000 160000 300000 500000 500 kg 800 2500 8000 25000 50000 80000 160000 250000 200 kg 300 1000 3000 10000 20000 30000 60000 100000 100 kg 180 500 1600 5000 10000 16000 30000 50000 50 kg 25 80 250 800 2500 5000 8000 16000 25000 20 kg 10 30 100 300 1000 3000 10000 10 kg 5 16 50 160 500 1600 5000 5 kg 2.5 8 25 80 250 800 2500 2 kg 1.0 3 10 30 100 300 1000 1 kg 0.5 1.6 5 16 50 160 500 1000 g 0.5 1.6 5 16 50 160 500 500 g 0.25 0.8 2.5 8 25 80 250 200 g 0.10 0.3 1.0 3 10 30 100 100 g 0.05 0.16 0.5 1.6 5 16 50 50 g 0.03 0.10 0.3 1.0 3 10 30 20 g 0.025 0.08 0.25 0.8 2.5 8 25 10 g 0.020 0.06 0.20 0.6 2.0 6 20 5 g 0.016 0.05 0.16 0.5 1.6 5 16 2 g 0.012 0.04 0.12 0.4 1.2 4 12 1 g 0.010 0.03 0.10 0.3 1.0 3 10 1000 mg 0.010 0.03 0.10 0.3 1.0 3 10 500 mg 0.008 0.025 0.08 0.25 0.8 2.5 200 mg 0.006 0.020 0.06 0.20 0.6 2.0 100 mg 0.005 0.016 0.05 0.16 0.5 1.6 50 mg 0.004 0.012 0.04 0.12 0.4 20 mg 0.003 0.010 0.03 0.10 0.3 10 mg 0.003 0.008 0.025 0.08 0.25 5 mg 0.003 0.006 0.020 0.06 0.20 2 mg 0.003 0.006 0.020 0.06 0.20 1 mg 0.003 0.006 0.020 0.06 0.20 2. Ketidakpastian yang Diperluas Lambang U ( huruf U besar) Faktor cakupan (k) : 2 Pernyataan massa dalam massa konvensional Persyaratan : 1 U dm 3 Contohnya : Diketahui Anak Timbangan Nilai Nominalnya = 20 kg Kelas M2 Dari tabel R111 OIML diketahui MPE-nya U U = 3000 mg 1 dm 3 1 3000mg 3 U 1000mg >> Jadi nilai ketidakpastian yang diperluas pada saat verifikasi adalah sebesar : 100mg Massa konvensional Massa konvensional anak timbangan adalah sama dengan nilai massa anak timbangan standar yang terbuat dari bahan dengan massa jenis 8000 kg/m3 yang setimbang dengan anak timbangan yang diuji dalam media udara dengan massa jenis 1,2 kg/m3 dan dilakukan pada suhu 20°C. Persyaratannya: m0 dm U mc m0 dm U 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
