See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/321070995
Evaluasi Kinerja Alat Neraca Mettler XP.205 Dengan Metode Kalibrasi
Article · December 2014
CITATIONS
READS
0
1,017
3 authors, including:
Adi Syahputra
Politeknik Akamigas Palembang, Indonesia, Palembang
3 PUBLICATIONS 1 CITATION
SEE PROFILE
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
Evaluasi Kinerja Alat Neraca Mettler XP.2015 Dengan Metode Kalibrasi View project
All content following this page was uploaded by Adi Syahputra on 15 November 2017.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
EVALUASI KINERJA ALAT NERACA METTLER XP-205
DENGAN MENGGUNAKAN METODE KALIBRASI
Adi Syahputra, Ineke Febrina Anggraini, Siti Aminah
Program Studi Teknik Analisis Laboratorium Migas,Jurusan Teknik Kimia
Politeknik Akamigas Palembang
Jl. Kebon Jahe, Komperta Plaju, Palembang, Indonesia
Abstrak
Telah dilakukan evaluasi kinerja alat neraca mettler xp.205 dengan metoda kalibrasi. Kapasitas
neraca yang dikalibrasi adalah 210 gram dengan resolusi sebesar 0.00001 gram. Masssa standar
untuk menjamin kalibrasi neraca adalah anak timbangan tipe E2 standar OIML R III 2004. Penelitian
kalibrasi ini dilakukan dengan cara melakukan perhitungan ketidakpastian pengukuran, penentuan,
dan evaluasi kestabilan nilai yang ditunjukkan oleh neraca mettler xp.205 ketika dilakukan
pengukuran dari 20 gram – 200 gram. Dari hasil kalibrasi dengan penekanan pada parameterparameter penentu penjaminan mutu kalibrasi untuk membahas evaluasi kinerja alat neraca mettler
xp.205 masih dalam kondisi baik.
Kata kunci: massa standar, kalibrasi, ketidakpastian pengukuran
1. Pendahuluan
Hasil yang diberikan oleh beberapa alat ukur
yang sejenis termasuk neraca analitik tidak selalu
menunjukkan hasil yang sama, meskipun alat tersebut
mempunyai tipe yang sama. Perbedaan ini diperbesar
dengan adanya pengaruh lingkungan, operator, serta
metode pengukuran. Setiap hasil pengukuran
diharapkan dapat memberikan hasil ukur yang sama
guna untuk kepentingan keamanan, kebenaran, transaksi
dan keselamatan
Neraca analitik yang memiliki berapa jenis yaitu
neraca analitik mettler xp.205. Neraca ini sudah
beberapa tahun digunakan untuk analisis sehingga perlu
adanya pengkoreksian hasil ukur serta evaluasi kinerja
alat neraca tersebut untuk mencegah terjadinya
kesalahan yang tidak diinginkan melalui metode
kalibrasi. Dengan melakukan kalibrasi dan perhitungan
ketidakpastian pengukuran dapat membantu untuk
memastikan hasil ukur dari necara yang memiliki
ketelitian baik dan benar serta dapat mengetahui kinerja
dari alat neraca itu sendiri.
Adapun tujuan dari penelitian ini diantaranya
adalah untuk mengkalibrasi neraca analitik mettler
xp.205 yang memiliki resolusi 0.01 mg menggunakan
anak timbangan massa klas E-2, mengetahui perubahan
kinerja dari Neraca Mettler xp.205 selama tiga tahun
penggunaan, memastikan hasil ukur Neraca Mettler xp.
205 benar dan menentukan ketidakpastian pengukuran
neraca.
2. Dasar Teori
2.1. Pengertian Kalibrasi
Kalibrasi
adalah
rangkaian
kegiatan
membandingkan hasil pengukuran suatu alat dengan alat
standar yang sesuai untuk menentukan besarnya koreksi
pengukuran alat serta ketidakpastiannya. Dalam
pengertian ini alat standar yang digunakan juga harus
terkalibrasi dibuktikan dengan sertifikat kalibrasi.
Dengan demikian maka besarnya koreksi pengukuran
alat dapat ditelusurkan ke standar nasional atau standar
internasional dengan suatu mata rantai kegiatan
kalibrasi yang tidak terputus.
Alat ukur yang telah dikalibrasi tidak akan secara
terus menerus berlaku masa kalibrasinya, karena
peralatan tersebut selama masa penggunaannya pasti
mengalami perubahan spesifikasi akibat pengaruh
frekuensi pemakaian, lingkungan penyimpanan, cara
pemakaian, dan sebagainya. Untuk itulah selama
berlakunya massa kalibrasi alat bersangkutan perlu
dipelihara ketelusurannya dengan cara perawatan dan
pemeriksaan secara periodik.
Ketentuan-ketentuan dalam pokok pelaksanaan
kalibrasi meliputi:
1. Perangkat yang baru dibeli atau belum pernah
digunakan
2. Suatu perangkat yang telah digunakan dalam
jangka waktu tertentu (waktu kalender atau jam
operasi),
3. Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan
atau getaran yang berpotensi mengubah kalibrasi
4. Ketika hasil pengamatan dipertanyakan atau
tidak akurat.
Adapun syarat-syarat dalam pelaksanaan
kalibrasi adalah sebagai berikut:
1. Adanya Alat yang akan dikalibrasi.
2. Adanya alat standar kalibrasi (Calibrator).
3. Prosedur kalibrasi yang diakui.
4. Adanya teknisi yang telah bersertifikasi.
5. Lingkungan terkondisi dengan baik.
6. Hasil kalibrasi itu sendiri, yaitu quality record
berupa sertifikasi kalibrasi.
Selang waktu antara satu kalibrasi alat ukur
dengan kalibrasi berikutnya. Interval kalibrasi bisa
dinyatakan dalam beberapa cara antara lain:
1. Waktu Kalender (misalnya 1 tahun sekali, dan
seterusnya).
2. Waktu pemakaian (misalnya 1000 jam pakai dan
seterusnya).
3. Kombinasi cara pertama dan kedua, tergantung
mana yang lebih dahulu tercapai.
2.2 Neraca Analitik
Pengertian neraca secara umum adalah suatu alat
timbang yang digunakan untuk menimbang suatu zat,
benda, bahan, atau unsur dengan skala tertentu,
sedangkan pengertian secara khusus neraca adalah
sebuah alat yang terdiri dari besi, kuningan, logam,
yang terdapat jarum penunjuk, skala, tombol pengatur,
yang digunakan untuk menimbang, menghitung, dan
mengetahui besar sebuah berat suatu barang atau zat
dalam ukuran kecil. Neraca analitik merupakan suatu
alat yang sering digunakan di laboratorium yang
berfungsi untuk menimbang bahan/zat yang akan
digunakan sebelum melakukan suatu percobaan yang
membutuhkan suatu penimbangan.
Bahan yang ditimbang biasanya berbentuk
padatan, namun tidak menutup kemungkinan untuk
menimbang suatu bahan yang berbentuk cairan. Selain
itu neraca analitik merupakan salah satu neraca yang
memiliki tingkat ketelitian tinggi dan bermutu tinggi,
sehingga dapat ditempatkan di ruang bebas serta
terhindar dari gangguan akibat aliran udara. Neraca ini
melakukan kalibrasi internal, tetapi untuk pemeriksaan
ulang, neraca ini harus diperiksa dengan anak-anak
timbangan yang sudah di identifikasi. Neraca analitik ini
hanya di gunakan untuk penimbangan tingkat analitik.
Neraca analitik mempunyai ketelitian yang tinggi,
karena sampai 4 desimal di belakang koma (contoh:
1,7869 gram), biasanya digunakan untuk menimbang
benda atau zat yang membutuhkan ketelitian yang
tinggi.
Neraca analitik yang digunakan di laboratorium
merupakan instrumen yang akurat yang mempunyai
kemampuan mendeteksi bobot pada kisaran 100 gram
sampai dengan ± 0,0001 gram. Neraca analitik
sederhana yang sering digunakan di laboratorium untuk
menimbang antara lain:
2.3 Kalibrasi Neraca Analitik kapasitas 210 gram
Kalibrasi neraca analitik merupakan suatu syarat
yang wajib agar neraca dapat berfungsi dengan baik dan
menghasilkan data yang akurat. Neraca dikontrol
dengan menggunakan suatu anak timbang yang sudah
terpasang atau dengan anak timbangan eksternal dengan
massa 1 gram sampai 200 gram. Temperatur atau suhu
harus disesuaikan agar kalibrasi dapat berjalan dengan
baik. Penyimpangan berat dicatat dalam lembar kontrol
yang di dalamnya tercantum berapa kali penimbangan
dan penyimpangan yang dihasilkan. Neraca harus
terhindar dari terpaan angin dan harus dilakukan
pengecekan secara berkala. Jika timbangan tidak dapat
digunakan sama sekali, maka timbangan harus
diperbaiki oleh suatu agen (supplier).
2.3.1 Teknik Kalibrasi Neraca Analitik
1. Pengontrolan Neraca
Timbangan/neraca
dikontrol
dengan
menggunakan anak timbangan yang sudah
terpasang atau dengan dua anak timbangan
eksternal, misal 10 gram dan 100 gram.
Timbangan/neraca digital, harus menunggu 30
menit untuk mengatur temperatur. Jika
menggunakan timbangan yang sangat sensitif,
hanya dapat bekerja pada batas temperatur yang
ditetapkan. Timbangan harus terhindar dari
gerakan (angin), sebelum menimbang angka
“nol” harus dicek dan jika perlu lakukan koreksi.
Penyimpangan berat dicatat pada lembar/kartu
kontrol, dimana pada lembar tersebut tercantum
pula berapa kali timbangan harus dicek. Jika
timbangan tidak dapat digunakan sama sekali
maka timbangan harus diperbaiki oleh suatu agen
(supplier).
2. Penanganan Neraca
Kedudukan timbangan harus diatur dengan
sekrup dan harus tepat horizontal dengan “Spirit
level” (waterpass) sewaktu-waktu timbangan
bergerak, oleh karena itu harus dicek lagi. Setiap
orang yang menggunakan timbangan harus
merawatnya, sehingga timbangan tetap bersih
dan terawat dengan baik. Jika tidak, si pemakai
harus melaporkan kepada manajer laboratorium.
Timbangan
harus
dikunci
jika
anda
meninggalkan ruang kerja.
3. Kebersihan Neraca
Kebersihan timbangan harus dicek setiap kali
selesai digunakan, bagian dan menimbang harus
dibersihkan dengan menggunakan sikat, kain
halus atau kertas (tissue) dan membersihkan
timbangan secara keseluruhan timbangan harus
dimatikan, kemudian piringan (pan) timbangan
dapat diangkat dan seluruh timbangan dapat
dibersihkan dengan menggunakan pembersih
seperti deterjen yang lunak, campurkan air dan
etanol/alkohol. Sesudah dibersihkan timbangan
dihidupkan, kemudian cek kembali dengan
menggunakan anak timbangan.
2.3.2 Alat standar kalibrasi timbangan
Untuk mengkalibrasi timbangan, hal yang
pertama kita lakukan adalah menentukan tingkat
ketelitian timbangan yang akan dikalibrasi. Penentuan
tingkat ketelitian ini dimaksudkan untuk memilih anak
timbangan standar yang digunakan untuk mengkalibrasi.
Syarat utamanya adalah anak timbangan standar yang
digunakan sudah dikalibrasi agar menjamin rantai
ketertelusuran.
Biasanya informasi yang diharapkan dari
customer adalah kapasitas timbangan dan resolusi
timbangan yang akan dikalibrasi. Sedangkan untuk
menentukan anak timbangan standar yang digunakan
untuk mengkalibrasi timbangan harus memenuhi
persamaan berikut :
Ketidakpastian anak timbangan standar ( u ) ≤ 1/3 [e];
Dimana e adalah verification scale interval yang
memiliki hubungan e = 10 d (d = resolusi timbangan).
Misalnya, sebuah timbangan elektronik memiliki
resolusi 0,1 mg dengan kapasitas 200 g. Maka,
nilai e = 10 x 0,1 mg = 1 mg.
Sehingga ketidakpastian anak timbangan standar yang
digunakan harus memenuhi :
u ≤ 1/3 |e| = 1/3 x 1 mg = 0,33
(1)
Jadi nilai ketidakpastian anak timbangan harus ≤ 0,333
mg. Nilai yang diperoleh tersebut kemudian
dibandingkan dengan tabel acuan MPE (maximun
permissible errors) yang terdapat di OIML R111, 2004.
Dari tabel MPE dengan kapasitas timbangan
adalah 200 g maka kelas anak timbangan yang sesuai
dengan hasil di atas adalah berada pada kelas E2. Jika
anak timbangan standar yang digunakan dalam kalibrasi
timbangan tidak menggunakan kelas yang sesuai dengan
ketelitian timbangan, maka akan berpengaruh pada
hasil Limit of Performance (LOP) timbangan tersebut.
Jika LOP-nya yang dihasilkan dari perhitungan besar,
maka hal ini dipastikan karena anak timbangan standar
yang digunakan tidak sesuai. Pada saat kalibrasi
timbangan selalu dilakukan perhitungan nilai koreksi
(C) yang bernilai positif atau negatif dan ketidakpastian
pengukuran sebagai akibat dari suatu proses
pengukuran. Semakin kecilnya nilai koreksi dan
ketidakpastian pengukuran suatu hasil kalibrasi
timbangan biasanya menjadi indikasi kualitas kinerja
timbangan yang dikalibrasi.
2.3.3 Koreksi dan Ketidakpastian Pengukuran
Metode kalibrasi timbangan analitik elektronik
biasanya dilakukan dengan beberapa metode. Ketika
melakukan kalibrasi dengan menggunakan massa
standar, maka hasil kalibrasi berupa nilai penunjukan
yang mungkin berbeda dengan nilai massa standar.
Perbedaan ini menghasilkan faktor koreksi sesuai
dengan persamaan 2 dibawah ini.
C = M− ( - )
(2)
Keterangan:
C = Nilai koreksi
M = Nilai konvensional massa standar
= Rata –rata hasil pembacaan massa standar diatas
pengukuran
= Rata – rata hasil pembacaan pan tanpa beban
dimana nilai C > 0 atau C < 0. Pada persyaratan OIML,
nilai C < 3σ dengan σ standar deviasi pembacaan skala.
Bila C > 3σ , maka timbangan harus diatur lebih dulu
atau diperbaiki . Karena m dan z memiliki
ketidakpastian pengukuran, maka C juga memiliki nilai
ketidakpastian. Nilai skala atau
yang dikalibrasi
menghasilkan ralat atau ketidakpastian seperti
persamaan 3 dibawah ini.
r=
(3)
Dimana (R) resolusi skala kalibrasi timbangan analitik
harus diketahui kemampuan baca ulang harga. Hal ini
dapat diketahui dengan melakukan pengukuran pada
skala maksimum dan skala setengah dari skala
maksimum dan berulang. Pengukuran ini menghasilkan
ketidakpastian pengukuran sebesar nilai skala yang
dikalibrasi menghasilkan ralat atau ketidakpastian
seperti persamaan 4 di bawah ini.
rp = σ maks /√ 2
(4)
Dengan σ maks adalah standar deviasi maksimum.
Ketidakpastian yang lain adalah muncul karena
penggunaan titik nol. Hal ini dapat diperoleh dengan
melakukan pengukuran berulang di 10 titik skala,
kemudian beban diambil kembali sehingga nilai menuju
nol. Setiap kali pengkuran menghasilkan ketidakpastian
pengukuran dengan melihat nilai koreksi maksimum
dari 10 titik tersebut sehingga sumbangan
ketidakpastian pengukuran total dari faktor ini seperti
persamaan 5 di bawah ini.
= ∑ massa standar/2
(5)
Selanjutnya, sumbangan ketidakpastian yang lain adalah
karena adanya efek apung udara, b nilai udara,
biasanya diambil 1 ppm dari massa yang digunakan,
sehingga ketidakpastian pengukuran diperoleh sesuai
dengan persamaan 6 di bawah ini.
b = 1000 x(10-6 x skala nominal /√3)
(6)
Ketidakpastian gabungan merupakan sumbangan dari
semua faktor tersebut diatas, sehingga ketidakpastian
gabungan dihitungn dengan persamaan 7 di bawah ini.
C = { r2 + rp2 + ms2 + b2}1/2
(7)
Ketidakpastian pengukuran rentangan pada tingkat
kepercayaan 95% yang memiliki nilai faktor cakupan
(k) = 2, sehingga dapat dilakukan perhitungan
ketidakpastian
pengukuran
kalibrasi
neraca
menggunakan persamaan 8 berikut ini.
U95 = ± k x C (2)
(8)
3. Metodelogi Penelitian
Metode penelitian kalibrasi menggunakan
metode dari buku The Calibration of Balances, DB
Prowse, dan evaluasi ketidakpastian yang telah
disesuaikan dengan KAN–BSN. Untuk mengkalibrasi
timbangan analit pada rentang 20 g sampai 200 g adalah
dengan memperhitungkan faktor koreksi dan
ketidakpastian pengukuran yang merupakan sumbangan
dari seluruh faktor.
4. Hasil dan Pembahasan
4.1.1 Hasil Pemeriksaan harga skala
Pemeriksaan harga skala sebelum dan sesudah
diatur bertujuan untuk memastikan apakah hasil dari
pembacaan scala pada Neraca benar atau neraca dalam
keadaan baik dengan menghitung nilai koreksi dan hasil
dari koreksinya harus lebih kecil dari 3 (standar
deviasi kalibrasi sebelumnya).
Dari hasil pemeriksaan skala didapat nilai koreksi
sebelum diatur sebesar – 0.000576 dan nilai koreksi
setelah diatur sebesar – 0.000198, maka bisa diberi
kesimpulan bahwa alat dalam keadaan baik karena nilai
koreksi yang didapat lebih kecil dari nilai 3 ( =
Standar deviasi) tahun 2014, yaitu nilai dari 3
0.000077 = 0.000231.
=3x
4.1.2 Hasil pemeriksaan Kemampuan baca Kembali
(Repeatibility)
Nilai repeatibility didapat dari hasil pengujian
neraca menggunakan anak timbangan dengan menguji
setengah dari kapasitas maksimum dan kapasitas
maksimum masing – masing diulang sebanyak sepuluh
kali maka akan didapat hasil standar deviasi ( ) masingmasing pengujian dan akan diambil nilai standar deviasi
( ) terbesar dari keduanya .
Dari hasil pemeriksaan repeatibility dari kedua tabel diatas maka didapat standar deviasi terbesar pada kapasitas
setengah dengan nilai sebesar 0.000087, maka standar deviasi ( ) inilah yang akan digunakan sebagai nilai repeatibility
pada perhitungan ketidakpastian baku repeatibility.
4.1.3 Hasil perhitungan penyimpangan dari nilai
nominal
Perhitungan penyimpangan dari nilai nominal
bertujuan untuk mencari nilai koreksi dari masing
masing anak timbangan. Dimana nilai koreksi
adalah perbedaaan nilai yang didapat dari pembacaan
rata – rata (
- ) terhadap nilai konvesional anak
timbangan
(M).
Tabel 4. Hasil penyimpangan dari nilai nominal
Massa Standar
Kapasitas
(gr)
Beban diatas
Pan (gr)
Nilai Konvesional
M (gr)
ketidakpastian
∑ Un (mg)
20.00000
20.0000132
0.000008
20.0000132
40.00000
20.000013
20.0000352
0.000008
0.000008
40.0000484
60.00000
10.0000307
50.000048
0.000007
0.000011
60.0000787
80.00000
10.0000307
20.0000132
50.000048
0.000007
0.000008
0.000011
80.0000919
100.00000
100.00007
0.00002
100.000067
120.00000
20.0000132
100.000067
0.000008
0.000016
120.0000802
140.00000
20.0000132
20.0000352
100.000067
0.000008
0.000008
0.000016
140.0001154
160.00000
10.0000307
50.000048
100.000067
0.000007
0.000011
0.000008
160.0001457
180.00000
10.0000307
20.0000132
50.000048
100.000067
0.000007
0.000008
0.000011
0.000016
180.0001589
200.00009
0.00000
200.000092
200.00000
Pembacaan
(gr)
z1 : 0.00000
m1 : 20.00001
m1.1 ; 20.00001
z2 : 0.00000
m2 : 40.00003
m2.1 : 40.00003
z3 : 0.00000
m3 : 60.00012
m3.1: 60.00012
z4: 0.00000
m4 : 80.00013
m4.1 : 80.00013
z5 : 0.00000
m5 : 100.00008
m5.1:100.00008
z6 : 0.00000
m6 : 120.00015
m6.1 120.00015
z7 : 0.00000
m7 : 140.00020
m7.1 140.00020
z8 : 0.00000
m8: 160.00034
m8.1:160.00034
z9 : 0.00000
m9: 180.00033
m9.1:180.00033
z10 : 0.00000
m10 :200.00020
m10.1200.00020
Rata- rata
zi + zn /2
mr mi + mn/2
Perbedaan
D = mr -zr
koreksi
C= M-D (gr)
0.0000
mr: 20.00001
20.00001
0.000003
40.00003
0.00002
60.00012
-0.00004
80.00013
-0.00004
100.00008
-0.00001
120.00015
-0.00007
0.0000
mr 140.00015
140.00020
-0.00008
0.0000
mr : 160.00034
160.00034
-0.00019
180.00033
-0.00017
200.00020
-0.00011
0.0000
mr:
0.0000
mr:
0.0000
mr
0.0000
mr
0.0000
mr
0.0000
mr
0.0000
mr:
Dari tabel diatas maka didapat nilai mutlak
koreksi minimum sebesar 0.00001 gr dan nilai mutlak
maksimum sebesar 0.00019 gr. Untuk mendapatkan
nilai ketidakpastian standar massa masing masing anak
timbangan dapat dihitung dengan cara menjumlahkan
total massa standar lalu dibagi dua.
4.1.4 Pengaruh penambahan ditengah
Tabel 5. Pengaruh beban penambahan di
tengah
Posisi
Pembacaan
(g)
Tengah
Depan
Belakang
Kiri
Kanan
0.00000
0.00021
-0.00019
0.00000
-0.00019
= 2.26 (0.000087) + 0.00019 + 0.000026
= 0.00041 gr
Perbedaan
Maksimum
(g)
Keterangan :
: Standar deviasi maksimum dari repeatability
Q : Harga mutlak dari koreksi maksimum
U (Qmax)
: Nilai ketidakpastian untuk nilai Q
0.00021
4.1.5 Batas unjuk kerja
Batas unjuk kerja ialah hasil perhitungan yang
mencerminkan kemampuan pengukuran terkecil yang
dapat dilakukan oleh suatu timbangan dan didapat dari
2.26 dikalikan dengan standar deviasi maksimum ( )
dari repeatability ditambahkan nilai koreksi maksimum
dari penyimpangan nominal dan ditambahkan nilai
ketidakpastian dari koreksi maksimum tersebut.
F = 2.26
maksimum + Q +U (Q maksimum)
Pengujian ini diambil untuk melihat perbedaan
maksimum pembacaan anak timbangan pada tiap tiap
sisi (tengah, depan belakang, kiri, kanan) pan neraca
yang telah diketahui luas dari permukaannya (80 mm),
dengan menggunakan anak timbangan sepertiga
kapasitas maksimum neraca (70 gr). Hasil perbedaan
maksimum didapat dengan cara mengurangkan hasil
terbesar dengan hasil terkecil.
4.2 Ketidakpastian bentangan
Ketidakpastian penimbangan pada kalibrasi
neraca mettler xp.205 ini menggunakan evaluasi
ketidakpastian baku tipe A dan B karena pada
perhitungan ketidakpastian penimbangan ini diperoleh
dengan analisis statistik dan menggunakan semua
informasi relevan yang tersedia.
4.2.1 Ketidakpastian baku kalibrasi standar massa
Perhitungan ketidakpastian baku kalibrasi standar
massa menggunakan distribusi normal atau distribusi
Gaussian, sumber ketidakpastian diambil dari sertifikat
kalibrasi anak timbangan tahun 2014 yang ditetapkan
pada tingkat kepercayaan 95%, maka :
µms : ∑µ Massa Standar /2
Tabel 6. Ketidakpastian baku kalibrasi massa standar
NO
Massa Standar
Nilai Konvesional
ketidakpastian
M (gr)
∑ Un (mg)
Total Ketidakpastian
∑Un (g)
Ketidakpastian
Standar Massa
U1= ∑Un /2 (g)
20
20.0000132
0.000008
0.000008
0.000004
40
20.0000132
20.0000352
0.000008
0.000008
0.000016
0.000008
60
10.0000307
50.000048
0.000007
0.000011
0.000018
0.000009
80
10.0000307
20.0000132
50.000048
0.000007
0.000008
0.000011
0.000026
0.000013
100
100.000067
0.000016
0.000016
0.000008
120
20.0000132
100.000067
0.000008
0.000016
0.000024
0.000012
20.0000132
20.0000352
100.000067
10.0000307
50.000048
100.000067
10.0000307
20.0000132
50.000048
100.000067
0.000008
0.000008
0.000016
0.000007
0.000011
0.000008
0.000007
0.000008
0.000011
0.000016
0.000032
0.000016
0.000026
0.000013
0.000042
0.000021
200.00009
0.0000033
0.0000033
0.00000165
140
160
180
200
4.2.1 Ketidakpastian baku dari resolusi timbangan
Perhitungan ketidakpastian baku dari resolusi
timbangan menggunakan distribusi segi empat atau
distribusi rectangular, ketidakpastian baku diperoleh
dengan membagi setengah resolusi timbangan dan
dikalikan dengan akar tiga (√3) dan resolusi dari neraca
mettler xp 205 adalah 0.01 mg, maka :
µr = (R/2) (3 -0.5)
= (0.01mg/2) (3 -0.5)
= 0.002887 mg = 0.000003gr
pengujian repeatability dan diperoleh standar deviasi (
maksimum) sebesar 0.000087 gr. Untuk mengevalusi
koreksi terhadap skala nominal digunakan metode
penimbangan ganda. Apabila digabungkan dengan data
standar deviasi timbangan maka ketidakpastian bakunya
dapat dievaluasi dengan ESDM konvensional, yaitu
µ rp =
µ rp =
= 0.06128 gr
4.2.2 Ketidakpastian
baku
dari
Repeatability
timbangan
Ketidakpastian baku repeatability pada
perhitungan ini menggunakan evaluasi ketidakpastian
baku tipe A dimana data diperoleh dengan analisis
Statistik. Repeatability timbangan telah diukur pada
4.2.3 Ketidakpastian baku dari pengaruh bouyancy
Pengaruh buoyancy udara terhadap pembacaan
timbangan diasumsikan mempunyai semi-range 1 ppm,
ketidakpastian bakunya adalah :
µb = 1000 x (10 -6 x Skala nominal /3-0.5)
Tabel 7. Ketidakpastian baku dari pengaruh bouyancy
Kapasitas
(gr)
Asumsi
Bouyancy
Ketidakpastian baku
bouyancy µb (gr)
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.000001
0.011547005
0.023094011
0.034641016
0.046188022
0.057735027
0.069282032
0.080829038
0.092376043
0.103923048
0.115470054
4.2.1 Ketidakpastian baku dari Drift Massa Standar
Nilai dari drift standar massa tertentu selama
rentang waktu kalibrasi yaitu nilai standar massa
kalibrasi terakhir (a) dikurangi dengan nilai standar
massa sebelum kalibrasi terakhir (b), ketidakpastian
bakunya adalah :
µd =
Tabel 8. Ketidakpastian baku dari Drift Massa Standar
Kapasitas
(gr)
20.00000
40.00000
60.00000
80.00000
100.00000
120.00000
140.00000
160.00000
180.00000
200.00000
4.2.4 Ketidakpastian gabungan
Massa Konvesional (g)
2011
2014
20.000011
40.000144
60.000108
80.000119
100.000088
120.000099
140.000232
160.000196
180.000207
200.000130
Drift
(a-b)
20.000132
40.000484
60.000355
80.000487
100.000067
120.000199
140.000551
160.001025
180.000554
200.000092
-0.0001210
-0.0003400
-0.0002470
-0.0003680
0.0000210
-0.0001000
-0.0003190
-0.0008290
-0.0003470
0.0000380
ketidak pastian
dari drift µd
(gr)
-0.0000699
-0.0001963
-0.0001426
-0.0002125
0.0000121
-0.0000577
-0.0001842
-0.0004786
-0.0002003
0.0000219
Hasil Ketidakpastian gabungan pada data ini di
dapat dari akar jumlah ketidakpastian massa standar,
ketidakpastian baku dari resolusi timbangan,
ketidakpastian baku dari repeatability, ketidakpastian
pengaruh dari bouyancy, dan ketidakpastian baku dari
drift massa standar yang masing masing ketidakpastian
pengukuran telah di kuadratkan sebelum dijumlah,
yaitu:
µC=
Tabel 9. Ketidakpastian Gabungan
Ketidakpastian
repeatability
(µrp)
Ketidakpastian
Drift massa
Standar (µd)
ketidakpastian
gabungan (µc)
0.011547005
0.0066667
0.0629394451
0.06128
0.023094011
0.0133333
0.066893082
0.06128
0.034641016
0.0200000
0.07323642
0.06128
0.046188022
0.0266667
0.081289715
Kapasitas
(g)
Ketidakpastian
massa standar
(µms)
Ketidakpastian
Resolusi
neraca (µr)
20
0.000004
0.002887
0.06128
40
0.000008
0.002887
60
0.000009
0.002887
80
0.000013
0.002887
Ketidakpastian
Pengaruh
Bouyancy (µb)
100
0.000008
0.002887
0.06128
0.057735027
0.0333333
0.090598111
120
0.000012
0.002887
0.06128
0.069282032
0.0400000
0.100814549
140
0.000016
0.002887
0.06128
0.080829038
0.0466667
0.111690128
0.06128
0.092376043
0.0533333
0.123050197
0.0600000
0.134772302
0.0666667
0.146769721
160
0.000013
0.002887
180
0.000021
0.002887
0.06128
0.103923048
200
0.00000165
0.002887
0.06128
0.115470054
4.2.1 Ketidakpastian bentangan
Ketidakpastian bentangan pada neraca dinyatakan
dengan simbol U yang diperoleh dari perkalian antara
ketidakpastian gabungan dengan faktor cakupan pada
bentangan secara matematis dirumuskan sebagai berikut
:
U = Uc x k (pada tingkat kepercayaan 95%)
Ketidakpas
tian
pengaruh
buoyancy
(µb)
Ketidakpas
tian drift
massa
standar (µd)
Ketidakpas
tian
gabungan
(µc)
Faktor
cakupan (K)
Ketidakpas
tian
bentangan
(U)
Ketidakpas
tian
repeatability
(µrp)
Ketidakpas
tian resolusi
neraca (µr)
0.011547005
20
0.000004
0.002887
0.06128
0.023094011
40
0.000008
0.002887
0.06128
0.034641016
60
0.000009
0.002887
0.06128
0.046188022
80
0.000013
0.002887
0.06128
0.057735027
100
0.000008
0.002887
0.06128
0.069282032
120
0.000012
0.002887
0.06128
0.080829038
140
0.000016
0.002887
0.06128
0.092376043
160
0.000013
0.002887
0.06128
0.103923048
180
0.000021
0.002887
0.06128
0.115470054
200
0.00000165 0.002887
0.06128
tingkat kepercayaan 95%, maka ketidakpastian
5. Penutup
Berdasarkan hasil pengukuran ketidakpastian
neraca mettler menggunakan metode kalibrasi, dapat
2.
disimpulkan:
1. Pada saat mengkalibrasi neraca mettler xp.205
yang memiliki resolusi 0.01 mg anak timbangan
yang cocok digunakan adalah anak timbangan
0.0066667
0.0133333
0.0200000
0.0266667
0.0333333
0.0400000
0.0466667
0.0533333
0.0600000
0.0666667
0.01224758
0.066893082
0.07323642
0.061489715
0.084205981
0.092514549
0.101690128
0.111150197
0.121472302
0.131679721
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
0.02449515
0.133786163
0.14647284
0.12279431
0.16849622
0.185081228
0.202950255
0.223100395
0.239544605
0.263353942
Kapasitas
(g)
Ketidakpas
tian massa
standar
(µms)
Tabel 10. Ketidakpastian Bentangan
massa kelas E2 sesuai dengan tabel OIML RIII
2004.
Selama tiga tahun penggunaan kinerja alat meraca
mettler
xp. 205 mulai menurun dengan
pembuktian
terjadinya
kenaikkan
nilai
ketidakpastian timbangan/bentangan dari tahun
View publication stats
3.
4.
2013 ke 2014 sebesar 7.17 % dan dari tahun 2014
ke 2015 sebesar 1.07 % .
Hasil ukur dari neraca mettler xp.205 baik atau
benar, karena nilai koreksi dari neraca masih
dibawah 3 (standar deviasi) tahun 2014, yaitu : 0.000198 < 0.000231.
Ketidakpastian pengukuran neraca / ketidakpastian
timbangan dipengaruhi dari beberapa hal, yaitu:
Kalibrasi massa standar, Resolusi timbangan,
repeatibility, bouyancy dan drift massa standar.
Daftar Pustaka
International Accreditation New Zealand, Laboratory
Balances Calibration Requirements, March 2002,
ISBN: 0908611 57 9.
KAN, 2003, Pedoman evaluasi dan pelaporan
ketidakpastian pengukuran, Komite Akreditasi
Nasional, Jakarta.
OILML
(International
of
Legal
Metrology
Organization), “Weights of classes E1, E2, F1,
F2, M1, M1–2, M2, M2– 3 and M3, Part 1:
Metrological and technical requirements”,
OIML R111-1 Edition 2004.
Prowse, David B, 1995,” The Calibration of Balance”,
Commonwealth Scientific and Industrial
Research Organisation, Australia.
