KAN Pd-02.04 Pedoman Kalibrasi Enklosur Suhu [PDF]

Citation preview

KAN Pd-02.04 Revisi: 0



DAFTAR ISI DAFTAR ISI .............................................................................................................................. ii 1. Tujuan ............................................................................................................................... 1 2. Lingkup ............................................................................................................................. 1 3. Definisi .............................................................................................................................. 2 4. Pendahuluan..................................................................................................................... 2 5. Peralatan .......................................................................................................................... 3 6. Prosedur Kalibrasi ............................................................................................................ 4 7. Evaluasi Ketidakpastian Pengukuran ............................................................................... 6 8. Pelaporan Hasil ................................................................................................................ 9 9. Referensi ........................................................................................................................ 10



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



ii



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 1.



Tujuan 1.1



Pedoman enklosur suhu ini bertujuan menjelaskan prosedur untuk melakukan kalibrasi dan pengukuran karakteristik keseragaman suhu, stabilitas dan akurasi penunjukan enklosur suhu dalam volume (ruang) kerjanya.



1.2



Pedoman ini dipublikasikan oleh KAN untuk meningkatkan harmonisasi prosedur kalibrasi enklosur suhu oleh laboratorium kalibrasi yang diakreditasi oleh KAN maupun laboratorium pengujian yang melaksanakan kalibrasi inhouse.



2.



Lingkup Prosedur dalam Pedoman ini: 2.1



merupakan prosedur kalibrasi indikator enklosur yang suhunya dikendalikan, dengan cara perbandingan penunjukan indikator itu dengan suhu yang diukur oleh standar-standar pada lokasi yang ditentukan di dalam ruang kerja enklosur; dengan perkataan lain, kalibrasi indikator di sini terkait dengan lokasi ukur individual di dalam enklosur, bukan dengan seluruh volume ruang kerja enklosur, contoh enklosur yang dimaksud di sini adalah oven, inkubator tungku dan lain-lain.



2.2



berlaku untuk menentukan karakteristik pada kondisi tanpa beban dan pada keadaan mantap;



2.3



dilakukan dengan mengukur variasi (keseragaman, stabilitas, dan variasi keseluruhan) dan akurasi penunjukan suhu enklosur pada rentang suhu -90 °C sampai 1100 °C dan berlaku untuk semua enklosur yang berisi udara atau gas pada tekanan atmosfer, tidak bergantung pada ukuran enklosur, metode konstruksi, jenis atau tujuannya;



2.4



dapat juga dilakukan pada enklosur berisi cairan pada rentang suhu sesuai karakteristik cairan yang digunakan, dengan memperhatikan beberapa penyesuaian dan pengecualian dalam penentuan titik pengukuran serta analisis sumber ketidakpastian sebagaimana akan diatur kemudian pada prosedur ini; dan



2.5



tidak mencakup enklosur suhu dengan fungsi parameter ukur lain sebagai satu kesatuan sistem, misalnya autoclave yang memiliki parameter tekanan selain temperatur pada fungsi kerja sistemnya.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



1



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 Gambar 1 memperlihatkan sketsa tipikal enklosur suhu.



Gambar 1. Sketsa tipikal enklosur suhu



3.



Definisi 3.1 Keseragaman Suhu (KS): Perbedaan maksimum suhu terukur pada sensor manapun dan suhu terukur pada lokasi acuan yang teramati pada waktu yang sama atau sedekat mungkin untuk menentukan pola suhu atau homogenitas di dalam enklosur pada keadaan mntap. 3.2 Stabilitas Suhu (SS): Setengah dari perbedaan terbesar suhu terukur pada satu sensor manapun, setidaknya setengah jam setelah setelah tercapai keadaan mantap atau setelah tercapai satu siklus kendali, mana saja yang lebih dulu. 3.3 Variasi Keseluruhan (VK): Perbedaan antara suhu terukur yang terbesar dan terkecil sepanjang waktu pengamatan. 3.4 Suhu Penunjukan: Pembacaan rata-rata indikator yang merupakan satu kesatuan dengan enklosur. 3.5 Ruang Kerja: Ruang tiga dimensi di dalam enklosur yang di dalamnya sensorsensor standar berada. Kalibrasi hanya berlaku untuk ruang kerja yang tercakup oleh lokasi sensor. 3.6 Keadaan Mantap: Keadaan stabil, saat suhu di lokasi acuan mencapai 5 siklus lengkap tapi tidak kurang dari satu jam, atau 1 jam.



4.



Pendahuluan 4.1 Prosedur ini merupakan prosedur untuk kalibrasi dan pemeriksaan suhu enklosur pada terkanan atmosfir pada kondisi tanpa beban, dalam keadaan mantap dan tanpa memperhatikan ukurannya. Karakteristik lain, yaitu konstanta waktu, laju ventilasi, kelembaban dan parameter lainnya tidak diperhitungkan.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



2



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 4.2 Enklosur harus dikalibrasi sebagai satu sistem dengan perangkat sensor dan indikatornya dan dioperasikan sebagaimana penggunaannya. 4.3 Ekstrapolasi kalibrasi tidak diperbolehkan. 5.



Peralatan 5.1 Peralatan standar harus mampu menunjukkan variasi suhu ruang kerja. Standar biasanya terdiri atas 2 bagian; sensor suhu (RTD, termokopel atau yang lainnya) dan alat penunjuk (termometer, data logger, perekam atau yang lainnya). Ketidakpastian pengukuran totalnya tidak boleh lebih besar dari 1/3 akurasi yang diperlukan dari indicator enklosur atau keseragaman atau stabilitas atau variasi keseluruhan atau batas yang ditentukan lainnya dari enklosur. Dengan



pertimbangan



akurasi



itu,



sensor



suhu



termokopel



tidak



direkomendasikan digunakan untuk kalibrasi enklosur berisi cairan. 5.2 Harus digunakan satu set sensor suhu dengan spesifikasi yang sesuai untuk memeriksa suhu ruang kerja enklosur dan mencakup rentang kalibrasi yang dibutuhkan. Semua sensor harus fleksibel untuk kemudahan pemasangan. Isolasi kabel dan alat pendukung sensor harus memiliki efek minimal terhadap respons sensor. Untuk kalibrasi enklosur berisi cairan, isolasi sensor harus kedap terhadap cairan yang digunakan. Sensor berbentuk jenis batang dapat digunakan dengan kedalaman pencelupan yang disesuiakan untuk menghindari kesalahan pengukuran karena efek konduksi panas (heat loss) 5.3 Waktu respon alat ukur harus sesuai dengan karakteristik ruang yang diukur. 5.4 Jumlah sensor standar yang dibutuhkan berkaitan dengan volume ruang kerja yang akan dikalibrasi. Tidak kurang dari 9 sensor dibutuhkan untuk kalibrasi enklosur dengan ruang kerja 1 m3 atau kurang. Untuk ruang yang lebih besar, jarak antara sensor yang berdekatan tidak boleh melebihi 100 cm. Semua sensor pada setiap sudut atau dinding diposisikan antara 5 cm dan 10 cm dari dinding. Sensor acuan sebaiknya terletak di dalam ± 2,5 cm dari pusat geometris ruang. Untuk enklosur yang lebih besar, jarak antara suatu sensor dengan yang terdekat tidak lebih dari 100 cm. Gambar 2 menunjukkan contoh lokasi dan diagram instalasi sensor untuk beberapa bentuk dan volume enklosur.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



3



KAN Pd-02.04 Revisi: 0



Sisi enklosur (a) Bentuk rektangular, volume ≤ 1 m3



Lokasi acuan



(b) Bentuk rektangular, volume > 1 m3



(c) Bentuk lain (silindrik atau sferik)



Gambar 2. Diagram pemasangan sensor standar



6.



Prosedur Kalibrasi 6.1 Pemeriksaan Awal a Sebelum kalibrasi dimulai, lakukan pemeriksaan visual bahwa enklosur berfungsi dengan baik. Setiap kekurangan yang ditemukan harus dicatat dan dievaluasi untuk memastikan bahwa hal tsb. tidak mempengaruhi kinerja enklosur.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



4



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 b Semua karakteristik enklosur seperti tingkat ventilasi, daya pemanas dan yang lainnya disesuaikan atau disetel pada kondisi normalnya. Penyimpangan yang telah terjadi dicatat. c Enklosur harus dioperasikan dalam kondisi tanpa beban. d Selama proses kalibrasi, suhu lingkungan (ambient) pada kira-kira 2 m di sekitar enklosur harus dipantau dan dicatat. Variasinya tidak boleh melebihi 10 °C. Jika lebih dari 10 °C, harus dipastikan bahwa variasi ini tidak mempengaruhi secara signifikan suhu di dalam enklosur. Tegangan jala-jala yang dipasok ke enklosur juga harus direkam dan tidak boleh bervariasi lebih dari 10%, atau sebagaimana ditentukan oleh pabrikan. 6.2 Pemasangan Sensor Suhu Kalibrasi dilakukan untuk ruang kerja enklosur. Ruang kerja dapat menyesuaikan dengan bentuk desainnya atau suatu ruangan yang ditentukan batasnya, yang lebih kecil dari ruang desain tersebut. Sensor-sensor standar ditempatkan di dalam ruang kerja enklosur. Satu sensor harus ditempatkan di setiap posisi sudut dan dinding sekitar 5 - 10 cm dari dinding seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Pada enklosur berisi cairan, penempatan sensor harus cukup dalam, yaitu tidak kurang dari 15 kali diameter batang sensor. Sensor dengan diameter batang 6 mm, misalnya, akan memerlukan setidaknya 9 cm kedalaman pencelupan dari permukaan cairan. Untuk bentuk desain lainnya, misalnya ruang silinder atau bola, pemasangan sensor dapat dilakukan dengan cara yang sama seperti di ruang persegi panjang atau kubikal. Lihat Gambar 2 (c) sebagai contoh. 6.3 Kalibrasi Enklosur diset dan dioperasikan pada suhu yang ditentukan dan dibiarkan mencapai konsisi mantapnya sebelum pembacaan pengukuran. Pembacaan suhu enklosur dan semua sensor standar direkam serentak. Interval perekaman dimulai setelah tercapai kondisi mantap. Akan lebih baik jika dilakukan perekaman dengan grafik. 6.4 Investigasi Kinerja Enklosur a Keseragaman dan stabilitas suhu serta variasi keseluruhan dihitung sebagaimana definisinya. b Data mentah pembacaan dan tiap sensor dirata-ratakan. Koreksi standar dapat ditambahkan secara individual untuk akurasi yang lebih baik; jika tidak,



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



5



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 komponen ketidakpastian harus dimasukkan dalam budget ketidakpastian untuk kesalahan yang tak terkoreksi. Data perhitungan dilaporkan. 7.



Evaluasi Ketidakpastian Pengukuran Ketidakpastian pengukuran untuk kalibrasi enklosur ini dievaluasi berdasarkan the Guide to Expression of Uncertainty in Measurement (GUM). Penentuan koreksi indikator enklosur dapat dituliskan dengan model matematik K = tstd - tind + tstd + tind tstd = tkal,std + tdrift,std + tres,std + trep,std + tx,std + tkon,std + trad + tload



dan



tind = trep,ind + tres,ind dengan K



: koreksi indikator enklosur



tstd



: penunjukan termometer standar



tind



: penunjukan indikator enklosur



tstd : ketidakpastian pengukuran suhu oleh termometer standar (sensor & indikatornya) tkal,std



: ketidakpastian termometer standar (dari kalibrasinya)



tdrift,std



: drift termometer standar



tres,std



: resolusi termometer standar



trep,std



: daya ulang pembacaan (repeatability) termometer standar



tkon,std



: efek konduksi panas sensor



trad



: efek radiasi dinding enklosur pada konstruksi sensor



tload



: efek pembebanan pada enklosur karena sensor dan aksesorinya



tind : ketidakpastian pembacaan indikator enklosur trep,ind



: daya ulang pembacaan indikator enklosur



tres,ind



: resolusi indikator enklosur



Penilaian komponen-komponen ketidakpastian dapat dilakukan sebagai berikut: a. Ketidakpastian termometer standar Ketidakpastian termometer standar diambil dari sertifikat kalibrasinya, tkal,std, dengan tingkat kepercayaan dan faktor cakupan k yang dinyatakan. b. Drift termometer standar Perubahan nilai ukur termometer standar terhadap waktu diestimasi sebagai drift jangka panjang, tdrift,std, dari rekaman riwayat dan kalibrasi sebelumnya, atau studi yang relevan yang telah dilakukan. Sebaran kebolehjadiannya rektangular.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



6



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 c. Resolusi termometer standar Ketidakpastian ini diambil sebagai tres,std = ½ angka penting terkecil dari indikator termometer standar, dengan sebaran rektangular. d. Daya ulang pembacaan termometer standar Daya ulang pembacaan termometer standar berbeda-beda untuk tiap lokasi sensor. Sebagai estimasi terburuk, daya ulang ini diambil sama untuk semua sensor dengan nilai trep,std = stabilitas suhu (sebagaimana didefinisikan pada Bagian 3.2) dengan sebarannya rektangular. e. Ketidakpastian karena konduksi panas Ketidakpastian karena konduksi panas dari sensor melalui batang (stem) atau kawat penghubung sensor ke udara luar karena efek kedalaman (immersion) yang berbeda dengan pada saat termometer dikalibrasi. Nilai tkon,std mungkin dapat diestimasi dari pengetahuan sebelumnya dengan memasukkan sensor ke dalam media pada berbagai kedalaman. f.



Radiasi dinding enklosur pada konstruksi sensor Sensor standar mungkin menunjukkan nilai yang tidak benar akibat radiasi selama kalibrasi karena konstruksi sensor tersebut dan emisivitas dinding ruang kerja enklosur. Efek radiasi ini perlu diinvestigasi untuk dapat mengestimasi ketidakpastiannya, trad. Ketidakpastian ini tidak diperhitungkan pada evaluasi ketidakpastian enklosur yang berisi cairan karena perpindahan panas yang terjadi secara umum berupa konveksi.



g. Efek pembebanan pada enklosur Efek pembebanan pada enklosur karena sensor dan aksesorinya, tload, diestimasi dari kondisi tanpa beban dengan menambahkan 20% dari keseragaman suhu (sesuai definisi pada Bagian 3.1) dengan sebaran rektangular.



Ketidakpastian



ini



tidak



diperhitungkan



pada



evaluasi



ketidakpastian enklosur yang berisi cairan. h. Daya ulang pembacaan indikator enklosur Daya ulang pembacaan indikator enklosur, trep,ind, dihitung dari sederetan pembacaan suhu indikator yang memberikan simpangan baku dengan sebaran normal. i.



Resolusi indikator enklosur Ketidakpastian ini diambil sebagai tres,ind = ½ angka penting terkecil dari indikator enklosur, dengan sebaran rektangular.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



7



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 Ketidakpastian baku gabungan dan derajat kebebasan efektif dari semua komponen tersebut di atas dihitung, kemudian ketidakpastian bentangan ditentukan pada tingkat kepercayaan 95%. Budget ketidakpastian ini dirangkum pada Tabel 1. Tabel 1. Rangkuman budget ketidakpastian pengukuran pada kalibrasi enklosur suhu



Sumber



Simbol



ketidakpasti



Sebaran



Pembagi



kebolehjadian



Koefisien



Ketidakpastian



Derajat



sensitivitas



baku



kebebasan



an Kalibrasi



tkal,std



Normal



k*



c1 = 1



u1 = tkal,std /k



1



tdrift,st



Rektangular



3



c2 = 1



u2 = tdrift,std /3



2 = 



Rektangular



3



c3 = 1



u3 = tres,std /3



3 = 



Rektangular



3



c4 = 1



u4 = SS/3



4 = 



Rektangular



3



C5 = 1



u5 = tkon,std /3



5 = 



standar Drift standar



d



Resolusi



tres,std



standar Daya



ulang trep,st



standar



d



Konduksi



tkon,st



panas std.



d



Efek radiasi



trad



Rektangular



3



c6 = 1



u6 = trad /3



6 = 



Efek



tload



Rektangular



3



c7 = 1



u7 = 0.2KS/3



7 = 



Normal



1



c8 = 1



u8 = trep,ind



8 = n-1 **



Rektangular



3



c9 = 1



u9 = tres,ind /3



9 = 



pembebanan Daya



ulang trep,in



indikator



d



Resolusi



tres,ind



indikator



Ketidakpastian baku gabungan: uc



Derajat kebebasan efektif: eff



Faktor cakupan pada tingkat keprcayaan 95%: k95 Ketidakpastian bentangan pada tingkat keprcayaan 95%:



k95uc



U95



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



8



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 * Faktor cakupan dari sertifikat kalibrasi pada tingkat kepercayaan 95%, umumnya k = 2. * n jumlah pembacaan berulang



8.



Pelaporan Hasil Setiap sertifikat (laporan) kalibrasi harus mencakup setidaknya informasi berikut, kecuali jika laboratorium memiliki alasan khusus untuk tidak melakukannya: 7.1



Nama dan alamat pelanggan yang melakukan pemesanan;



7.2



Deskripsi, kondisi dan identifikasi unik yang tidak ambigu dari barang (enklosur) yang dikalibrasi beserta pabrikan, model, nomor seri dan/atau informasi lain yang diperlukan;



7.3



Tanggal penerimaan barang, pelaksanaan kalibrasi dan penerbitan sertifikat kalibrasi



7.4



Kondisi sekitar (mis. suhu) dan nilai tegangan saluran listrik ac di tempat dilakukannya kalibrasi



7.5



Identifikasi metode kalibrasi yang digunakan, atau deskripsi singkat yang tidak ambigu tentang metode tidak baku yang digunakan;



7.6



Hasil kalibrasi dengan ketidakpastian pengukurannya dan/atau pernyataan kesesuaian dengan spesifikasi sesuai dengan kontrak / perjanjian dengan pelanggan. Tabel 2 memperlihatkan format



pelaporan data hasil kalibrasi



sebagai contoh. Hasil secara grafik dapat (opsional) ditampilkan untuk memberikan ilustrasi visual variasi suhu enklosur. 7.7



Informasi tambahan yang dipersyaratkan oleh SNI ISO/IEC 17025:2017 klausul 7.8. Tabel 2. Contoh pelaporan hasil kalibrasi enklosur (a) Sebaran suhu



Pembacaan indikator enklosur (°C)



Standar dan koreksi indikator



0



Terukur (°C)



Sensor no. (no. 9 sensor acuan) 1



2



3



4



5



6



7



8



9



Ketidakpastian pengukuran (°C)



Koreksi (°C) 100



Terukur (°C) Koreksi (°C)



200



Terukur (°C) Koreksi (°C)



300



Terukur (°C) Koreksi (°C)



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



9



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 (b) Kinerja enklosur Suhu setting (°C)



Suhu yang diukur indikator enklosur (°C)



Keseragaman (°C)



Kestabilan (°C)



Variasi keseluruhan (°C)



0 100 200 300



9.



Referensi a.



DKD-R 5-7 Calibration of Climatic Chambers, Edition 07/2004, English translation 02/2009



b.



TLAS G-20-1/02-08 (E) Guidelines for Calibration and Checks of Temperature Controlled Enclosures, 2008



c.



JCGM 100:2008 Evaluation of measurement data — Guide to the expression of uncertainty in measurement



d.



SNI ISO/IEC 17025:2017 Persyaratan umum kompetensi laboratorium pengujian dan kalibrasi



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



10



KAN Pd-02.04 Revisi: 0



LAMPIRAN Contoh Kalibrasi Enklosur Suhu 1. Pengukuran Enklosur suhu yang memiliki volume ruang kerja 0.1 m3 dan rentang suhu penggunaan (25 – 150) °C dikalibrasi melalui perbandingan dengan sebuah termometer digital yang dilengkapi pemindai 10-saluran (10-channel scanner) dan 9 sensor termokopel tipe K tersambung. Termoneter standar ini memiliki indikator dengan resolusi 0.01 °C. Sertifikat kalibrasinya menginformasikan ketidakpastian 0.06 °C untuk rentang (0 – 300) °C pada tingkat kepercayaan 95% dengan faktor cakupan 2. Delapan sensor ditempatkan di sudut-sudut dengan jarak sekitar 5 cm dari dinding enklosur. Sensor acuan diletakkan di pusat ruang kerja enklosur. Resolusi indikator 0.1 °C. Untuk contoh ini, diambil akurasi dan karakterisasi pada suhu pengaturan 60 °C. 2. Model Kalibrasi ini bertujuan menentukan koreksi K = tstd - tind + tstd + tind dengan tstd suhu ‘sebenarnya’ yang ditentukan oleh sensor standar terkalibrasi (dikoreksi berdasarkan kalibrasinya) dan tind suhu yang ditunjukkan oleh indikator enklosur. Persamaan ketidakpastiannya mengikuti Bagian 7. 3. Pengamatan Enklosur dioperasikan dan satu jam setelah mencapai keadaan mantap, pengukuran dilakukan. Semua pengambilan data mencakup satu atau lebih waktu siklus pengendalian penuh. Hasilnya direkam pada Tabel L1. Penunjukan termometer standar yang dicantumkan telah dikoreksi sesuai dengan sertifikat kalibrasinya. 4. Evaluasi Data 4.1. Variasi Suhu Enklosur



Variasi suhu enklosur ditentukan sebagaimana definisinya: (1) Keseragaman suhu (KS):



Perbedaan dihitung pada pembacaan ke-4 antara sensor no. 9 dan 4: (61.79 – 58.51) °C = = 3.28 °C (2) Stabilitas suhu (SS):



Setengah dari perbedaan pembacaan ke-30 dan ke-13 untuk sensor no. 4: (61.81 – 58.88)/2 °C = 1.47 °C (3) Variasi keseluruhan (VK): Perbedaan suhu terukur oleh sensor no. 4 (pembacaan ke-30) dan sensor no. 5 (pembacaan ke-9): (61.81 – 55.44) °C = 6.37 °C



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



11



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 Tabel L1. Data pengukuran pada kalibrasi enklosur untuk suhu nominal 60 °C.



Waktu



Pengamatan ke-…



Pembacaan indikator enklosur (°C)



#1



#2



#3



#4



#5



#6



#7



#8



Pembacaan sensor (°C) Acuan #9



11:00:09



1



60.0



60.12



59.76



60.54



61.21



56.40



57.93



59.64



59.90



58.41



11:01:09



2



60.0



59.21



58.95



59.64



60.32



55.88



57.46



58.93



59.21



57.59



11:02:09



3



60.0



59.62



59.24



59.93



60.15



55.98



57.51



59.29



59.52



58.02



11:03:09



4



60.0



60.17



59.76



60.54



61.79



56.33



58.07



59.76



60.24



58.51



11:04:09



5



60.0



59.36



59.10



59.74



60.68



55.88



57.56



59.05



59.33



57.93



11:05:09



6



60.0



59.19



58.78



59.33



59.62



55.63



57.24



58.78



59.02



57.59



11:06:09



7



60.0



60.49



60.00



60.83



61.69



56.64



58.39



60.24



60.73



58.83



11:07:09



8



60.0



60.15



59.74



60.46



61.26



56.38



58.10



59.62



59.83



58.59



11:08:09



9



60.0



58.66



58.39



58.95



59.48



55.44



57.15



58.24



58.29



57.27



11:09:09



10



60.0



59.19



58.85



59.48



59.60



55.78



57.46



58.88



59.33



57.76



11:10:09



11



60.0



60.73



60.22



61.00



61.29



56.43



58.56



60.37



60.76



59.02



11:11:09



12



60.0



59.71



59.36



60.02



60.71



56.10



57.93



59.48



59.60



58.29



11:12:09



13



60.0



58.59



58.41



58.88



58.88



55.51



56.83



58.22



58.24



57.15



11:13:09



14



60.0



59.83



59.38



60.12



60.37



55.98



57.88



59.52



60.00



58.32



11:14:09



15



60.0



60.56



60.07



60.85



61.50



56.57



58.44



60.12



60.44



58.80



11:15:09



16



60.0



59.26



59.05



59.55



60.37



55.98



57.46



58.83



58.93



57.83



11:16:09



17



60.0



59.02



58.68



59.24



59.40



55.63



57.44



58.61



58.93



57.76



11:17:09



18



60.0



60.05



59.64



60.39



61.19



56.31



58.24



59.69



60.20



58.59



11:18:09



19



60.0



59.98



59.60



60.24



61.02



56.10



58.07



59.45



59.60



58.44



11:19:09



20



60.0



58.76



58.56



59.05



59.93



55.51



57.22



58.34



58.61



57.54



11:20:09



21



60.0



59.50



59.17



59.71



59.83



55.66



57.54



59.05



59.31



57.80



11:21:09



22



60.0



60.51



60.02



60.83



61.57



56.45



58.41



60.12



60.37



58.95



11:22:09



23



60.0



59.67



59.38



60.98



61.19



56.21



58.07



59.14



59.33



58.41



11:23:09



24



60.0



58.83



58.49



58.95



59.02



55.54



57.12



58.37



58.44



57.44



11:24:09



25



60.0



59.64



59.33



60.00



60.95



56.00



57.98



59.29



59.76



58.22



11:25:09



26



60.0



60.37



59.95



60.76



61.60



56.55



58.61



59.90



60.37



58.98



11:26:09



27



60.0



59.40



59.10



59.69



60.39



55.85



57.63



58.80



58.90



58.05



11:27:09



28



60.0



58.85



58.61



59.10



59.69



55.46



57.34



58.44



58.71



57.54



11:28:09



29



60.0



60.24



59.76



60.49



60.76



56.17



58.20



59.81



60.22



58.63



11:29:09



30



60.0



60.24



59.86



60.59



61.81



56.36



58.41



59.62



59.90



58.90



60.0



59.66



59.31



60.00



60.58



56.02



57.81



59.25



59.53



58.17



0.0



0.62



0.55



0.68



0.86



0.37



0.49



0.62



0.71



0.55



-0.34



-0.69



0.00



0.58



-3.98



-2.19



-0.75



-0.47



-1.83



Rerata Simpangan baku



Koreksi



4.2. Akurasi Penunjukan Suhu Enklosur Penunjukan indikator enklosur dikalibrasi terhadap suhu di lokasi-lokasi yang mewakili ruang kerja enklosur, yaitu suhu yang diukur oleh sensor-sensor standar di lokasi masing-masing.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



12



KAN Pd-02.04 Revisi: 0 Koreksi indikator dihitung sebagai rerata penunjukan tiap sensor dikurangi rerata penunjukan indikator. Hasilnya dimuat pada bagian bawah Tabel L1. 4.3. Ketidakpastian Pengukuran



Ketidakpastian dari koreksi tersebut di atas dievaluasi sebagaimana diuraikan pada Bagian 7: a. Ketidakpastian termometer standar Ketidakpastian termometer standar dari sertifikat kalibrasi tkal,std = 0.06 °C dengan tingkat kepercayaan 95% dan faktor cakupan k = 2. Ketidakpastian bakunya adalah u1 = 0.06°C/2 = 0.03 °C dengan derajat kebebasan 1 = 60 dari tabel sebaran Student-t. b. Drift termometer standar Perubahan nilai ukur thermometer standar terhadap waktu diestimasi sebagai drift jangka panjang, tdrift,std, yang dapat dirujuk pada rekaman riwayat dan kalibrasi sebelumnya atau berdasarkan informasi dari studi sebelumnya. Salahsatu informasi yang dapat digunakan adalah M. Scervini 2009, Thermoelectric Materials for Thermocouples,



University



of



https://www.msm.cam.ac.uk/utc/thermocouple/pages/Drift.html.



Cambridge, Dengan



di



mengadaptasi



informasi tersebut, dan mengasumsikan bahwa termokopel telah terpapar pada suhu 300 ºC selama 100 jam, diestimasi nilai drift pada suhu 60 ºC sebesar 20 µV atau ekivalen dengan 0.5 ºC. Sebaran kebolehjadiannya rectangular. Dengan demikian, ketidakpastian baku karena drift ini adalah u2 = 0.5ºC/3 = 0.29 ºC. Derajat kebebasannya 2 = . c. Resolusi termometer standar Dengan angka penting terkecil 0.01 ºC, tres,std = 0.01ºC/2 = 0.005 ºC. Ketidakpastian baku resolusi termometer standar ini adalah u3 = 0.005ºC/3 = 0.0029 ºC. Sebarannya rektangular dan derajat kebebasannya 3 = . d. Daya ulang pembacaan termometer standar Daya ulang termometer standar untuk tiap sensor diambil over-estimate sama untuk semua sensor dengan nilai trep,std = SS = 1.47 ºC, dengan sebaran rektangular. Ketidakpastian bakunya u4 = 1.47ºC/3 = 0.849 ºC dengan derajat kebebasan 4 = . e. Ketidakpastian karena konduksi panas termometer standar Efek konduksi panas ini diestimasi tkon,std = 0.1 ºC dengan sebaran rektangular sehingga ketidakpastian bakunya u5 = 0.058 ºC dan derajat kebebasan 5 = . Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



13



KAN Pd-02.04 Revisi: 0



f. Radiasi dinding enklosur pada konstruksi sensor Efek radiasi dinding enklosur dan semua bahan di dalamnya perlu diinvestigasi, atau dapat dirujuk pada hasil studi sebelumnya. Dalam DKD-R 5-7 [1] misalnya, diuraikan empat prosedur untuk mengestimasi efek radiasi ini. Untuk suhu enklosur sampai sekitar 30 ºC di atas ambien, trad = 0.6 ºC atau ketidakpastian baku u6 = 0.35 ºC merupakan estimasi yang cukup baik tanpa perlu investigasi. Sebarannya rectangular dan derajat kebebasannya 6 = . g. Efek pembebanan pada enklosur Efek pembebanan pada enklosur karena sensor dan aksesorinya diestimasi dari kondisi tanpa beban dengan menambahkan 20% dari keseragaman suhu (KS), dengan sebaran rektangular. Jadi, tload = 20%  3.28 °C = 0.66 °C, dan ketidakpastian bakunya u7 = 0.38 °C dengan derajat kebebasan 7 = . h. Daya ulang pembacaan indikator enklosur Daya ulang pembacaan indikator enklosur, trep,ind, dihitung dari sederetan pembacaan suhu indikator yang memberikan simpangan baku dengan sebaran normal. Data yang teramati pada indicator enklosur tetap stabil di 60.0°C, atau trep,ind = 0. Derajat kebebasannya 8 = 30-1 = 29. i. Resolusi indikator enklosur Dengan angka penting terkecil 0.1 ºC, tres,ind = 0.1ºC/2 = 0.05 ºC. ketidakpastian baku resolusi indikator enklosur u3 = 0.5  0.1ºC/3 = 0.029 ºC. Sebarannya rektangular dan derajat kebebasannya 9 = . Komponen-komponen ketidakpastian tersebut di atas memberikan baku ketidakpastian baku gabungan uc = 1.04 ºC. Derajat kebebasan efektifnya eff > 200 yang memberikan faktor cakupan pada tingkat kepercayaan 95% k95 = 1.96. Maka ketidakpastian bentangan pada tingkat kepercayaan 95% adalah U95 = 2.0 ºC. Keseluruhan budget ketidakpastian ini dirangkum pada Tabel L2.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



14



KAN Pd-02.04 Revisi: 0



Tabel L2. Budget ketidakpastian pengukuran pada kalibrasi enklosur pada suhu nominal 60 ºC. Sumber ketidakpastian



Sebaran Pembagi kebolehjadian



Nilai



Koefisien sensitivitas



Ketidakpastian baku



Derajat kebebasan



0.06 °C



Normal



2



1



0.03 °C



60



0.5 °C



Rektangular



3



1



0.29 ºC







0.005 ºC



Rektangular



3



1



0.0029 ºC







Daya ulang standar



1.47 ºC



Rektangular



3



1



0.849 ºC







Konduksi panas std.



0.1 ºC



Rektangular



3



1



0.058 ºC







Efek radiasi



0.6 ºC



Rektangular



3



1



0.35 ºC







0.66 °C



Rektangular



3



1



0.38 ºC







Normal



1



1



0 ºC



29



Rektangular



3



1



0.029 ºC







Kalibrasi standar Drift standar Resolusi standar



Efek pembebanan



0 °C



Daya ulang indikator Resolusi indikator



0.05 °C



Ketidakpastian baku gabungan: uc



1.04 ºC



Derajat kebebasan efektif: eff Faktor cakupan pada tingkat keprcayaan 95%: k95 Ketidakpastian bentangan pada tingkat keprcayaan 95%: U95



> 200



1.96 2.03 ºC



5. Pelaporan



Hasil kalibrasi dilaporkan dalam bentuk sertifikat atau laporan kalibrasi sebagaimana diuraikan pada Bagian 8. Data hasil kalibrasi pada suhu nominal 60 ºC dalam contoh ini diperlihatkan pada Tabel L3. Hasil dalam bentuk grafik ditampilkan (opsional) pada Gambar L1 dan L2. Tabel L3. Contoh pelaporan hasil kalibrasi enklosur pada suhu nominal 60 ºC. (a) Pembacaan indikator enklosur (°C) 0



60.0



…



Standar dan koreksi indikator



Sebaran suhu Sensor no. (no. 9 sensor acuan)



1



2



3



4



5



6



7



8



9



Terukur (°C)



….



….



….



….



….



….



….



….



….



Koreksi (°C)



….



….



….



….



….



….



….



….



….



Terukur (°C)



59.66



59.31



60.00



60.58



56.02



57.81



59.25



59.53



58.17



Koreksi (°C)



-0.34



-0.69



0.00



0.58



-3.98



-2.19



-0.75



-0.47



-1.83



Terukur (°C)



….



….



….



….



….



….



….



….



….



Koreksi (°C)



….



….



….



….



….



….



….



….



….



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



Ketidakpastian pengukuran (°C)



….



2.0



….



15



KAN Pd-02.04 Revisi: 0



….



Terukur (°C)



….



….



….



….



….



….



….



….



….



Koreksi (°C)



….



….



….



….



….



….



….



….



….



….



(b) Kinerja enklosur Suhu setting (°C)



Suhu yang diukur indikator enklosur (°C)



Keseragaman suhu (°C)



Kestabilan suhu (°C)



Variasi keseluruhan (°C)



0



….



….



….



….



60



60.0



3.3



1.5



6.4



….



….



….



….



….



…



….



….



….



….



Suhu (°C)



Sensor no. Gambar L1. Grafik keseragaman suhu enklosur.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



16



KAN Pd-02.04 Revisi: 0



Gambar L2. Grafik variasi suhu keseluruhan enklosur.



Tanggal terbit: 26 Agustus 2019 Dokumen Tidak Dikendalikan jika Diunduh/Uncontrolled when Downloaded



17