TUGAS METROLOGI
CARA KALIBRASI ALAT UKUR
(caliper, outside micrometer, outside dial indicator)
Antonius Widya Pradipta P
0061-0016-00531
PENGERTIAN KALIBRASI
Kalibrasi adalah menentukan kebenaran konvensional penunjukkan alat melalui cara perbandingan dengan standar ukurnya yang tertelusur ke standar Nasional/Internasional. Kalibrasi bisa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional bahan – bahan acuan tersertifikasi, serta mengikuti petunjuk didalam ISO/IEC 17025:2005.
Pada umumnya kalibrasi merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu, contohnya :
Thermometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan disesuaikan ( melalui konstanta kalibrasi ). Sehingga thermometer tersebut menunjukkan temperature yang sebenarnya dalam celcius pada titik – titik tertentu disklala.
KETENTUAN – KETENTUAN POKOK KALIBRASI
Perangkat baru
Suatu perangkat setiap waktu tertentu
Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu ( jam operasi )
Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang berpotensi mengubah kalibrasi
Ketika hasil pengamatan dipertanyakan
METODE – METODE KALIBRASI
Kurva kalibrasi
Sejumlah larutan baku dengan variasi konsentrasi disiapkan, kemudian diukur menggunakan instrument dan respon instrument dicatat
Adisi standard
Metode yang digunakan untuk analit dalam matriks yang kompleks, yang mengakibatkan terjadinya interfrensi dalam respon instrument, sering disebut juga metode spiking
Standard Internal
Umumnya digunakan dalam GC dan HPLC
Suatu senyawa reference/pembanding ( standar interal ) dengan volume / massa yang konstan ditambahkan ke dalam larutan standard dan sampel.
JENIS KALIBRASI DI INDONESIA
Kalibrasi teknis ( untuk proses Produksi )
Kalibrasi peralatan alat ukur yang tidak langsung berhubungan dengan dunia perdagangan. Dilakukan oleh LABORATORIUM kalibrasi terakreditasi KAN ( diakui secara Nasional ).
Kalibrasi Legal ( untuk keperluan Umum )
Kalibrasi peralatan alat ukur untuk keperluan perdagangan dilakukan oleh Direktorat Metrologi – Depdag
SUMBER – SUMBER YANG MEMPENGARUHI HASIL KALIBRASI :
Prosedur
Kalibrator
Tenaga pengkalibrasi
Periode kalibrasi
Lingkungan
Alat yang dikalibrasi
INTERVAL WAKTU KALIBRASI
Adalah selang waktu antara satu kalibrasi alat ukur dengan kalibrasi berikutnya. Interval kalibrasi bisa dinyatakan dalam beberapa cara antara lain:
Waktu Kalender ( 1 tahun sekali, dan seterusnya )
Waktu pemakaian ( 1000 jam pakai dan seterusnya )
Kombinasi cara pertama dan kedua, tergantung mana yang lebih dahulu tercapai.
ISTILAH DALAM KALIBRASI ALAT UKUR
Resolusi
Nilai skala terkecil / suatu ekspresi kuantitatif dari kemampuan alat penunjuk untuk perbedaan yang cukup berarti antara nilai yang terdekat dari jumlah yang ditunjukan.
Akurasi
Kemampuan dari alat ukur untuk memberikan indikasi kedekatan terhadap harga sebenarnya dari objek yang diukur.
Presisi
Kecenderungan data yang diperoleh dari perulangan mengindikasikan kecilnya simpangan ( deviasi ).
Repeatability
Ukuran variasi statistic data yang dihasilkan bila pengukuran dilakukan oleh personal, perlengkapan, serta ruangan dengan kondisi yang lama.
Readability
Kemampuan dari indra manusia dalam membaca data yang dihasilkan oleh suatu instrument.
MENGIDENTIFIKASI ALAT YANG DIKALIBRASI
Membuat jadwal kalibrasi ( internal/external )
Menyiapkan alat dan bahan
Melakukan kalibrasi
Membuat laporan kalibrasi
Evaluasi hasil kalibrasi
Sesuai standar
Ya ( mencatat / memasang table kalibrasi )
Tidak ( melakukan evaluasi data dampak dari penyimpangan alat ke laporan ke membuat laporan kerusakan ke prosedur perbaikan alat ).
TUJUAN KALIBRASI
Menentukan deviasi ( penyimpangan ) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu instrument ukur.
Menjamin hasil – hasil pengukuran sesuai dengan standar – standar nasional maupun internasional .
Untuk mencapai ketertelusuran pengukuran melalui rangkaian perbandingan tak terputus – putus.
Menentukan apakah peralatan masih layak digunakan sesuai dengan fungsinya.
Deteksi, korelasi, melaporkan dan mengeliminasi setiap variasi keakuratan alat uji.
MANFAAT KALIBRASI
Mendukung system mutu yang diterapkan diberbagai industry pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.
Mengetahui seberapa jauh perbedaan ( penyimpangan ) antara harga benar dengan harga yang ditunjukan oleh alat ukur.
Menjaga kondisi instrument ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesiikasinya.
BEBERAPA KEBUTUHAN UNTUK PROSES KALIBRASI
Adanya Obyek Ukur ( Unit Under Test )
Adanya Calibrator ( Standard )
Adanya prosedur kalibrasi
Adanya teknisi yang telah bersertifikasi
Lingkungan terkondisi dengan baik
Hasil kalibrasi itu sendiri, yaitu Quality Record berupa sertifikasi kalibrasi
PENGERTIAN KALIBRASI MENURUT ISO/IEC GUIDE 17025 : 2005 DAN VIM (VOCABULARY OF INTERNATIONAL METROLOGY)
KALIBRASI adalah serangkainan kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditujukan oleh instrument ukur/system pengukuran atau nilai diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai – nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain kalibrasi adalah untuk menentukan kebenaran, konvensional nilai penunjukan alat ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu tertelusur ( traceable ) ke standar Nasional untuk satuan ukur/internasional.
KETENTUAN – KETENTUAN POKOK KALIBRASI
Sifat Umum Alat Ukur
Alat ukur merupakan alat yang dibuat manusia sehingga ketidaksempurnaan adalah ciri utama. Ketidaksempurnaan dapat diketahui melalui istilah Rantai Kalibrasi. Istilah Rantai Kalibrasi antara lain :
Kepekaan ( Sensitivity )
Kemampuan Alat ukur menerima, mengubah dan meneruskan isyarat sensor ( dari sensor menuju ke bagian penunjuk, pencatat, atau pengolah data pengukuran ). Kepekaan alat ukur ditentukan terutama oleh bagian pengubah, sesuai denagn prinsip kerja yang diterapkan.
Histerisis ( Histerysis )
Perbedaan atau penyimpangan yang timbul sewaktu dilakukan pengukuran secara berkesinambungan dari dua arah yang berlawanan ( mulai dari skala Nol sampai skala maksimum kemudian diulangi dari skala maksimum sampai skala Nol ). Histerisis muncul karena adanya gesekan pada bagian pengubah alat ukur.
Keterbacaan ( Readability )
Keterbacaan skala dengan penunjuk digitallebuh tinggi dibandingkan dengan keterbacaan skala dengan jarum penunjuk.
Kestabilan Nol ( Zero Stability )
Suatu penyimpangan yang membesar tetapi dengan harga yang tetap atau berubah – ubah secara rambang tak stabil, dikarenakan ketidakkakuan system pemegang alat ukur atau benda ukur, kelonggaran system pengencang atau keausan system pemosisi.
Pengembangan ( Floating )
Kadang-kadang terjadi pula jarum penunjuk dari alat ukur yang digunakan posisinya berubah-ubah. Atau kalau penunjuknya dengan sistem digital angka paling kanan atau angka terakhir berubah-ubah. Kejadian seperti ini dinamakan pengambangan. Kepekaan dari alat ukur akan membuat perubahan kecil dari sensor diperbesar oleh pengubah. Makin peka alat ukur makin besar pula kemungkinan terjadinya pengambangan. Untuk itu, bila menggunakan alat-alat ukur yang mempunyai jarum penunjuk pada skalanya atau penunjuk digital harus dihindari adanya kotoran atau getaran, juga harus digunakan metode pengukuran yang secermat mungkin.
Pergeseran ( Shifting, Drift )
Pergeseran adalah penyimpangan yang terjadi dari harga-hargayang ditunjukkan pada skala atau yang tercatat pada kertas grafikpadahal sensor tidak melakukan perubahan apa-apa. Kejadian seperti in sering disebut dengan istilah pergeseran, banyak terjadi pada alat-alatukur elektris yang komponen-komponennya sudah tua.
Kepasifan / kelambatan Reaksi ( Passivity )
Kepasifan Kadang-kadang sewaktu dilakukan pengukuran terjadi pula bahwa jarum penunjuk skala tidak bergerak sama sekali pada waktu terjadi perbedaan harga yang kecil. Atau dapat dikatakan isyarat yang kecil dari sensor alat ukur tidak menimbulkan perubahan sama sekali pada jarum penunjuknya. Keadaan yang demikian inilah yang sering disebut dengan kepasifan atau kelambatan gerak alat ukur Untuk alat-alat ukur mekanis kalaupun terjadi kepasifan atau kelambatan gerak jarum penunjuknya mungkin disebabkan oleh pengaruh pegas yang sifat elastisnya kurang sempurnya. Pada alat ukur pneumatis juga sering terjadi kepasifan ini misalnya lambatnya reaksi dari barometer padahal sudah terjadi perubahan tekanan udara. Hal inidisebabkan volume udaranya terlalu besar akibat dari terlalu panjangnya pipa penghubung sensor dengan ruang perantara.
BLOK UKUR ( GAUGE BLOCK )
Blok ukur dalam bahasa inggris dikenal dengan berbagai nama yaitu Gauge block, End gauge, Slip gauge, Jo gauge, dan Johansen gauge. blok ukur ini dianggap sebagai alat ukur standar, sesuai dengan fungsinya, blok ukur mempunyai dua permukaan yang disebut muka ukur. Muka ukur ini sangat halus, rata, sejajar dan mempunyai jarak atau ukuran tertentu. Karena kehalusan dan kerataan muka ukurnya itu, maka dua atau lebih blok ukur dengan formasi berbagai ukuran, ukuran itu selanjutnya, dapat digunakan sebagai ukuran standar untuk proses pengukuran tak langsung. Blok ukur biasanya dibuat dari Baja karbon tinggi, baja paduan, atau karbida logam yang telah mengalami proses laku panas ( heat treatment ).
Sifat – sifat Block Gauge :
Tahan aus, disebabkan oleh kekerasannya sangat tinggi ( 65 RC ).
Tahan korosi, sifat ini dimiliki oleh Stainlees Steel .
Koefisien muainya sama dengan baja komponen mesin ( 12 x 10-60, C -1 ).
Kestabilan dimensi yang baik.
Set Blok Ukur 112 buah dengan Tebal Dasar 1 mm
Selang/Jarak antara
Kenaikan
Jumlah Blok
1.001 – 1.009
0.001
9
1.010 – 1.490
0.010
49
0.50 – 24.50
0.50
49
100
25
4
1.0005
-
1
Jumlah 112
Set Blok Ukur 112 buah dengan Tebal Dasar 2 mm
Selang/Jarak antara
Kenaikan
Jumlah Blok
2.001 – 2.009
0.001
9
2.010 – 2.490
0.010
49
0.50 – 24.50
0.50
49
25 - 100
25
4
2.0005
-
1
Jumlah 112
LANGKAH – LANGKAH PERAWATAN BLOCK GAUGE
Ambil beberapa blok ukur sesuai dengan ukuran yang dikehendaki. Lalu, letakkan diatas lap yang bersih dan tutup kembali kotak penyimpannannya.
Bersihkan Vaseline yang menutupinya dengan menggunakan wash bensin. Lalu, keringkan dengan lap lembut yang bersih, misalnya kain katun, kertas tisu, atau kulit lembu. Letakkan kembali blok ukur yang telah bersih itu diatas alas yang bersih dengan posisi muka ukur terletak disamping.
Satukan block ukur dalam satu tempat, caranya letakkan salah satu blok ukur dengan posisi menyilang ( 900 ) dari blok ukur lainnya. Kemudian, tekan salah satunya dengan cara memutar agar sejajar. Apabila ada kotoran, pemutaran jangan diteruskan, periksa muka ukurnya dan bersihkan kembali.
Blok ukur yang tipis jangan disatukan dengan blok ukur tipis lainnya. Sebab, secara tidak sengaja alat itu akan terdeformasi secara permanen ( melengkung ). Akibtnya lengkungan itu, lengkungan kecil sekalipun, dapat menghilangkan sifat saling melekat. Apabila dua blok ukur tipis terpaksa harus disatukan, lakukan dengan hati – hati, caranya dengan menggeser
Susunlah blok ukur secara berurutan, hingga dicapai ukuran yang dikehendaki, sebliknya blok ukur yang tipis diletakkan diposisi tengah. Lebih baik jika digunakan 2 blok ukur pelindung yang masing – masing terletak pada ujung susunan.
Hindari pemegangan yang lama, sebab blok ukur ynag dipegang terlalu lama, temperaturnya akan meninggi dibandingkan dengan temperature benda dan alat ukur lainnya.
Sewaktu pengukuran atau kalibrasi dilakukan, muka ukur dari kedua ujung susunan blok ukur harus dijaga dengan hati – hati. Hindarkan gesekan – gesekan yang berlebihan ( dengan permukaan benda ukur maupun dengan permukaan sensor alat ukur lain ).
Setelah blok ukur dipakai, pisahkan susunannya dengan menggeser satu per satu. Pada dasarnya blok ukur tidak boleh saling melekat dalam jangka waktu lama, sebab semakin lama melekat daya adhesi akan semakin kuat, sehingga sulit dipisahkan dan dapat merusak muka ukur.
Blok ukur disimpan kembali. Bersihkan terlebih dahulu blok ukur dari sidik jari dengan lap yang bersih. Jika ada kotoran yang melekat, bersihkan dengan wash bensin lalu simpan pada tempatnya.
WRINGING
Wringing adalah teknik penyusunan beberapa blok ukur untuk mendapatkan susunan sesuai kebutuhan/perhitungan.
Teknik pelaksanaan Wringing :
Tentukan system pengukuran yang dipakai ( Metrik/Inci )
Tentukan Range/kisaran/jangkauan yang dapat dipakai. Bagikan blok ukur yang sering dipakai dengan yang tidak.
Pilih jangkauan/range blok ukur yang sesuai.
Pilih bentuk blok ukur yang tepat ( persegi panjang atau persegi )
Pilih blok ukur yang digunakan.
Pilih tingkat ketelitian yang digunakan
TEKNIK KALIBRASI
Jangka Sorong
Siapkan Caliper checker atau gauge block dan alat bantunya
Gunakan kain halus, basahkan sedikit kain tersebut dengan cairan wash benzin.
Bersihkan permukaan ukur standar maupun Vernier Caliper.
Baca dan catat suhu serta kelembaban relative awal ruang kerja.
Gunakan pisau pelurus atau denga kedua permukaan ukur Block Guage.
Perhatikan cahaya yang menyisip pada rahang atas/bawah.
Periksa kesejajaran permukaan ukur vernier caliper.
Periksa penyimpanan penunjukan skala
Ukurkan pada blok – blok yang tersusun pada caliper checker.
Ulangi langkah tersebut 3x pengamatan/pendapatan.
Baca dan catat suhu serta kelembaban relative akhir ruang kerja.
Lapisi caliper checker dengan lemak pelindung karat dan kembalikan pada tempatnya.
Mikrometer Luar ( Outside Micrometer ).
Siapkan gauge block inspection micrometer beberapa kotak set yang tersedia ( pegang gauge block dengan sarung tangan halus ).
Dengan kapas atau kain halus basahkan sedikit dengan wash benzin, bersihkan permukaan ukur gauge block dan tempatkan pada tempat yang bersih pada kulit chamois.
Usahakan permukaan blok ukur bersih bagai cermin, jika belum ulangi langkah no 3
Baca dan catat suhu serta kelembaban relative awal ruang kerja.
Periksa kerataan dan kesejajaran permukaan ukur Outside Mcrometer
Jauhkan kedua muka ukur ( Anvil ) dengan memutar barel
Ukurkan Optical flat pada Fixed anvil, baca dan catat jumlah frinjinya
Ulangi langkah b pada measuring anvil, kemudian rapatkan.
Periksa penyimpangan penunjukan
Dudukan Micrometer atau gauge block pada holder, kunci posisinya.
Ukurkan terhadap gauge block yang telah ditentukan, baca dan catat penunjukan micrometer, bila pada posisi nol garis ukur bergeser, kembalikan ke posisi nol dengan menggunakan kunci penyetel.
Ulangi langkah b, sampai 3x pengamatan.
Baca dan catat suhu serta kelembaban relative akhir ruang kerja
Lapisi gauge block dengan lemak pelindung karat dan kembalikan pada tempatnya.
Dial Indicator
Metode dial indikator adalah metode yang paling banyak di lakukan, karena ketelitian cukup dapat dipertanggung-jawabkan, terutama jika dilakukan dengan professional. Dan harga alat relativ murah. cara lain yang dapat dilakukan untuk mengetahui suatu kerataan benda kerja :
penggaris/mistar, lehih murah, mudah tapi sangat kasar.
optical, laser, lebih akurat, mudah tapi peralatan mahal,
Keuntungan metode Dial :
Metode ini cukup akurat.
Cukup efisien untuk poros berdiameter besar maupun kecil
Dengan menggambar atau mudah melihat posisi kedua poros
Dapat dilakukan untuk kedua poros yang dapat diputar ataupun hanya satu
Alat cukup murah dibanding alat lacer atau alat lain,
Mudah di gambar, dibuat perhitungan-perhitungan, sehingga pekerjaan dapat diselesaikan lebih cepat .
Cukup sesuai untuk mesin-mesin besar, putaran tinggi
Kerugian metode Dial :
Mengerjakanya harus sangat teliti / hati2, pemasangan dial harus kokoh, sehingga dapat dihindari salah baca / salah penunjukan.
Toleransi, run-out, sag harus diketahui atau di chek dulu.
Jika permukaan kopling tidak rata atau run-out nya besar, maka penunjukan dial indicator menjadi tidak sebenarnya, sehingga selanjutnya perhitungan-perhitungan menjadi salah.
Aksial clearence sangat mempengaruhi kesalahan.
Komponenen-komponen dial indikator
Plunjer
Sekrup pengkalibrasi
Skala utama
Skala nonius
Poros penyangga
Sambungan
Sekrup penyetel posisi plunjer
Dudukan magnet
Saklar magnet
Cara Mengkalibrasi
Letakkan dial indikotor pada tempat yang datar
Amatilah pada skala utama dan skala nonius
Jika pada skala utama tidak menunjukkan pada angka 0 (nol), maka putarlah sekrup pengkalibrasi baik searah jarum jam atau sebaliknya, tergantung dari kebuthan, sampai jarum skala utama menunjukkan pada angka 0 (nol)
Kemudian amatilah pada skala nonius, jika tidak tepat pada angka 0 (nol), maka putarlah ring pada skala nonius hingga jarum pada skala nonius menunjukkan angka 0 (nol)
Contoh penggunaan
siapakan sepasang V blok, dan diletakkan secara berjajar
bersihkan dulu benda kerja yang akan diukur, baik dari debu, gemuk, dll
kalibrasilah DTI
letakkan output shalf di celah-celah V blok
kemudian letakkan DTI di sisi V blok dan hidupkan medan magnetnya
aturlah DTI sehingga sedemikian rupa hingga plunyer telah pasti menyentuh benda kerja
kalibrasi ulang DTI
putarlah banda kerja sebesar 360˚,
selama proseses pemutaran benda kerja berlangsung amatilah skala nonius dan skala utama pada DTI
catat hasilnya yang menunjukkan angka tertinggi
Contoh
Setelah benda kerja diputar-putar pada skala nonius menunjukkan angka 0.12 mm dan skala utama nol (0) maka kelengkungan poros tersebut adalah 0,12 mm.
Dial indikator adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu kerataan, kebengkokan, kebundaran dan lain sebagainya. Dial indikator memiliki ketelitian dari 0,01-0,0005 mm, tetapi alat ini hanya mampu mengukur kebengkokan ± 1,5 cm / 15 mm saja. DTI biasanya diterapkan pada bengkel-bengkel mobil/motor, diler mobil/motor, dan prusahaan otomotif.
