Diklat Penera Tingkat Ahli
2011
Verifikasi Standar Massa
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 20C - Massa jenis massa standarnya pada 20 adalah 8000 kg/m3. - Massa jenis udara () = 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)
Standar Tk. II (E0)
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)
Standar Kerja Tk. IV (Kelas M1 dan M2)
5 tahun
3 tahun
2 tahun
1 tahun
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
12.02.112.02.1 air
32.108.1 air
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.
atau
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 : -15 % to +10 % Frekuensi : -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) Lemping segi banyak /
kawat
5 50 -500
2 20 -200
1 10 100 - 1000
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.
Nominal value min, max (103 kg m3)
Class of weight (for class M3, no value is specified)
E1 E2 F1 F2 M1 M12 M2 M23
100 g 7.934 8.067 7.81 8.21 7.39 8.73 6.4 10.7 4.4 > 3.0 2.3 1.5
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 2.0
5 g 7.62 8.42 6.9 9.6 5.3 16.0 3.0
2 g 7.27 8.89 6.0 12.0 4.0 2.0
1 g 6.9 9.6 5.3 16.0 3.0
500 mg 6.3 10.9 4.4 2.2
200 mg 5.3 16.0 3.0
100 mg 4.4
50 mg 3.4
20 mg 2.3
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 800 2 500 8 000 25 000 50 000 80 000 160 000 250 000
200 kg 300 1 000 3 000 10 000 20 000 30 000 60 000 100 000
100 kg 160 500 1 600 5 000 10 000 16 000 30 000 50 000
50 kg 25 80 250 800 2 500 5 000 8 000 16 000 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
5 g 0.016 0.05 0.16 0.5 1.6 5.0 16
2 g 0.012 0.04 0.12 0.4 1.2 4.0 12
1 g 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 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
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)
Nominal dm in mg
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 :
mU d3
1
Contohnya :
Diketahui Anak Timbangan
Nilai Nominalnya = 20 kg
Kelas M2
Dari tabel R111 OIML diketahui MPE-nya = 3000 mg
>> Jadi nilai ketidakpastian yang diperluas pada saat verifikasi adalah sebesar : 100mg
mU d3
1
mgU 1000
mgU 30003
1
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 20C.
Persyaratannya:
UmmmUmm c dd 00
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