BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Kalibrasi Kalibrasi adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antar-nilai yang ditunjukkan oleh instrumen pengukuran atau sistem pengukuran, atau yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dengan kondisi tertentu. Dewan Standarisasi Nasional (DNS/1990) mendefinisikan bahwa kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional penunjukan instrumen ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkannya terhadap standart ukurannya yang ditelusuri (traceable) ke standart Nasional atau Internasional. Definisi lain kalibrasi adalah kegiatan penerapan untuk menentukan kebenaran nilai penunjukan alat ukur dan data bahan ukur, (definisi : Permenkes No. 363 Tahun 1998). Sedangkan pengujian adalah keseluruhan tindakan yang meliputi pemeriksaan fisik dan pengukuran untuk membandingkan alat ukur dengan standart untuk satuan ukur sesuai guna menetapkan sifat ukurnya (sifat metrologik) atau menentukan besaran atau kesalahan pengukuran. Pengukuran adalah kegiatan atau proses mengaitkan angka secara empiris dan obyektif kepada sifat - sifat obyek atau kejadian nyata sedemikian rupa sehingga angka tadi dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian tersebut, (definisi: Permenkes No . 363 Tahun 1998).2.2 Tujuan dan Manfaat Kalibrasi 2.2.1 Tujuan kalibrasi adalah: 1.Menentukan deviasi kebenaran konvensional nilai yang menunjukkan suatu instrument atau deviasi dimensi nominal yang seharusnya untuk suatu bahan ukur 2.Menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standart nasional maupun internasional (Dewan Standarisasi Nasional/DNS 1990).Manfaat kalibrasi adalah menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesifikasinya (DNS 1990). Sedangkan tujuan umum kalibrasi ialah agar tercapai kondisi layak pakai atau menjamin ketelitian dalam rangka mendukung peningkatan mutu pelayanan kesehatan, (Dirjen Pelayanan Medik Depkes, 2001). Fungsinya tentu saja sebagai tolak ukur jaminan keakuratan alat tersebut pada pemanfaatannya. 2.3 Waktu Kalibrasi Waktu kalibrasi suatu alat ukur tergantung pada karakteristik dan tujuan pemakaiannya. Ditinjau dari karakteristiknya, maka makin tinggi kualitas metrologis, makin panjang selang kalibrasinya. Semakin kritis pemakaiannya, semakin kecil dampak hasil ukurnya, maka semakin pendek selang kalibrasinya. Secara umum selang waktu kalibrasi dipengaruhi oleh jenis alat ukur, frekuensi pemakaian dan pemeliharaan dari alat tersebut. Adapun waktu-waktu kalibrasi biasanya dinyatakan dalam beberapa cara yaitu: 1.Dinyatakan dalam waktu kalender, misalnya enam bulan sekali, setahun sekali dan seterusnya. 2.Dinyatakan dalam pemakaian, misalnya 1000 jam pakai, 5000 jam pakai dan seterusnya 3.Kombinasi cara pertama dan kedua di atas, misalnya enam bulan sekali atau 1000 jam pakai, tergantung mana yang dahulu. Suatu kegiatan bisa dikatakan merupakan kegiatan kalibrasi jika kegiatan tersebut menghasilkan: 1.Sertifikasi kalibrasi,2. Lembar hasil atau laporan hasil kalibrasi yang memuat, mencantumkan atau berisi angka koreksi, deviasi atau penyimpangan, ketidakpastian dan batasan - batasan atau standart penyimpangan yang diperkenankan, dan 3.Label atau penanda. Kalibrasi diperlukan hanya untuk alat yang baik atau sedang dioperasionalkan dan bukan untuk alat yang rusak. Alat rusak haruslah diperbaiki dahulu baru kemudian dilakukan pengujian dan kalibrasi untuk memastikan bahwa alat tersebut betul-betul baik. Dari hasil kalibrasi dapat diketahui kesalahan penunjukan instrumen ukur, sistem pengukuran atau bahan ukur, untuk pemberian nilai pada tanda skala tertentu dan juga dapat dicatat dalam suatu dokumen disebut seba.2.4 Akurasi dan erorAkurasi merupakan salah satu point yang harus kita perhatikan sebelum membeli alat ukur, dalam design kualifikasi pembelian alat ukur item ini wajib ada, karena jika kita salah dalam menentukan akurasi maka dampaknya adalah alat yang kita beli tidak sesuai dengan penggunaannya. Pengertian akurasi itu sendiri adalah kemampuan dari instrumen ukur untuk memberikan indikasi kedekatan terhadap harga sebenarnya (true value) dari objek yang diukur. Akurasi adalah perluasan jangkauan di mana nilai yang diindikasikan oleh sebuah system pengukuran atau elemen mungkin bernilai salah. Sedangkan eror atau kesalahan adalah perbedaan antara nilai sebenarnya dengan nilai yang terukur dari besaran-besaran seperti: perpindahan, tekanan, suhu, dan lain-lain. Peralatan instrumentasi elektronik yang baik dirancang agar dapat membatasi kesalahan yang mungkin terjadi, yang tidak dapat dihindari dalam setiap proses pengukuran. Pembatasan kesalahan ini diarahkan kepada suatu nilai atau range yang ketelitiannya diperlukan di dalam analisa teknik atau pada suatu proses kontrol. Kesalahan-kesalahan pengukur dapat tejadi disebabkan oleh hal-hal sebagai berikut:1. Akumulasi dari kesalahan-kesalahan yang ada dan diketahui pada setiap elemen dari sistem instrumentasi.2. Terdapatnya elemen di dalam sistem yang tidak berfungsi dengan benar.3. Efek dari transduser di dalam proses.4. Sensitivitas atau kepekaan ganda dari transduser.5. Sumber-sumber kesalahan lainnya.Eror internal dapat terjadi dalam banyak cara,berikut berbagai eror yang kerap di jumpai dalam spesifikasi sistem intrumentasi dan sensor :1. Eror HisteresisError histeresis digunakan untuk menyatakan selisih keluaran yang diperoleh dari nilai besaran yang sama, yang sedang diukur berkenaan dengan apakah nilainya didapat melalui perubahan kontinu naik atau turun. Misalkan akan diukur suatu temperatur yang sama pada suatu fluida, misalkan pada temperatur T satuan. Pertama-tama pengukuran dilakukan pada saat fluida tersebut dipanaskan. Dan pengukuran kedua dilakukan pada saat fluida didinginkan. Untuk pengukuran yang sama yaitu pada temperatur T satuan, akan didapatkan perbedaan nilai besaran temperatur yang terukur dikarenakan dua perlakuan yang berbeda pada fluida ini, seperti pada gambar di atas. Error seperti ini disebut sebagai Error Histeresis.2.Error non-linieritasEror ini biasanya digunakan ketika mengasumsikan sebuah hubungan yang tidak linier menjadi hubungan yang linier (untuk melakukan pendekatan). Jika belajar kontrol otomatis biasanya suka dijumpai linearisasi pada sebuah grafik yang sebenarnya tidak liniear. Untuk mempermudah perhitungan biasanya dilakukan liniearisasi, tentunya dengan menggunakan teknik-teknik linearisasi. Demikian juga dengan alat ukur atau sistem pengukuran, hubungan antara nilai sebenarnya dari besaran yang diukur, dan nilai yang terukur sebenarnya tidak semuanya bersifat linier, sering dijupai kasus non-linearitas. Akan tetapi untuk mempermudah, untuk kasus tertentu dilakukan liniearisasi, sehingga muncul yang disebut dengan Error Non-liniear.3. Error penyisipanUntuk mengerti fenomena error penyisipan, misalnya dilakukan pengukuran temperatur dengan menggunakan termometer pada air yang panas. setelah itu, termometer yang digunakan tadi digunakan untuk mengukur air yang dingin. Pada saat pengukuran pada air yang dingin, maka air di sekitar termometer suhunya akan berubah dikarenakan termometer yang baru saja digunakan pada air panas langsung di celupkan ke air yang dingin, sehingga muncul error yang disebut error penyisipan. Contoh lainnya adalah penyisipan ampemeter dan voltmeter pada pengukuran arus dan tegangan pada rangkaian, dimana amperemeter dan voltmeter sendiri mempunyai nilai resistansi yang berpengaruh pada nilai hasil pengukuran.Eror = nilai terukur nilai sebenarnyaPersentase eror = 2.5 SensitivitasSensitivitas adalah rasio antara perubahan pada output terhadap perubahan pada input. Pada alat ukur yang linier, sensitivitas adalah tetap. Dalam beberapa hal harga sensitivitas yang besar menyatakan pula keunggulan dari alat ukur yang bersangkutan. Alat ukur yang terlalu sensitif adalah sangat mahal, sementara belum tentu bermanfaat untuk maksud yang kita inginkan. Sensitivitas menggambarkan seberapa bersar perubahan yang ditimbulkan pada keluaran sistem instrumen atau elemen sistem ketika besaran yang sedang diukur berubah pada suatu nilai yang ditetapkan, secara sederhana merupakan rasio atau perbandingan antara keluaran dan masukan. Sebagai contoh, sebuah termokopel yang memiliki sensitivitas 20 V/derajat satuan temperatur akan menghasilakan keluaran sebesar 20 V untuk setiap perubahan temperatur sebesar 1 derajat satuan.Sensitivitas Statik (K) = Dimanao = perubahan output1 = perubahan input yang sesuai

Pada gambar (a) Menunjukkan hubungan linear antara output dan input, dan Oleh karena itu sensitivitas sama dengan kemiringan grafik kalibrasi. dalam kasus hubungan masukan non-linear / output yang ditunjukkan pada gambar. Pada gambar (b) Sentivitas akan bervariasi sesuai dengan nilai output.

BAB III METODELOGI PENELITIAN3.1 Metode Kalibrasi Alat Ukur1. KecepatanMetode kalibrasi alat ukur kecepatan dengan menggunakan rumus mencari kecepatan yaitu:Kecepatan = Jarak di bagi waktu tempuh. Dalam proses pengukuran kecepatan , misal menggunakan jarak 100 meter dan dalam waktu 30 detik, 200 meter dan dalam waktu 60 detik, 300 meter dan dalam waktu 90 detik, 400 meter dan dalam waktu 120 detik dan 500 meter dan dalam waktu 150 detik. Catat nilai output dari sensor meliputi besar dari nilai output dan kestabilan dari sensor terhadap jarak yang di tempuh. Lalu hasil dari perhitungan itu di bandingkan dengan alat pengukur kecepatan yang terdapat pada sepeda motor sebagai pembanding.2. ReganganSuatu metode sederhana untuk pengukuran regangan ialah dengan menempatkan semacam penandaan berupa kisi pada permukaan benda uji dan kemudian mengukur deformasi kisi ini bila spesimen itu diberi beban. Sensitivitas metode kisi bergantung pada ketelitian pengukuran anjakan garis-garis kisi. Untuk pengukuran itu seringkali digunakan mikroskop mikrometer. Metode kisi ini berlaku untuk bahan dan proses dimana terdapat deformasi yang cukup besar karena beban. Metode ini dapat diterapkan untuk mengkaji regangan yang terjadi pada proses membentuk logam lembaran. Deformasi kisi sesudah pembentukan memberikan petunjuk kepada perancang mengenai tegangan-tegangan lokal yang terjadi pada bahan itu selama proses pembentukan.3. BebanKalibrasi beban dilakukan dengan metode perbandingan antara alat ukur beban atau neraca merk tertentu yang ada di pasaran dengan alat ukur buatan. Misal kita mengukur 1 kg anak timbangan dengan neraca, kemudian kita lihat output dari alat ukur buatan menunjukkan nilai berapa. Kemudian kita ulangi dengan akumulasi beban 2 kg, 3 kg, 4 kg dan 5 kg. Setelah itu dilakukan perbandingan pada output dari sensor terhadap setiap akumulasi beban.4. TekananKalibrasi alat ukur tekanan dilakukan dengan cara perbandingan. Perbandingan yang dimaksudkan disini adalah membandingkan alat ukur buatan dengan alat ukur yang sudah ada di pasaran. Kalibrasi dilakukan secara bertahap dengan sistem perbandingan. Perbandigan yang digunakan adalah 10 psi, 20 psi, 30 psi, dan 40 psi pada alat ukur yang ada dipasaran untuk dibandingkan dengan alat ukur buatan. Setelah kalibrasi dilakukan, kemudian data hasil kalibrasi di catat dan langkah berikutnya menentukan perbandingan alat ukur.5. GetaranMetode kalibrasi getaran dilakukan dengan menggunakan bandul matematis. Langkah kalibrasinya sebagai berikut : 1. Membuat bandul dari tali dengan pemberat ( misal batu ) dengan berat tertentu.2. Letakkan sensor pada mistar baja yang letaknya dekat dengan bandul3. Bandul di ayunkan dengan simpangan 30, 60, 90 dan seterusnya sampai bandul tidak bergerak atau kembali pada posisi normal.4. Mencatat nilai frekuensi dan periode.5. Mencatat output dari sensor.6. Menghitung nilai frekuensi dan periode dengan menggunakan teori perhitungan bandul matematis.6. SuhuMetode kalibrasi alat ukur suhu dilakukan dengan cara perbandingan. Maksud perbandingan disini adalan dengan membandingkan antara alat ukur buatan dengan alat ukur yang sudah ada di pasaran, yaitu thermometer. Kedua alat ukur tersebut kemudian di uji pada udara bebas dan pada air yang dipanaskan secara bertahap.7. GasMetode kalibrasi alat ukur gas dilakukan dengan bantuan gas korek api jenis korek gas. Gas bensol dari korek diambil kemudian disimpan dalam suatu wadah. Kemudian dengan bantu suntikan, dilakukan pengkalibrasian dengan langkah sebagai berikut:1. Ambil 10 cc udara bebas pada suntikan.2. Kemudian ambil gas bensol dari wadah hingga angka pada suntikan mencapai angka 100 cc.3. Dari uraian diatas, dapat dikatakan bahwa pencampuran gas dilakukan dengan perbandingan 1:9.4. Kemudian campuran dari gas pada suntikan tersebut disemprotan ke alat ukur.5. Mencatat angka yang ditunjukkan oleh alat ukur.6. Menentukan tingkat keakuratan alat ukur7. Mengulangi proses kalibrasi dengan perbandingan gas 2:9, 3:9, 4:9 dan 5:9.8. Mengulangi proses di atas dengan 100 cc gas elpiji dan 100 cc udara bebas.Setelah langkah langkah di atas dilakukan, maka dapat diperoleh data dimana data tersebut merupakan tingkat keakuratan, presisi dan sensitivitas pengukuran dari alat ukur gas.8. Displacement (Perpindahan)Metode kalibrasi alat ukur perpindahan dilakukan dengan cara perbandingan atau menggunakan meteran. Misal di gunakan jarak 100 meter, kita mengukur perpindahannya. Kemudian mengulangi langkah tersebut dengan akumulasi jarak 200 meter, 300 meter, 400 meter dan 500 meter. Langkah berikutnya adalah melakukan perbandingan nilai output dari sensor (besar nilai output dan kestabilan nilai output) terhadap setiap akumulasi jarak.9. JarakMetode kalibrasi alat ukur jarak hampir sama dengan metode pengukuran displacement ( perpindahan ). Jarak adalah panjang lintasan yang di tempuh sedangkan perpindahan adalah letak dari posisi awal ke posisi akhir10. Gaya / Beban PuntirMetode kalibrasi alat ukur Gaya / beban puntir dilakukan dengan menggunakan Timbangan kodok yang menggunakan sistem tuas untuk mengukur gaya yang besar dengan memakai standar berat yang jauh lebih kecil. Batang lengan neraca disembangkan dengan mengkombinasikan dengan tepat pemberat gantung dan tangan tuas pemberat geser sepanjang skala yang sudah dikalibrasi. Timbangan ini dapat mengadakan gerak keseimbangan sendiri dengan menambahkan sensor listrik untuk pergeseran untuk mendeteksi keadaan seimbang dan sebuah sistem penguat motor untuk menggerakkan pemberat geser pada posisi seimbang.11. Gaya / Beban Lentur Metode kalibrasi alat ukur Gaya / beban lentur dilakukan dengan cara sebagai berikut :1. Menyiapkan kawat dengan diameter 5 mm.2. Meletakkan kawat pada penjepit (misal ragum).3. Meletakkan sensor pada 4. Menarik kawat dengan neraca pegas sebagai acuan perbandingan besar gaya yang diberikan pada kawat dengan beban 5 kilogram.5. Mencatat nilai output dari sensor dan nilai gaya yang diberikan untuk menarik kawat.6. Mengulangi langkah langkah diatas dengan akumulasi beban pada neraca pegas sebesar 10 kilogram, 15 kilogram, 20 kilogram dan 25 kilogram.7. Melakukan perbandingan pada nilai output sensor terhadap setiap akumulasi beban yang diberikan pada kawat.

BAB IV PEMBAHASAN4.1 Spesifikasi Tiap Sensor1. Alat Ukur KecepatanData PercobaanKecepatan(Rpm)TEGAGAN (V)rata-rata (V)

Perc. 1Perc. 2Perc. 3Perc. 4

501.21.01.11.11.1

1002.22.02.02.02.05

1503.63.83.73.73.7

2004,84.84.84.84.8

Dari grafik hasil pengukuran di atas di dapat persamaan garis linier y = 0.0255x-0.275 , sehingga dari persamaan tersebut dapat dicari besarnya sensitivitas, akurasi, dan gallat dari alat ukur tekanan dengan cara:

RpmVperc.(V)Sensitivitasakurasi

501.110.020.1

1002.052.2750.022750.225

1503.73.550.023670.15

2004.84.8250.0241250.025

Rata-rata2.91250.0226360.5

Sensitivitas = 0.022636 Akurasi = 0.5 Gallat = x100% = 17.17%Persamaan garis linier diatas dapat digunakan sebagai konversi kalibrasi dari satuan Volt ke rpm dengan merubah persamaan tersebut menjadi x = .Contoh Spesifikasi Alat yang akurat

RpmVperc.(V)Sensitivitasakurasi

501.11.10.0220

1002.22.20.0220

1503.33.30.0220

2004.44.40.0220

Rata-rata2.750.0220

Sensitivitas = 0.022

2. Alat Ukur Beban LenturData Hasil PercobaanNo. Masa (Kg)Voltase 1 (mV)Voltase 1 (mV)Voltase 1 (mV)Voltase Rata-rata (mV)Voltase Rata-rata (mV) dengan Penguatan 10 Kali

1106.76.76.76.70067.000

2206.86.86.86.80068.000

3306.96.976.93369.333

4407777.00070.000

5507.17.17.17.10071.000

6607.27.17.17.13371.333

7707.27.27.27.20072.000

Dari grafik hasil pengukuran di atas di dapat persamaan garis linier Y= 0,0833x + 66,476. Sehingga dari persamaan tersebut dapat dicari besarnya sensitivitas, akurasi, dan gallat dari alat ukur tekanan dengan cara: Massa(Kg)Vrata-rata dengan penguat 10 kali(V)Sensitivitasakurasi

1067.00067.3096.73090.309

2068.00068.1423.40710.142

3069.33368.9752.23-0.358

4070.00069.8081.7452-0.192

5071.00070.6411.413-0.359

6071.33371.4741.190.141

7072.00072.3071.0330.307

Rata-rata69.8082.5356-0,00143

Sensitivitas = 2,53 Akurasi = 0,00143 Gallat = x100% = 0,002%Persamaan garis linier diatas dapat digunakan sebagai konversi kalibrasi dari satuan Volt ke Kg dengan merubah persamaan tersebut menjadi x = Contoh Spesifikasi Alat yang akurat Massa(Kg)Vrata-rata dengan penguat 10 kali(V)Sensitivitasakurasi

1067676.70

201341346.70

302012016.70

402682686.70

503353356.70

604024026.70

704694696.70

Rata-rata2686.70

Sensitivutas : 6.7

3. Alat Ukur Beban PuntirData PercobaanBEBAN (Kg)TEGANGAN (mV)Rata-Rata

Perc. 1Perc. 2Perc. 3Perc. 4Perc. 5

15.25.15.25.25.15.16

25.15.35.25.25.25.2

35.45.45.35.35.25.32

45.45.55.45.45.35.4

55.55.55.55.45.55.48

Dari grafik hasil pengukuran di atas di dapat persamaan garis linier Y= 0,084x + 5,06 . Sehingga dari persamaan tersebut dapat dicari besarnya sensitivitas, akurasi, dan gallat dari alat ukur Beban Puntir dengan cara:Massa(Kg)Tegangan rata-rata (mV)(mV)Sensitivitasakurasi

15.165.1445.144-0.016

25.25.2282.6140.028

35.325.3121.771-0.008

45.45.3961.349-0.004

55.485.481.0960

Rata-rata5.3122.39480.014

Sensitivitas = 2.3948 Akurasi = 0.014 Gallat = x100% = 0.26 %Persamaan garis linier diatas dapat digunakan sebagai konversi kalibrasi dari satuan mV ke kg dengan merubah persamaan tersebut menjadi x = Contoh Spesifikasi Alat yang akurat Massa(Kg)Tegangan rata-rata (mV)(mV)SensitivitasAkurasi

15.15.15.10

25.210.25.10

35.315.35.10

45.420.45.10

55.525.55.10

Rata-rata15.35.10

Sensitivitas = 5.1