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 20°C - Massa jenis massa standarnya pada 20° adalah 8000 kg/m3. - Massa jenis udara (ρ) = 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 m–3)

Class of weight (for class M3, no value is specified)

E1 E2 F1 F2 M1 M1–2 M2 M2–3

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 20°C.

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