Sekretariat KAN sering berdiskusi dengan laboratorium dan asesor terkait tentang metoda kalibrasi. Salah satunya adalah, seperti judul email ini : Apakah BS EN 837 -1 Pressure Gauges Part 1: Bourdon Tube Pressure Gauges – Dimensions, Metrology, Requirements and Testing metoda kalibrasi tekanan?

BS EN 837-1 merupakan sebuah standar yang menetapkan spesifikasi Bourdon Pressure Gauge, salah satu yang ditetapkan sebagai persyaratan adalah “akurasi” dan “histeresis”. Dua persyaratan itulah yang memerlukan proses “kalibrasi” sedemikian hingga hasil kalibrasi dapat dibandingkan dengan akurasi dan histeresis yang dipersyaratkan dalam BS EN 837-1.

Sebenarnya tidak hanya BS EN 837-1 saja yang merupakan spesifikasi bukan metode kalibrasi, bila kita lihat JIS B 7502, JIS B 7516, JIS B 7506, dll, semuanya merupakan “standard specification” untuk peralatan yang relevan, dan kalibrasi adalah suatu proses untuk memperoleh “nilai-nilai” karakteristik peralatan yang kemudian dibandingkan dengan spesifikasi di dalam standard tersebut. Bila kita melihat ke OIML R111: 2004, di dalamnya juga berisi spesifikasi untuk anak timbangan yang ditetapkan oleh OIML, sedangkan metode kalibrasi dan evaluasi ketidakpastiannya dijelaskan sebagai lampiran dari standard specification tersebut. Secara umum metode kalibrasi dikenal sebagai “rational method“, yaitu sebuah metode yang hasilnya tidak tergantung pada rincian dari metode tersebut, tetapi dapat dikembangkan secara ilmiah untuk menganalisis hasil kalibrasi yang diinginkan. Sedangkan dokumen The Calibration of Weight and Balance, NMIA 2004 dan The Calibration of Balances, CSIRO NML 1995 memang merupakan sebuah buku yang menjelaskan proses kalibrasi timbangan.

Dengan pertimbangan tersebut di atas, ruang lingkup laboratorium kalibrasi, berdasarkan ISO/IEC 17011 hanya mewajibkan pernyataan tentang jenis alat yang dikalibrasi, besaran yang diukur, rentang ukur, dan ketidakpastian pengukuran, sedangkan pernyataan metode/spesifikasi bersifat optional.

Terkait dengan kalibrasi alat ukur tekanan menggunakan standar selain DWT, tentu saja akan memiliki model matematis yang berbeda, bergantung pada besaran-besaran yang berpengaruh pada nilai tekanan yang dihasilkan pada saat merealisasikan standar. Namun demikian secara umum, alat ukur apa-pun dapat dimodelkan secara sederhana dengan:
(estimasi) koreksi = (estimasi) nilai benar – pembacaan alat ukur yang dikalibrasi

Atau

(estimasi) kesalahan = Pembacaan alat ukur yang dikalibrasi – (estimasi) nilai benar

sedangkan kalibrasi standar (seperti anak timbangan, gauge block, dll) dapat dimodelkan dengan:

(estimasi) nilai standar yang dikalibrasi = (estimasi) nilai benar + (estimasi) perbedaan nilai antara standar acuan dengan standar yang dikalibrasi

Pembacaan alat ukur yang dikalibrasi pada umumnya diestimasi dari “nilai rata-rata penunjukkan alat ukur yang dikalibrasi”, sedangkan (estimasi) nilai benar diperoleh dari
“nilai dari sertifikat kalibrasi standar ditambah koreksi-koreksi dari besaran berpengaruh”
atau dari “perhitungan berdasarkan model matematis yang digunakan untuk merealisasikan standar”

Sedangkan dalam kalibrasi standar (estimasi) perbedaan nilai antara standar acuan dengan standar yang dikalibrasi, diperoleh dari dua alternatif berikut:

(estimasi) koreksi = rata-rata (pembacaan komparator pada saat mengukur standar – pembacaan komparator pada saat mengukur standar yan dikalibrasi)

Kasus untuk kalibrasi alat ukur tekanan:

bila menggunakan DWT, maka

(estimasi) nilai benar tekanan = diperoleh dari model matematis dasar mg / A

bila menggunakan standar lain seperti pressure calibratior, dll:

(estimasi) nilai benar tekanan = nilai dari sertifikat kalibrasi + koreksi 1 + koreksi 2 + …+ koreksi n, dimana koreksi-koreksi yang diperlukan bisa dievaluasi dari karakteristik standar yang dijelaskan dalam buku manualnya (sebagai contoh: pengaruh temperatur, kestabilan jangka panjang, dll)

Hasil diskusi sekretariat KAN dan asesor teknis terkait tentang kalibrasi mass comparator

1. Fungsi timbangan adalah untuk mengestimasi massa dari sebuah obyek yang dibebankan di atas pan-nya, sedangkan fungsi mass comparator adalah untuk mengestimasi selisih antara 2 (dua) beban dengan massa nominal sama yang dibebankan pada pan secara bergantian.

2. Kalibrasi harus dilakukan sesuai dengan “cara kerja” peralatan pada saat digunakan,

3. Oleh karena itu: kalibrasi timbangan ditujukan untuk mengetahui perbedaan antara “pembacaan timbangan” dengan “massa konvensional standar massa” dilakukan dengan skema Z-M-M-Z, karena pada saat digunakan untuk menimbang cara kerja timbangan adalah dari posisi sensor tidak dibebani (Z), kemudian dibebani dengan massa (M) dan setelah itu baban diangkat kembali (Z)

4. Sedangkan kalibrasi mass comparator ditujukan untuk “mengetahui kemampuan timbangan untuk membedakan (diskriminasi) massa dari 2 (dua)buah standar massa yang memiliki massa nominal sama”, karena yangdimaksudkan untuk diukur oleh mass comparator bukanlah estimasi massa dari standar massa tetapi “estimasi perbedaan massa dari 2 (dua) buah standar massa”. Oleh karena itu yang harus dikalibrasi adalah “linearitas estimasi selisih antara 2 (dua) buah standar massa mulai dari nilai terkecil dari standar massa sampai dengan nilai terbesar dari standar massa yang sama sesuai dengan kapasitas mass comparator tersebut, Oleh karena itu kalibrasi mass comparator, dilakukan dengan mengukur “standar deviasi” dari selisih hasil penimbangan standar massa yang sama sesuai dengan skema kalibrasi anak timbangan yang digunakan oleh laboratorium,”, sebagai contoh bila kalibrasi anak timbangan di laboratorium menggunakan skema S-T-T-S, maka kalibrasi mass comparator dilakukan pada titik ukur yang sama dengan nilai nominal setiap anak timbangan yang dikalibrasi dengan cara mencatat M1, M2, M3, M4, …, M20 dan kemudian menghitung standar deviasi dari selisih (M2-M1), (M4-M3),…(M18-M17), (M20-M19), sedangkan bila kalibrasi anak timbangan di laboratorium menggunakan skema S-T-S, maka yang dihitung adalah standar deviasi dari selisih (M2-M1), (M3-M2), (M4-M3),…(M19-M18), (M20-M19).

5. Apabila timbangan digunakan sebagai “mass-comparator”, maka hasil kalibrasi (linearitas dan ketidakpastian) yang diperoleh dari kalibrasi timbangan pada butir 3 di atas tidak dapat mewakili karakteristik timbangan pada saat digunakan sebagai mass comparator, karena “nilai tertimbang pada saat digunakan sebagai timbangan sama dengan estimasi massa dari beban di atas pan” sedangkan “nilai tertimbang yang dicari pada saat digunakan sebagai mass comparator adalah selisih dari 2 (dua) beban yang nominalnya sama”, bila digunakan sebagai timbangan maka linearitas yang dimaksud adalah pada massa (untuk timbangan 200,0000 g sebagai contoh) 10 g, 20 g, 30 g, … 200 g, sedangkan pada mass comparator linearitas yang dimaksud adalah untuk data (10,01 mg – 9,99 mg), (20,02 mg – 20,00 mg), (50,03 mg – 50,01 mg),… (1,0001 g – 0,9998 g), … (200,000 g – 199,9998 g).

6. Adalah benar bahwa setiap peralatan utama, bantu dan subsider yang berpengaruh terhadap akurasi hasil kalibrasi harus dikalibrasi, namun demikian yang berpengaruh kepada ketidakpastian dari hasil kalibrasi anak timbangan bukanlah karakteristik yang diperoleh dari metode kalibrasi pada butir 3 di atas, tetapi yang berpengaruh adalah karakteristik yang diperoleh dari metode kalibrasi mass comparator pada butir 4 di atas. Dalam hal ini karakteristik dari hasil kalibrasi yang sangat berpengaruh adalah “repeatability” dari selisih yang mampu di baca oleh mass comparator.

Mudah-mudahan bermanfaat