Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
i SNSU PK.S-02:2021 PANDUAN KALIBRASI TERMOMETER DIGITAL Penyusun: 1. Suherlan 2. Ghufron Zaid 3. Dwi Larassati 4. Hidayat Wiriadinata 5. Arfan Sindhu Tistomo 6. Aditya Achmadi 7. Iip Achmad Rifai 8. Melati Azizka Fajria 9. Arief Gunawan 10. Effendi 11. Arlan Kontributor: 1. Dede Erawan 2. Achmad Sulaeman Desain sampul: Bagus Muhammad Irvan - BSN Direktorat SNSU Termoelektrik dan Kimia Badan Standardisasi Nasional Hak cipta © Badan Standardisasi Nasional, 2021 Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 ii Lembar Pengesahan Panduan Kalibrasi Termometer Digital SNSU PK.S-02:2021 diterbitkan oleh Badan Standardisasi Nasional sebagai upaya untuk mengharmoniskan pelaksanaan kalibrasi thermometer digital di laboratorium kalibrasi maupun institusi lain yang berkepentingan dengan pengukuran yang perlu dijamin keabsahannya. Panduan ini mencakup definisi umum, langkah-langkah kalibrasi, serta evaluasi ketidakpastian pengukuran. Panduan ini disusun berdasarkan acuan metode internasional, nasional, maupun sumber ilmiah lainnya melalui proses pembahasan internal di Direktorat Standar Nasional Satuan Ukuran Termoelektrik dan Kimia serta dengan mempertimbangkan masukan dari para ahli di bidang metrologi suhu. Dokumen ini diterbitkan secara bebas dan tidak untuk diperjualbelikan secara komersial. Bagian dari dokumen ini dapat dikutip untuk keperluan edukasi atau kegiatan ilmiah dengan menyebutkan sumbernya, namun tidak untuk keperluan komersial. Disahkan tanggal 29 Desember 2021 Hastori Deputi Bidang Standar Nasional Satuan Ukuran Badan Standardisasi Nasional Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 iii Daftar Isi halaman Penyusun dan Kontributor ... i Lembar Pengesahan ... ii Daftar Isi ... iii 1. Pendahuluan ... . 5 2. Ruang Lingkup ... ... 5 3. Definisi ... .... .... . 5 4. Peralatan ... 6 5. Pra Kalibrasi ... ...... ... 6 5.1 Rekaman Teknis ... 6 5.2 Penkondisian DUC ... 6 5.3 Batas Pencelupan ... .. 7 5.4 Pembuatan Titik Es ... .. 10 6. Proses Kalibrasi ... ...... .... . 11 7. Analisa Data ... 13 7.1 Menghitung Koreksi ... . 13 7.2 Persamaan Interpolasi ... 14 7.3 Evaluasi Ketidakpastian ... .. 15 Daftar Pustaka ... .... .. 21 Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 iv Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
5 1 Pendahuluan 1.1 Petunjuk teknis kalibrasi ini disusun untuk mengharmonisasikan pelaksanaan kalibrasi alat ukur suhu berupa termometer digital (temperature sensors with display unit) yang dilakukan oleh laboratorium yang menerapkan SNI ISO/IEC 17025:2017, Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi. 1.2 Metode kalibrasi yang diuraikan dalam panduan ini mengacu pada beberapa dokumen standar diantaranya MSL Technical Guide 1, EURAMET Calibration Guide No. 8 dan beberapa literatur lain yang relevan dan termutakhir. Evaluasi ketidakpastian pengukuran mengacu kepada dokumen EA-4/02 M:1999, Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration dan JCGM 100:2008, Evaluation of Measurement Data - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, atau dokumen lain yang sesuai. 2 Ruang Lingkup 2.1 Panduan ini menetapkan prosedur kalibrasi untuk terrmometer digital secara kontak dengan sensor RTD (resistance temperature detector) dan termokopel (tipe probe atau kawat) pada rentang ukur -195 ºC ~ 1500 ºC dengan media kalibrasi suhu bak cairan (liquid bath: alcohol, water, silicon oil, salt) dan/atau tungku (dry well, dry block, etc.); 2.2 Kalibrasi yang dilakukan menggunakan metode perbandingan antara penunjukkan termometer digital dengan penunjukan termometer standar; 2.3 Termometer standar yang digunakan dapat berupa termometer digital dengan sensor PRT (platinum resistance thermometer) dan/atau nobel/pure-metal thermocouple (tipe S, R, B, Pt/Pd, Pt/Au) dengan perbandingan akurasi standar dan DUC (device under calibration) 4:1 atau setidaknya lebih baik dari alat yang akan dikalibrasi (DUC); 2.4 Panduan ini juga menetapkan prosedur evaluasi ketidakpastian pengukuran dan kalibrasi yang terkait dengan kalibrasi termometer digital. 3 Definisi 3.1 Termometer digital adalah sensor suhu (umumnya jenis sensor termoelektrik: RTD dan termokopel) yang dilengkapi dengan unit display elektronik yang terbaca dalam satuan suhu (°C, °F atau satuan suhu lainnya). 3.2 Media kalibrasi adalah media sumber/penghasil panas atau dingin dapat berupa bak cairan (alkohol, air, minyak, garam) atau tungku. Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 6 4 Peralatan 4.1 Termometer standar (PRT, nobel/pure-metal thermocouple) dengan indikator (resistance bridge, nano-volt meter atau indikator lain yang sesuai) yang terkalibrasi dan tertelusur ke laboratorium kalibrasi terakreditasi; 4.2 Media kalibrasi (bak cairan dan/atau tungku) yang sudah diukur/diuji keseragaman (uniformity) dan kestabilan (stability) suhunya; 4.3 Media kalibrasi titik es 5 Pra Kalibrasi 5.1 Rekaman Teknis Rekaman teknis DUC dilakukan sebelum proses pengukuran dan kalibrasi. Rekaman tersebut umumnya terkait hal-hal sebagai berikut: - Pabrik pembuat (manufacturer), model, nomor seri, daya baca (resolusi), kapasitas/rentang ukur, dan informasi terkait lainnya; - Rentang ukur/kalibrasi yang diminta serta akurasi yang diharapkan; - Titik-titik ukur spesifik (jika ada) sesuai kebutuhan pelanggan; - Penggunaan DUC di lapangan, apakah akan digunakan sebagai termometer acuan atau alat ukur biasa; - Apakah diperlukan atau akan dilakukan adjustment sesuai kebutuhan dan permintaan pelanggan - Data teknis lain jika diperlukan 5.2 Pengkondisian DUC Dalam beberapa kasus (jika diperlukan) termometer digital memerlukan pengkondisian sebelum dilakukan proses kalibrasi, diantaranya sebagai berikut: - Pada termometer digital dengan sensor RTD (misal: Pt-100) dengan tipe sensor lilitan mungkin diperlukan annealing (dipanaskan pada titik ukur maksimumnya) untuk memulihkan kondisi lilitan kawat sensor setelah proses transportasi. - Pada beberapa tipe termokopel (umumnya nobel/pure-metal thermocouple) mungkin perlu dilakukan uji ketidakseragaman (inhomogeneity) kawat termokopel untuk mengetahui kesalahan dalam pengukuran suhu. Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
(1) Sumber: Traceable Temperature Gambar 1. Profil distribusi suhu pada stem termometer = SNSU PK.S-02:2021 7 - Beberapa tipe indikator suhu (umumnya indikator dengan resolusi tinggi), mungkin memerlukan penyetabil tegangan jala-jala, dll. 5.3 Batas Pencelupan Probe ataupun stem termometer digital pada umumnya tidak tercelup semua sehingga ada potensi timbulnya kesalahan dalam pencelupan (immersion error). Kedalaman pencelupan probe sensor termometer digital juga tergantung pada seberapa akurat hasil pengukuran/kalibrasi yang diinginkan/diperlukan. Gambar 1 menampilkan profil distribusi suhu pada stem sebuah termometer ketika dicelupkan dalam suatu media suhu. Pada gambar tersebut dapat terlihat bahwa termometer bisa menjadi perantara perpindahan/hilangnya panas dari sebuah media suhu ke lingkungan. Model matematika sederhana terkait kesalahan akibat pencelupan termometer dapat dilihat pada persamaan 1. Model Matematika Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
= Konstanta = Diameter efektif probe Untuk kemudahan dalam menentukan batas pencelupan termometer sesuai dengan tingkat akurasi yang diperlukan, dapat juga menggunakan grafik pada Gambar 2. Grafik ini menampilkan hubungan kesalahan relatif suhu dalam % dengan ukuran diameter probe sebuah termometer. Model Grafik Sumber: Traceable Temperature Gambar 2. Grafik kesalahan suhu relatif SNSU PK.S-02:2021 8 di mana: = Suhu media K = Suhu lingkungan = Kedalaman pencelupan = Kesalahan pencelupan Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
0,01 % Dengan mengacu ke grafik pada Gambar 2, dengan akurasi relatif 0,01%, maka diperoleh nilai 9,4 x Deff atau jika dibulatkan menjadi 10 x Deff. Sehingga kedalaman pencelupan dapat dihitung sebagai berikut: (3) - Untuk pengukuran di lab - lab kalibrasi dengan akurasi tinggi 0,0001%, termometer dicelupkan sedalam 15 kali diameter probe ditambah dengan panjang elemen sensor seperti pada persamaan berikut: = = = = 5× SNSU PK.S-02:2021 9 Contoh kasus: Diketahui sebuah termometer memiliki diameter probe 4 mm dengan panjang elemen sensor 40 mm. Diharapkan kesalahan akibat pencelupan dalam pengukuran tidak lebih dari 0,01 °C pada suhu 100 °C. Tentukan pencelupan minimum dari termometer tersebut. Penyelesaian: Pertama, tentukan akurasi relatif dalam % yang diharapkan dalam pengukuran tersebut dengan persamaan berikut: (2) - Untuk pengukuran di lab - lab kalibrasi dengan akurasi 0,01%, termometer dicelupkan sedalam 10 kali diameter probe ditambah dengan panjang elemen sensor seperti pada persamaan berikut: =0,01100 =80 + + + + 10× 10× Panduan Sederhana Dengan mengacu ke model grafik pada Gambar 2, berikut panduan sederhana pencelupan termometer berdasarkan penggunaannya dalam pengukuran dan kalibrasi: - Untuk pengukuran kelas industri dengan akurasi 1%, termometer dicelupkan sedalam 5 kali diameter probe ditambah dengan panjang elemen sensor seperti pada persamaan berikut: (4) 15× 20 Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 10 5.4 Pembuatan Titik Es Titik es didefinisikan sebagai suatu kondisi kesetimbangan suhu dari es dan air udara jenuh (air-saturated water) yang terjadi pada suhu 0,0 °C. Air udara jenuh adalah suatu kondisi di mana air sudah tidak melarutkan lagi udara disekitarnya karena sudah mencapai titik jenuh. Kondisi ini umumnya terjadi ketika air dan udara memgalami kontak dalam waktu yang cukup lama. Keuntungan menggunakan titik es adalah karena cara pembuatannya cukup sederhana dan sangat murah, dan sepanjang pembuatannya mengikuti metode yang baku, maka pengukuran di titi es bisa mencapai akurasi sampai ± 0,01 °C. Peralatan - Termos es dengan kedalaman 30 - 40 cm dan diameter 7 - 10 cm, atau disesuaikan dengan kebutuhan pengukuran. - Es serut yang terbuat dari air suling (distillated water) atau air lainnya dengan resistivitas Air suling atau air lain sesuai dengan ketentuan sebelumnya - Selang air dengan bahan lentur (silikon atau karet) dengan diameter sekitar 0,5 cm - Batang logam atau plastik untuk membuat lubang ukur (thermo-well) pada es dengan diameter disesuaikan dengan termometer yang akan dikalibrasi - Penampung air (ember atau sejenisnya). Set up peralatan dapat dilihat pada Gambar 3. Sumber: Traceable Temperature Gambar 3. Media Titik Es Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 11 Sumber: Traceable Temperature Gambar 4. Es serut sebelum (warna putih) dan sesudah tercampur air (warna bening) Cara Pembuatan - Pasang selang pembuangan air pada termos seperti ditunjukan pada Gambar 3 - Penuhi termos dengan es serut atau cukup diisi sesuai kebutuhan - Siram dengan cara dicipratkan air suling pada es serut sehingga warna es berubah dari putih menjadi bening (lihat perbedaan warna es yang dimaksud pada Gambar 4) - Tunggu 15 - 20 menit sampai tercapai kesetimbangan suhu antara es serut dengan air. Pada selang waktu tersebut diharapkan sudah terbentuk campuran es dengan air udara jenuh. 6 Proses Kalibrasi Secara umum proses kalibrasi termometer digital mirip dengan kalibrasi termometer tipe lainnya, diantara langkah - langkah kerjanya adalah sebagai berikut: - Siapkan media kalibrasi di titik es seperti telah dijelaskan pada bab sebelumnya, kemudian ukur dan rekam koreksi penunjukan termometer pada titik es. - Set-up termometer standar dan DUC pada media kalibrasi seperti pada Gambar 5 - Set suhu media kalibrasi sesuai titik dan rentang ukur yang diperlukan dimulai dari titik ukur suhu terendah - Tunggu sampai suhu media kalibrasi stabil (setimbang termal), kemudian rekam pembacaan termometer standar dan DUC sekurangnya 5 kali, atau sesuai kebutuhan dan kondisi data. Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:202112Gambar 6.Set-up kalibrasi termometer digital-Ulangi Langkah 3 dan 4 untuk titik ukur suhu lainnya-Ulangi Langkah 1 untuk mengukur drift(thermal-cycling drift) termometer pada titik es-Jika diperlukan, pindah set-up kalibrasi ke media suhu lain sesuai titik dan rentang ukur yang diperlukanseperti Gambar 6. Sumber:Katalog Carbolite, Isotech dan FlukeGambar 6.Set-upkalibrasi sesuai media kalibrasi dan rentang suhunya Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
NoTermometer dibulatkanKRND(°C)Residual ErrorsRE(°C)10,00000,0000,0000,00002-19,9504-19,9600,0100,00043-7,4467-7,4600,013-0,000345,04305,045-0,0020,0000517,532017,535-0,0030,0000630,015330,0150,000-0,0003742,499442,500-0,001-0,0004854,975854,9750,0010,0002967,542267,550-0,008-0,00021080,008480,0050,003-0,00041192,473492,490-0,017-0,000412104,9527104,970-0,0170,000313117,4225117,440-0,0170,000514129,8958129,915-0,0190,000215142,3688142,390-0,0210,000216154,8518154,860-0,0080,000217167,3067167,3050,0020,000318179,7642179,7550,009-0,0002190,00000,005-0,0050,0000 = = ) dari termometer standar ( ) sebagai akibat dari pembulatan tersebut dengan persamaan berikut: (5) - Jika dilakukan pembulatan terhadap koreksi ( (6) Tabel 1 menampilkan contoh data kalibrasi termometer digital dan bagaimana koreksi DUC dihitung. Tabel 1. Contoh data kalibrasi termometer digital ) dengan persamaan berikut: SNSU PK.S-02:2021 13 7 Analisa Data 7.1 Menghitung Koreksi - Hitung rata-rata pembacaan termometer standar dan DUC dalam satuan suhu (misal °C) - Hitung koreksi (K) dengan mengurangkan pembacaan suhu DUC ( ), maka dihitung juga residual errors ( Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
di-nol-kan ( (7) - Hitung koefisien - koefisien persamaan (8) - Untuk dapat menyelesaikan model persamaan 4 variable diperlukan sekurangnya 4 pengukuran pada titik ukur suhu berbeda, dan untuk dapat menyelesaikan persamaan 3 variable diperlukan sekurangnya 3 pengukuran yang berbeda. - Ketidakpastian akibat kesalahan pada interpolasi (interpolation error) dapat dievaluasi sebagai ketidakpastian Tipe A atau Tipe B. Untuk dapat dievaluasi sebagai Tipe A, jumlah pengukuran/titik ukur (N) sekurangnya 2 kali lebih banyak dari jumlah koefisien (k) yang akan dihitung ( dengan model penyelesaian persamaan 4 variable. Dalam kasus koefisien = = +2), maka dievaluasi sebagai ketidakpastian Tipe B. Hal ini dimungkinkan jika ketidakpastian tersebut tidak dominan (tidak mempengaruhi nilai ketidakpastian akhir). - Untuk menyelesaikan persamaan polynomial dapat menggunakan fungsi-fungsi yang tersedia di Microsoft Excel seperti LINEST dan fungsi - fungsi lain pada regression tools. Selain dapat menghitung nilai koefisien, fungsi - fungsi tersebut juga menghasilkan parameter-parameter statistik lainnya seperti kesalahan baku (standard errors), derajat kebebasan (degree of freedom), dll. - Tabel 1 dan Gambar 7 menampilkan contoh kasus bagaimana persamaan interpolasi dilakukan pada hasil pengukuran. × × × × × × + + + + + SNSU PK.S-02:2021 14 7.2 Persamaan Interpolasi Dalam banyak kasus persamaan interpolasi diperlukan untuk mengestimasi koreksi pembacaan DUC pada titik - titik ukur yang tidak dikalibrasi. Misal pada Tabel 1, suhu -15 °C, 10 °C, 20 °C, dan beberapa suhu lainnya merupakan titik-titik ukur yang tidak dilakukan pengukuran pada saat kalibrasi, namun nilai - nilai koreksinya dapat diestimasi dengan persamaan interpolasi. Berikut secara umum langkah - langkah dalam menentukan persamaan interpolasi: - Tentukan model persamaan interpolasi, umumnya persamaan polynomial pangkat 3 atau lebih rendah (tergantung kualitas dari curve fitting yang dihasilkan), sebagai berikut: , , < =0), maka persamaan diselesaikan dengan persamaan 3 variable, sebagai berikut: dan +2). Dalam kasus jumlah titik ukur tidak terpenuhi ( Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
) diperoleh dari sertifikat kalibrasi dan nilainya dihitung dengan persamaan berikut: = 15 7.3 Evaluasi Ketidakpastian Mengacu ke dokumen JCGM 100:2008 (Evaluation of Measurement Data - Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement), dan dokumen lainnya, maka evaluasi ketidakpastian dibagi menjadi Tipe A dan Tipe B, sedangkan sumber ataupun komponen - komponen kertidakpastiannya tergantung pada model dan set-up pengukuran atau kalibrasi. Berikut beberapa contoh komponen ketidakpastian pada kalibrasi termometer digital: - Pembacaan Termometer Standar Ketidakpastian baku Tipe B pada pembacaan termometer standar ( = 0,007 °C = 4,407 946 E-03 °C SNSU PK.S-02:2021 15 Gambar 7. Data kalibrasi dan persamaan interpolasi polynomial pangkat 3 Dengan menggunakan fungsi LINEST pada Microsoft Excel maka diperoleh nilai - nilai koefisien, kesalahan baku dan derajat kebebasan dari persamaan polynomial pangkat 3 sebagai berikut: = 2,497 160 E-08 °C-2 = -4,350 795 E-06 °C-1 = -8,898 932 E-06 - Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
(11) - Daya Baca DUC Ketidakpastian akibat keterbatasan daya baca atau resolusi (R) indikator DUC ( ) dapat diestimasi dari maximum residual error ( = = = = = = (10) - Pengukuran Berulang Ketidakpastian baku Tipe A ( 3 3 3 3 3 3 (13) ) dari komponen ini dapat dihitung dengan persamaan berikut: ) dan dihitung dengan persamaan berikut: ) dari pengukuran berulang dievaluasi dari simpangan baku (SD) koreksi pembacaan DUC terhadap termometer standar. Untuk sejumlah data n, nilai ketidakpastian pat dihitung dengan persamaan berikut: =½× =½× =½× ) dapat dihitung dengan persamaan berikut: SNSU PK.S-02:2021 16 ) dari beberapa sertifikat sebelumnya. Ketidakpastian baku Tipe B ( 2 (9) - Drift Termometer Standar Long-term drift dari termometer standar dapat dievaluasi dengan beberapa metode, salah satunya dengan meng-assess pergeseran nilai pembacaan suhu ( (12) - Pembulatan Dalam kasus nilai koreksi pembacaan DUC dibulatkan di bawah kemampuan daya baca indikator (misal jumlah digit koreksi dibatasi nilai ketidakpastian akhir), maka kesalahan akibat pembulatan (rounding error) tersebut perlu dievaluasi. Ketidakpastian dari komponen ini ( Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
), umumnya dilakukan pengukuran/uji ketidakseragaman kawat termokopel pada suhu sekitar 200 °C di dalam media suhu minyak silikon. Ketidakpastian baku Tipe B dari komponen ini ( = = = 3 3 3 3 3 3 ) dari komponen ini dapat dihitung dengan persamaan berikut: ) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: (14) - Self-heating Sensor (Kasus RTD) Untuk termometer digital dengan sensor RTD, umumnya terjadi kenaikan suhu sensor akibat pemanasan internal (self-heating). Besarnya kenaikan suhu ( =½× =½× =½× (16) SNSU PK.S-02:2021 17 - Drift DUC Drift DUC umumnya diestimasi sebagai thermal-cycling drift, yaitu pergeseran nilai pengukuran di titik es sebelum dan sesudah kalibrasi ( ) dapat diinvestigasi salah satunya dengan metode pengukuran tahanan sensor pada dua arus eksitasi berbeda (misal 1 mA dan ) dapat dihitung dengan persamaan berikut: mA). Ketidakpastian Tipe B dari komponen ini ( 2 ). Ketidakpastian baku Tipe B ( (15) Dalam kasus pengukuran dua arus tidak bisa dilakukan, maka nilai kenaikan suhu akibat pemanasan internal untuk RTD Pt-100 dapat diestimasi sebesar 2 - 4 mK, sedangkan untuk RTD Pt-25 umumnya nilainya lebih kecil. - Inhomogeneity Kawat (Kasus Termokopel) Untuk termometer digital dengan sensor termokopel, terdapat ketidakpastian akibat ketidakseragaman kawat termokopel (inhomogeneity). Untuk mengetahui perbedaan pengukuran suhu karena kesalahan ini ( Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
) diperoleh dari hasil pengukuran/uji keseragaman suhu. Nilai ketidakpastian baku Tipe B ( = = = (17) - Kestabilan Suhu Media Kalibrasi Kestabilan (stability) suhu media kalibrasi ( 3 3 3 3 SNSU PK.S-02:2021 18 Dalam kasus uji keseragaman kawat termokopel tidak dapat dilakukan, maka untuk termokopel baru, nilai ketidakseragaman kawat termokopel dapat mengacu ke dokumen EURAMET Calibration Guide No. 8 sebagai berikut: - Termokopel Tipe K dan N: 0,1 % dari suhu (°C) - Termokopel Tipe R dan S: 0,02 % dari suhu (°C) - Termokopel Tipe B: 0,05 % dari suhu (°C) - Termokopel Pt/Au dan Pt/Pd: 0,01 % dari suhu (°C) - Termokopel tipe lain: 0,25 % dari suhu (°C) Untuk kasus termokopel bukan baru, nilai ketidakseragaman kawat disesuaikan dengan (18) - Persamaan Interpolasi Ketidakpastian akibat kesalahan pada persamaan interpolasi (interpolation error) diestimasi dari nilai kesalahan bakunya (SE: Standard Error). Nilai ketidakpastian ( ) dari komponen ini dapat dihitung dengan persamaan berikut: ) dari komponen ini dapat dihitung dengan persamaan berikut: 1 °C) menjadi pertimbangan teknis dalam penentuan nilai tersebut. - Keseragaman Suhu Media Kalibrasi Keseragaman (uniformity) suhu media kalibrasi ( =½× =½× ) dari komponen ini adalah sebagai berikut: (19) ) diperoleh dari hasil pengukuran/uji kestabilan suhu. Nilai ketidakpastian baku Tipe B ( Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
30,000Drift DUCuDDUC0,005Segi-empat 30,000PembulatanuRND0Segi-empat = = 30,001Inhomogeneity (TC)uINH0Segi-empat Komponen DataDiFaktor Term. standaruDTS0,002Segi-empat baku gabungan (uc)0,008Ketidakpastian yang dibentangkan (U), tingkat kepercayaan 95%, k=20,016 × (21) + + + + + + + + + ) merupakan akar dari jumlah kuadrat semua komponen ketidakpastian dapat dihitung dengan persamaan berikut: 30,001Self-heating (RTD)uSHT0,004Segi-empat SNSU PK.S-02:2021 19 Tabel 2. Contoh budget ketidakpastian kalibrasi termometer digital - Ketidakpastian Gabungan Ketidakpastian baku gabungan ( 30,001Pengukuran baca DUCuRES0,001Segi-empat 30,002Kestabilan mediauSTB0,004Segi-empat (20) Ketidakpastian akhir adalah ketidakpastian yang dibentangkan (expanded uncertainty) pada tingkat kepercayaan 95% dengan faktor cakupan k=2 dihitung dengan persamaan berikut: 30,000Keseragaman mediauUNI0,008Segi-empat Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
SNSU PK.S-02:2021 20 Contoh budget ketidakpastian untuk kalibrasi termometer digital dapat dilihat pada Tabel 2. Dalam tabel ini ketidakpastian akibat pembulatan koreksi di-nol-kan karena jumlah digit koreksi sama dengan daya baca indikator DUC (3 digit: 0,001 °C), sehingga ketidakpastiannya sudah masuk dalam ketidakpastian akibat keterbatasan daya baca indikator. Dalam contoh ini, sensor yang digunakan adalah RTD sehingga tidak ada komponen ketidakpastian karena inhomogeneity termokopel. Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah
), Standard Practice for Preparation and Use of an Ice-Point Bath as a Reference Temperature, ASTM - 2016. 7. R E Bentley, Resistance and Liquid in Glass Thermometry, Handbook of Temperature Measurement Volume 2, NML-CSIRO, May 1998. 8. J V Nicholas and D R White, Traceable Temperature: An Introduction to Temperature Measurement and Calibration), John Wiley & Sons Inc., 2001. 9. CCT - BIPM, Classification of Services in Thermometry, January 2021. 10. I Yang, Suherlan, K S Gam and Y G Kim, Interpolating equation of industrial platinum resistance thermometers in temperature range between 0 °C and 500 °C, Meas. Sci. Technol. Vol 26 - 035104, 2015. 11. Carbolite, Isotech and Fluke Catalogs and Product Guides SNSU PK.S-02:2021 21 Daftar Pustaka 1. SNI ISO/IEC 17025:2017, Persyaratan Umum Kompetensi Laboratorium Pengujian dan Laboratorium Kalibrasi, BSN - 2018. 2. MSL Technical Guide 1, The Ice Point, Version 3, July 2019. 3. EURAMET Calibration Guide No. 8, Guidelines on the Calibration of Thermocouples, Version 3.0, February 2019. 4. EA-4/02 M:1999, Expression of the Uncertainty of Measurement in Calibration, European Cooperation for Accreditation - 1999. 5. JCGM 100:2008, Evaluation of Measurement Data: Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, JCGM BIPM - 2008. 6. Sesuai dengan ketentuan perundang-undangan yang berlaku, dokumen ini telah ditandatangani secara elektronik yang tersertifikasi oleh Balai Sertifikasi Elektronik (BSrE) sehingga tidak diperlukan tanda tangan dan stempel basah