BALAI STANDARDISASI METROLOGI LEGAL REGIONAL IV ANALISIS KOREKSI STEM PADA PENGUJIAN TERMOMETER GELAS TIPE TOTAL IMMERSION DENGAN METODA PARTIAL IMMERSION Maulana Ramdan BALAI STANDARDISASI METROLOGI LEGAL REGIONAL IV

OUTLINE PENDAHULUAN KAJIAN PUSTAKA METODOLOGI HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN

PENDAHULUAN Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan termometer. Suhu dapat diukur dengan menggunakan termometer yang berisi air raksa atau alkohol. Kata termometer ini diambil dari dua kata yaitu thermo yang artinya panas dan meter yang artinya mengukur (to measure).

KAJIAN PUSTAKA Konstruksi Termometer

KAJIAN PUSTAKA Jenis Pencelupan ( immersion) Termometer Immersion line Jenis Pencelupan ( immersion) Termometer Pencelupan total (total immersion) Pencelupan parsial (partial immersion) Pencelupan lengkap (complete immersion)

KAJIAN PUSTAKA Termometer gelas dengan tipe total immersion dengan menggunakan metoda pengujian partial immersion Koreksi Stem

KAJIAN PUSTAKA Cs = K.n(T-t) Koreksi Stem Cs : koreksi stem termometer (ASTM E.77) Jumlah skala : n Cs : koreksi stem termometer K : koefisien ekspansi cairan termometer 0,00016 untuk mercury dan 0,001 untuk cairan organik T : suhu waterbath diukur oleh termometer uji n : jumlah skala yang tidak tercelup t : suhu rata2 kolom yang tidak tercelup T (NIST Measurement Services: Liquid in Glass Thermometer Calibration Services)

Perhitungan Ketidakpastian KAJIAN PUSTAKA Perhitungan Ketidakpastian 1. Pembacaan thermometer yang dikalibrasi 2. Pembacaan thermometer standar 3. Koreksi thermometer standar 4. Kalibrasi water bath 5. Repeatability

METODOLOGI Pengujian yang akan dilakukan menggunakan metode Partial Immersion yang terdapat pada American Society for Testing and Materials E.77. Pengujian diupayakan sesuai dengan metode tersebut.

Pengujian termometer gelas METODOLOGI Pengujian termometer gelas Koreksi stem pada pengujian termometer gelas dengan tipe total immersion dengan menggunakan metoda pengujian partial immersion Signifikansi dari koreksi partial immersion dalam penentuan nilai koreksi termometer gelas air raksa dan alkohol

METODOLOGI Pembatasan Masalah Pengujian termometer gelas dengan metode Partial Immertion. Termometer gelas uji dengan cairan air raksa dan alkohol, pengujian dalam rentang 20 – 100 0C. Pengujian dengan Water Bath kapasitas 20 – 100 0C. Parameter ketidakpastian: - Ketidakpastian dari proses repeatability; - Ketidakpastian dari termometer standar; - Konstribusi variansi pembacaan termometer standar; - Konstribusi variansi pembacaan termometer uji; - Homogenitas suhu media; - Ketidakstabilan suhu media (water bath).

METODOLOGI Water Bath Dengan spesifikasi : Merek / buatan : MGW Lauda / Jerman Tipe : NB-D 8/17 Nomor seri : H 00053 Kapasitas : 25 ~ 100 oC Daya baca : 0.5 oC Termometer gelas uji air raksa Merek / buatan : Boeco/Jerman Kapasitas / Daya Baca : -10 ~ 150 / 1 oC Tipe Pencelupan : Total Immersion Termometer gelas uji alkohol Merek / buatan : Allafrance/Prancis Kapasitas / Daya Baca : -20 ~ 150 / 1 oC

METODOLOGI Termometer Gelas Standar Merek / buatan : Ertco Model / Tipe : ASTM 63C N 16B Nomor seri : 7034 Kapasitas / Daya Baca : -8.0 – 32.0 / 0.1 oC Merek / buatan : Vee Gee Model / Tipe : ASTM 64C 86 Nomor seri : A 07902 Kapasitas / Daya Baca : 25 – 55 / 0.1 oC Merek / buatan : Chase Model / Tipe : ASTM 65C 86 Nomor seri : 9711 zzz Kapasitas / Daya Baca : 50 – 80 / 0.1 oC Merek / buatan : Kessler Model / Tipe : ASTM 66C 85 Nomor seri : 573691 Kapasitas / Daya Baca : 75 – 105 / 0.1 oC Dengan telusuran: SI melalui KIM LIPI

METODOLOGI Langkah Pengujian Pilih thermometer standar yang mempunyai konstruksi identik dengan thermometer yang akan dikalibrasi. Siapkan waterbath Set suhu waterbath pada 20 0C Masukkan termometer standar dan termometer uji ke dalam waterbath. Karena termometer uji tidak terdapat garis immersion line maka diperkirakan sampai bulb dan kapiler tercelup dengan skala masih dapat terbaca dan termometer tidak menyentuh pengaduk waterbath.

METODOLOGI Langkah Pengujian (2) Setelah suhu yang diinginkan tercapai, tunggu beberapa saat (1 menit), agar termometer benar-benar menunjukan nilai yang semestinya. Baca penunjukan kedua thermometer tersebut seperti berikut : S1  A1  A2  S2 Lanjutkan untuk suhu 30,40,50,60,70,80,90, dan 100 0C.

Thermometer Alkohol uji HASIL DAN PEMBAHASAN Thermometer Standar Thermometer Alkohol uji Thermometer Hg uji Pembacaan (oC) S1 S2 A1 A2 20.10 20 21 20.50 29.90 29 31 30.00 39.90 39 40 40.00 50.10 50 51 Data hasil pengujian

Thermometer Alkohol uji HASIL DAN PEMBAHASAN Thermometer Standar Thermometer Alkohol uji Thermometer Hg uji Pembacaan (oC) S1 S2 A1 A2 60.00 60 61 70.00 70 79.70 80 89.90 90 90.00 97.70 98 Data hasil pengujian

Thermometer Alkohol uji Rata-rata Pembacaan (oC) HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Hasil koreksi untuk Termometer Alkohol Uji Thermometer Standar Thermometer Alkohol uji Rata-rata Pembacaan (oC) Koreksi (oC) Koreksi pencelupan (oC) Koreksi (oC) tS=(∑S1+∑S2)/6 tSK tA=(∑A1+∑A2)/6 Cs = K.N (t1 - t2) K1=tS+tSK-tA K2=(tS+tSK)-(tA+Cs) 20.37 0.01 20 -0.0002 0.38 29.97 29 0.0152 0.98 0.96 39.97 0.05 39 0.0490 1.02 0.97 50.10 50 0.0972 0.15 60.00 0.03 60 0.1660 -0.14 70.00 0.06 70 0.2280 -0.17 79.70 -0.02 80 0.3080 -0.32 -0.63 89.93 -0.09 90 0.4080 -0.16 -0.56 97.70 -0.04 98 0.5122 -0.34 -0.85

Rata-rata Pembacaan (oC) HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Hasil koreksi untuk Termometer Hg Uji Thermometer Standar Thermometer Hg uji Rata-rata Pembacaan (oC) Koreksi (oC) Koreksi pencelupan (oC) Koreksi (oC) tS=(∑S1+∑S2)/6 tSK tA=(∑A1+∑A2)/6 Cs = K.N (t1 - t2) K1=tS+tSK-tA K2=(tS+tSK)-(tA+Cs) 20.37 0.01 21 0.0012 -0.62 29.97 31 0.0304 -1.02 -1.05 39.97 0.05 40 0.0802 0.02 -0.06 50.10 51 0.1579 -0.85 -1.01 60.00 0.03 61 0.2681 -0.97 -1.24 70.00 0.06 70 0.3682 -0.31 79.70 -0.02 80 0.4787 -0.32 -0.80 89.93 -0.09 90 0.6365 -0.16 -0.79 97.70 -0.04 98 0.8008 -0.34 -1.14

HASIL DAN PEMBAHASAN Penunjukan Alat (⁰C) K1 (⁰C) K2 (⁰C) 20 0.38 29 0.98 0.96 39 1.02 0.97 50 0.05 60 0.03 -0.14 70 0.06 -0.17 80 -0.32 -0.63 90 -0.16 -0.56 98 -0.34 -0.85 Termometer Alkohol Penunjukan Alat (⁰C) K1 (⁰C) K2 (⁰C) 20 -0.62 29 -1.02 -1.05 39 0.02 -0.06 50 -0.85 -1.01 60 -0.97 -1.24 70 0.06 -0.31 80 -0.32 -0.80 90 -0.16 -0.79 98 -0.34 -1.14 Termometer Hg Koreksi yang tidak memperhitungkan koreksi pencelupan (K1) Koreksi yang memperhitungkan koreksi pencelupan (K2)

HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil perhitungan koreksi dapat dilihat bahwa hasil perhitungan koreksi pencelupan memiliki nilai yang signifikan terhadap koreksi secara keseluruhan. Nilai koreksi yang tidak memperhitungkan koreksi pencelupan (K1) memiliki nilai yang relatif sama dengan nilai koreksi yang memperhitungkan koreksi pencelupan (K2) pada pengujian sampai suhu 40oC Nilai koreksi yang memperhitungkan koreksi pencelupan (K2) memiliki nilai yang cenderung lebih besar dibandingkan dengan nilai koreksi yang tidak memperhitungkan koreksi pencelupan (K1) pada pengujian diatas suhu 40oC

HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan Ketidakpastian untuk Termometer Alkohol Uji

HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan ketidakpastian untuk Termometer Alkohol Uji (2)

HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan ketidakpastian untuk Termometer Hg Uji

HASIL DAN PEMBAHASAN Perhitungan ketidakpastian untuk Termometer Hg Uji (2)

KESIMPULAN Koreksi yang dihasilkan dari pengujian termometer, baik untuk termometer alkohol maupun termometer raksa dengan dengan tipe total immersion menggunakan metoda partial immersion signifikan terhadap nilai koreksi pada pengujian diatas suhu 40oC

KESIMPULAN Telah dilakukan pengujian terhadap termometer alkohol merek Allafrance dengan kapasitas -20 ~ 150 oC, daya baca 1 oC, tipe total immersion dengan Waterbath MGW Lauda, Tipe NB-D 8/17, Nomor seri H 00053, Kapasitas 20 ~ 100 oC dan Daya baca 0.5 oC menggunakan metoda partial immersion Penunjukkan Alat (⁰C) K1 (⁰C) K2 (⁰C) Ketidakpastian (⁰C) 20 0.38 0.63 29 0.98 0.96 0.60 39 1.02 0.97 50 0.05 0.62 60 0.03 -0.14 0.67 70 0.06 -0.17 0.66 80 -0.32 -0.63 0.70 90 -0.16 -0.56 0.65 98 -0.34 -0.85

KESIMPULAN Telah dilakukan pengujian terhadap termometer raksa merek Boeco dengan kapasitas -10 ~ 150 oC, daya baca 1 oC, tipe total immersion dengan Waterbath MGW Lauda, Tipe NB-D 8/17, Nomor seri H 00053, Kapasitas 20 ~ 100 oC dan Daya baca 0.5 oC menggunakan metoda partial immersion Penunjukkan Alat (⁰C) K1 (⁰C) K2 (⁰C) Ketidakpastian (⁰C) 20 -0.62 0.63 29 -1.02 -1.05 0.60 39 0.02 -0.06 50 -0.85 -1.01 0.62 60 -0.97 -1.24 0.67 70 0.06 -0.31 0.66 80 -0.32 -0.80 0.70 90 -0.16 -0.79 0.65 98 -0.34 -1.14

KESIMPULAN dengan catatan : Alat dikalibrasi menggunakan standar Thermometer gelas yang tertelusur ke satuan SI melalui Puslit-KIM-LIPI Prosedur mengacu pada OIML G-008 tentang “Guide to practical temperature measurement”, edisi 1991, menggunakan metode partial immertion. Perhitungan ketidakpastian hasil kalibrasi mengacu ke ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement 2008 Ketidakpastian kalibrasi dinyatakan pada tingkat kepercayaan 95% dengan faktor cakupan k = 2

SARAN Analisis lebih lanjut terkait pengaruh variasi titik pencelupan pada termometer total immersion dengan pengujian partial immersion Analisis lebih lanjut terkait nilai n (suhu rata2 kolom yang tidak tercelup) pada koreksi stem Pengujian dilakukan sesuai dengan tipe pencelupan pada termometer uji

Terima kasih