Pengetahuan Alat Uji dan Kalibrasi : Universal Testing Machine Amalia Rakhmawati

Pengetahuan Alat Uji dan Kalibrasi :

Universal Testing Machine Amalia Rakhmawati email: [email protected]

Laboratorium Volgat Balai Kalibrasi Pusat Pengawasan Mutu Barang Sekretariat Jenderal Kementerian Perdagangan Sites.google.com/site/calibrationconsultancy 1

Definisi Gaya Secara fisika : tarikan atau tolakan yang mempunyai arah. Newton II : gaya berbanding lurus dengan hasil perkalian massa dan percepatan. F = m.a F = gaya (Newton) m = massa (kg) a = percepatan (m/s2) g (gravitasi) = 978,049 (1+0.0052884 sin2 ϕ – 0.0000059 sin2 2ϕ) cm/s2 K = - (0.00030855 + 0.00000022 cos 2ϕ) h + 0.000072 (h/1000)2 cm/s2 ϕ = letak lintang (ϕo) h = koreksi ketinggian (altitude) Universal Testing Machine 20 Desember 2011 Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

2

Jenis Alat Ukur dan Metode Ukur Gaya Alat ukur gaya : 1. Mesin standar gaya bobot mati (deadweight) 2. Mesin standar gaya sistem tuas 3. Mesin standar gaya sistem hidrolik 4. Mesin standar gaya sistem loading frame Metode ukur gaya : 1. Metode kesetimbangan : gaya yang diukur disetimbangkan oleh gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda yang diketahui massanya (metode penimbangan) 2. Metode hidrolik/pnematik 3. Metode elastis (proving ring, load cell) Universal Testing Machine 20 Desember 2011 Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

3

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell UTM : Mesin uji gaya sumbu tunggal tarik/tekan merupakan alat uji yang sering digunakan dalam pengujian material logam maupun material lainnya yang memiliki karakteristik yang dipengaruhi oleh gaya yang diberikan pada material tersebut

Universal Testing Machine 20 Desember 2011 Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

4

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell-2


5

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Load Cell-3 Load cell : sebuah transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja. Sensor : Strain Gage

Strain gage: transducer yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan, dibuat dari kawat tahanan berdiameter kecil atau lembaran-lembaran kawat tipis. Tahanan dari foil kawat atau logam ini berubah terhadap panjang yang mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang diberikandan diukur dengan sebuah jembatan wheat-stone. Universal Testing Machine 20 Desember 2011 Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

6

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Proving Ring

Keuntungan menggunakan proving ring : 1. Lebih ringan dan mudah dibawa 2. Sederhana dan mudah penggunaannya 3. Kuat/keras 4. Cukup andal untuk pengukuran yang teliti Universal Testing Machine 20 Desember 2011 Balai Kalibrasi PPMB KEMENDAG

7

Alat Ukur Gaya Metoda Elastis : Proving Ring-2


8

Kalibrasi Universal Testing Machine Kalibrasi mesin uji tarik/tekan pada dasarnya dilakukan untuk menentukan hubungan gaya yang ditampilkan oleh indikator mesin uji tarik/tekan, dengan nilai terkait (nilai gaya sebenarnya yang diberikan oleh mesin uji tarik/tekan) yang direalisasikan dengan standar pengalih gaya (forceproving instrument ) yang tertelusur ke sistem satuan internasional.


9

Kalibrasi Universal Testing Machine FG-02 IKG-02 (ASTM E 4 - 03)

NO. SERTIFIKAT

:

NAMA ALAT

:

MERK

:

TYPE/SERI

:

KAPASITAS

:

KETELITIAN

:

PEMILIK

:

TGL KALIBRASI

:

Rev 2008

ALAMAT

TEMPAT KALIBRASI

:

SUHU RUANGAN

:

°C

KELEMBABAN

:

%

NO. ID. STANDAR

:

NAMA PETUGAS

:

;

TELUSUR:

U95 = ±

HASIL PENGUKURAN ALAT DAN PROVING RING / WEIGHT SET* PADA POSISI TARIK / TEKAN* Pembacaan ulangan1 Alat

No. (

Pembacaan ulangan 2

Standar )

Standar

(div)

(

)

Alat (

Standar )

(div)

Pembacaan ulangan 3 Standar (

)

Alat (

Standar )

(div)

Standar (

)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 *Coret yang tidak perlu dan isilah tanda kurung dengan satuan yang sama. Jika alat dikalibrasi pada posisi tekan dan tarik, maka data kalibrasi harus dibuat dalam dua buah lembar kerja. Gunakan estimasi awal sebesar 0.8 kgf/skala proving ring untuk mengecek kewajaran k alibrasi. Persamaan regresi yang diperoleh : y = ...................... x

...................... (y =standar; x = alat); koeisien korelasi r = ...............................

n3 2 .......... s   s y 1  r   .................. 1  .............................2   ..................... kgf ** n2 ..........

 





**sy = standar deviasi standar dari titik ukur terendah hingga titik ukur tertinggi. Gantilah dengan satuan alat jika bukan kgf.


10

Kalibrasi Universal Testing Machine Prosedur Kalibrasi


11

Kalibrasi Universal Testing Machine Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya Mikrometer (satuan) 0 50 100 1 N = 0,10197162 kgf

Nilai gaya (N) 0 410,0 819,2

Nilai gaya (kgf) 0 41,808 83,535

Mikrometer (satuan) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 1 N = 0,10197162 kgf

Nilai gaya (N) 0 82,00 164,00 246,00 328,00 410,00 491,84 573,68 655,52 737,36 819,20

Nilai gaya (kgf) 0 8,362 16,723 25,085 33,447 41,808 50,154 58,519 66,844 75,190 83,535


12

Kalibrasi Universal Testing Machine Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya Mikrometer (satuan) 0 50 100 1 N = 0,10197162 kgf

Nilai gaya (N) 0 410,0 819,2

Nilai gaya (kgf) 0 41,808 83,535

Interpolasi untuk mencari nilai gaya pada titik 10 dan 60 satuan : 0 10 50

0 x 410.0

50 60 100

410.0 x 819.2

(10-0) = (50-10) (x-0) (410.0 – x)

(60-50) = (100-60) (x-410.0) (819.2– x)

(4100-10x) = 40x 4100/50 = x, 82=x

(8192-10x) = 40x - 16400 24592/50 = x, 491.84=x


13

Kalibrasi Universal Testing Machine Regresi Linear konversi mikrometer ke besaran gaya 900 800 700 y = 8.192x + 0.1818 R² = 1

Gaya (N)

600 500

Pembacaan Mikrometer dengan Nilai Gaya

400

Linear (Pembacaan Mikrometer dengan Nilai Gaya)

300 200 100

0 0

20

40

60

80

100

120

Pembacaan Mikrometer


14

Kalibrasi Universal Testing Machine Identifikasi Sumber Ketidakpastian Cause and Effect Diagram (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment) pUUT (UTM)

Resolusi (ra)

Repeatability (r) Sumber ketidakpastian

Ketidakpastian Standar(us) Pstandar (Proving Ring)


15

Ketidakpastian KAN Calibration Guide Identifikasi Sumber Ketidakpastian Cause and Effect Diagram (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment) pUUT

Resolusi

Zero Error

Hysteresis

Repeatability Sumber ketidakpastian

Efek Temperatur thd Defleksi Penggunaan Standar Massa

Drift Standar Ketidakpastian Standar

pstandar

KALIBRASI PRESSURE GAUGE DAN THERMOMETER 06 Desember 2011 Lembaga Pelatihan PPMB

16

Kalibrasi Universal Testing Machine 1. Ulangan pengukuran, r, mempunyai distribusi normal, pembagi = n = 3, derajat bebas n1 = n-1 = 2; 2. Resolusi alat, ra, berdistribusi segi empat, nilai pembagi = 3,derajat bebas diberikan berdasarkan reliabilitas 95%. n2 = ½(100/10)2 = 50; 3. Ketidakpastian standar proving ring, us (diambil dari sertifikat kalibrasi), berdistribusi t pada tingkat kepercayaan 95 %, nilai pembagi = 2 (sesuai nilai k), derajat bebas n3 = 60.


17

Kalibrasi Universal Testing Machine Ketidakpastian baku, ui u1 = r/n, u2 = ra/3, u3 = us/3,

Ketidakpastian gabungan, Uc 2 2 2 U c = u1 + u2 + u3

Derajat bebas efektif, Veff 4

V eff =

Uc 4 u1 u24 u34 + +

1

2

3

Faktor cakupan, k k dicari dari tabel t-Student terlampir pada tingkat kepercayaan 95% dengan derajat bebas = Veff Ketidakpastian bentangan U95 = ± k x Uc


18

Pengetahuan Alat Uji dan Kalibrasi : Universal Testing Machine Amalia Rakhmawati

Recommend Documents