METODE ANALISIS HASIL KALIBRASI DEW POINT Melati Azizka Fajria, Arfan Sindhu Tistomo Pusat Penelitian Metrologi LIPI Kompleks PUSPIPTEK Gedung 420, Setu, Tangerang Selatan, 15314 [email protected]INTISARI Dalam memenuhi standar yang ditetapkan oleh ISO/IEC 17025 untuk menjaga kualitas mutu hasil kalibrasi pada lingkup higrometri, dilakukan validasi metode perhitungan nilai temperatur dew point. Persamaan Hardi, persamaan yang digunakan saat ini, dibandingkan dengan persamaan Sonntag. Kedua persamaan ini merupakan persamaan Wexler yang disempurnakan sesuai dengan ITS-90. Dan telah digunakan oleh banyak NMI. Sebagai hasilnya, perbandingan ini menunjukkan perbedaan yang tidak berarti karena perbedaan nilai terjadi pada digit ke-7 sementara menurut GUM, ketidakpastian harus dinyatakan maksimum dengan 2 angka penting. Sehingga, perbedaan yang ada tidak mempengaruhi ketidakpastian bentangan yang didapatkan. Nilai ketidakpastian bentangan yang didapatkan (menggunakan kedua koefisien) pada rentang ukur -20 o C ~ 55 o C memiiki nilai 0,053 o C. Dengan demikian, perhitungan ketidakpastian yang digunakan pada Puslit Metrologi dapat dikatakan valid. Kata Kunci : Ketidakpastian, dew point, Sonntag, Hardy ABSTRACT To maintain the quality of hygrometry calibration results as defined in ISO/IEC 17025, the calculation of measurement uncertainty of dew point temperatur generated by two pressure s equation, the current used equation, was compared related to ITS-90 and have been used by NMIs. As the results, the comparison said that the two because the difference value is in 7 digits number while according GUM the uncertainty should be expressed by maximum 2 significat digits number. Therfore, 53 o C at the range of -20 o C 55 o C. Thus, the uncertainty calculation in Puslit Metrologi is valid. Keywords:uncertainty, dew point, Sonntag, Hardy 1. PENDAHULUAN Mengacu pada ISO/IEC 17025 yang merupakan pedoman laboratorium pengujian dan kalibrasi dalam mengoprasikan sistem manajemen mutu, Pusat Penelitian (Puslit) Metrologi LIPI memiliki kewajiban mempertanggungjawabakan hasil pengukuran dan kalibrasi yang dilakukan [1] . Lingkup kalibrasi dew point higrometer merupakan salah satu lingkup yang memerlukan analisa matematika yang cukup kompleks. Oleh karena itu, terdapat resiko kesalahan perhitungan. Rekomendasi validasi perhitungan ketidakpastian diutarakan oleh asesor pada kegiatan asesmen di tahun 2014.
12
Embed
METODE ANALISIS HASIL KALIBRASI DEW POINTppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/41. Metode Analisis... · METODE ANALISIS HASIL KALIBRASI DEW POINT Melati Azizka Fajria, Arfan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
METODE ANALISIS HASIL KALIBRASI DEW POINT
Melati Azizka Fajria, Arfan Sindhu Tistomo
Pusat Penelitian Metrologi LIPI
Kompleks PUSPIPTEK Gedung 420, Setu, Tangerang Selatan, 15314
Dalam memenuhi standar yang ditetapkan oleh ISO/IEC 17025 untuk menjaga kualitas mutu hasil kalibrasi pada lingkup higrometri, dilakukan validasi metode perhitungan nilai temperatur dew point. Persamaan Hardi, persamaan yang digunakan saat ini, dibandingkan dengan persamaan Sonntag. Kedua persamaan ini merupakan persamaan Wexler yang disempurnakan sesuai dengan ITS-90. Dan telah digunakan oleh banyak NMI. Sebagai hasilnya, perbandingan ini menunjukkan perbedaan yang tidak berarti karena perbedaan nilai terjadi pada digit ke-7 sementara menurut GUM, ketidakpastian harus dinyatakan maksimum dengan 2 angka penting. Sehingga, perbedaan yang ada tidak mempengaruhi ketidakpastian bentangan yang didapatkan. Nilai ketidakpastian bentangan yang didapatkan (menggunakan kedua koefisien) pada rentangukur -20 oC ~ 55 oC memiiki nilai 0,053 oC. Dengan demikian, perhitungan ketidakpastian yang digunakan pada Puslit Metrologi dapat dikatakan valid.
Kata Kunci : Ketidakpastian, dew point, Sonntag, Hardy
ABSTRACT
To maintain the quality of hygrometry calibration results as defined in ISO/IEC 17025, the calculation of measurement uncertainty of dew point temperatur generated by two pressure
s equation, the current used equation, was compared
related to ITS-90 and have been used by NMIs. As the results, the comparison said that the two because the difference value is in 7 digits number
while according GUM the uncertainty should be expressed by maximum 2 significat digits number. Therfore,
53oC at the range of -20o C 55oC. Thus, the uncertainty calculation in Puslit Metrologi is valid.
Keywords:uncertainty, dew point, Sonntag, Hardy
1. PENDAHULUAN
Mengacu pada ISO/IEC 17025 yang merupakan pedoman laboratorium pengujian
dan kalibrasi dalam mengoprasikan sistem manajemen mutu, Pusat Penelitian (Puslit)
Metrologi LIPI memiliki kewajiban mempertanggungjawabakan hasil pengukuran dan
kalibrasi yang dilakukan[1]. Lingkup kalibrasi dew point higrometer merupakan salah
satu lingkup yang memerlukan analisa matematika yang cukup kompleks. Oleh karena
itu, terdapat resiko kesalahan perhitungan. Rekomendasi validasi perhitungan
ketidakpastian diutarakan oleh asesor pada kegiatan asesmen di tahun 2014.
Perhitungan tekanan jenuh uap air merupakan dasar perhitungan suhu dew point.
Sementara formulasi yang ada untuk menentukan tekanan jenuh uap air beragam.Sejauh
pengalaman penulis, ada dua formulasi yang popular digunakan oleh NMI di dunia, yaitu
persamaan Sonntag dan persamaan Hardy. Kedua persamaan ini boleh dibilang
persamaan baku, karena direkomendasikan oleh BIPM [2]. Walaupun keduanya
merupakan pembaharuan dari persamaan Wexler (berdasarkan skala suhu International
Practical Temperatur Scale IPTS 68) namun terdapat perbedaaan di dalam koefisen
persamaan polinomialnya. Dalam keseharian, penulis menggunakan persamaan Hardy
sehingga hasil dari persamaan tersebut kemudian akan di validasi dengan persamaan
Sonntag. Tujuan validasi ini adalah untuk meyakinkan bahwa proses perhitungan sudah
tepat, oleh karena itu diharapkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan. Selain itu,
interpolasi Lagrange diterapkan untuk menentukan ketidakpastian pada setiap titik ukur.
Dengan metode ini diharapkan ada peningkatan CMC (Calibration Measurement
Capabilities) pengukuran dan kalibrasi dew point karena selama ini nilai ketidakpastian
tiap titik ukur ditentukan dari ketidakpastian terbesar dalam rentang pengukuran.
2. TEORI DASAR
2.1 Intepolasi Lagrange
Interpolasi merupakan salah satu pendekatan untuk mengetahui suatu nilai dari titik
ukur dengan menggunakan persamaan dari data referensi yang tersedia.Salah satu
pendekatan yang dapat dilakukan dalam menentukan suatu persamaan polinomial untuk
mendapatkan nilai titik ukur yang diinginkan adalah dengan menggunakan interpolasi
Lagrange. Interpolasi Lagrange dapat memberikan nilai pendekatan yang baik hingga
polinomial orde tinggi [3,4].
Fungsi interpolasi Lagrange didefinisikan dengan persamaan:
Gambar 1.Grafik hubungan antara temperatur set point dengan selisih tekanan jenuh uap air pada temperaturts
Pada penelitian sebelumnya dilakukan perhitungan terhadap tekanan jenuh uap air
pada range temperatur set point (-10o) 90oC menggunakan beberapa konstanta
formulasi, antara lain Waxler, Magnus, Sonntag, Hardy, Huang dan IAPWS (2). Hasil
penelitian tersebut membandingkan besarnya perbedaan ketidakpastian relatif yang
didapatkan dengan menggunakan formulasi Sonntag terhadap formulasi lain. Mengacu
pada penelitian tersebut, besarnya perbedaan tekanan jenuh uap air menggunakan
konstanta formulasi Sonntag terhadap Hardy disajikan pada Gambar 2.
Pola yang didapatkan pada penelitian ini sejalan dengan penelitian sebelumnya.
Besarnya perbedaan ketidakpastian relatif menunjukkan nilai yang relatif kecil, yaitu <
0,01 .
-30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60
-2.00E-008
0.00E+000
2.00E-008
4.00E-008
6.00E-008
8.00E-008
Set point (oCDP)
Gambar 2.Perbedaan nilai ketidakpastian relatif tekanan jenuh uap air pada Ts konstanta formulasi Sonntag terhadap Hardy
Perbedaan ketidakpastian relatif pada kondisi temperatur dew point di bawah 0 oC
memberikan nilai yang lebih tinggi dibandingkan kondisi temperatur di atas 0
oC.Besarnya nilai ketidakpastian gabungan dari temperatur dew point didapatkan dari
perhitungan menggunakan persamaan 13. Tabel 2 dan Tabel 3 menyajikan besarnya
masing-masing komponen ketidakpastian relatif pengukuran dew point dengan
menggunakan 2-pressure humidity generator. Tabel 2 merupakan hasil perhitungan
menggunakan koefisien Hardy , sedangkan Tabel 3 menggunakan koefisien Sonntag.
Pada tabel terlihat bahwa ketidakpastian relatif dari tekanan jenuh uap air memberikan
kontribusi terbesar dalam perhitungan ketidakpastian gabungan temperaturdew point.
Jika dibandingkan dengan komponen ketidakpastian yang lain, ketidakpastian relative
yang bersumber dari temperatur dew point memiliki nilai yang lebih besar. Besarnya
nilai ketidakpastian relatif yang bersumber dari tekanan jenuh uap air memiliki nilai
hingga > 0,001.
Ketidakpastian bentangan yang didapatkan dari pengukuran ini memiliki nilai yang
semakin besar seiring dengan semakin tingginya set point yang digunakan. Nilai
ketidakpastian bentangan yang didapatkan dari perhitungan menggunakan koefisien
Sonntag dan Hardy untuk temperaturdew point pada range nilai (-20o) 55oC bernilai ~
0.053oC
Penggunaan koefisien Hardy dan Sonntag menunjukkan tidak adanya pengaruh yang
signifikan pada hasil perhitungan ketidakpastian gabungan yang didapatkan. Dari tabel
terlihat nilai tekanan jenuh uap air akibat perhitungan baru akan menunjukkan perbedaan
nilai pada digit ke tujuh setelah koma. Pada prosesnya,angka tersebut tidak berpengaruh
signifikan terhadap nilai ketidakpastian dari temperatur dew point. Hal tersebut
dikarenakan penunjukkan alat yang digunakan memiliki resolusi penunjukan hanya
sampai 0,01oC.
5. KESIMPULAN
Hasil perhitungan memberikan gambaran bahwa perhitungan tekanan jenuh uap air
menggunakan persamaan Waxler dengan koefisien Hardy maupun Sonntag tidak
memberikan perbedaan hasil yang signifikan. Perbedaan nilai yang didapatkan dari
perhitungan dengan menggunakan koefisien tersebut baru didapati pada pada 7
signifikan angka digit decimal, sedangkan CMC yang dimiliki oleh Puslit Metrologi LIPI
ada pada 2 signifikan angka digit decimal. Nilai ketidakpastian bentangan yang
didapatkan baik menggunakan koefisien Sonntag maupun Hardy pada rentang ukur -20 oC ~ 55 oC memiiki nilai 0,053 oC. Dengan demikian, perhitungan ketidakpastian yang
digunakan pada Puslit Metrologi dapat dikatakan valid.
6. UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terima kasih dan penghargaan setinggi tingginya dedikasikan kepada
seluruh personel laboratorium suhu di Pusat Penelitian Metrologi LIPI atas bantuan dan
fasilitas yang diberikan sehingga karya tulis ini bisa terselesaikan dengan baik.
7. DAFTAR PUSTAKA
[1] LIPI. Peraturan Kepala Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Nomor 1. s.l. :
Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, 2014.
[2] Nielsen, Jan, et al. Uncertainty in the Generation of Humidity. s.l. : BIPM.
[3]. Nicholas, J V and White, D R. Uncertainty in Measurement. Traceble
Temperatur. s.l. : Jhon Wiley&Sons Ltd, 2001, pp. 37-94.