TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA INSTRUMEN CALIBRATOR STANDAR BELUM MEMILIKI

Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Poin ke-n Tempe ratur Suhu Furnace Standar Temperatur °C Gambar 4.2.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan Indikasi Temperatur Termokopel yang Dikalibrasi Kesimpulan: Karena deviasi toleransi yang diizinkan pada setiap seleksi suhu yang diuji maka termokopel tipe-K tersebut dinyatakan masih bagus dan dapat digunakan kembali sampai periode kalibrasi berikutnya.

IV.7. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL TIPE-K BILA INSTRUMEN CALIBRATOR STANDAR BELUM MEMILIKI

FUNGSI KOREKSI KEBENARAN TEMPERATUR DAN TERMOKOPEL STANDAR SEBAGAI ACUAN KALIBRASI TIDAK TERSEDIA Untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K bila instrumen calibrator suhu standar belum memiliki fungsi koreksi kebenaran temperatur maka kita Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 dapat lakukan perhitungan koreksi temperatur untuk mendapatkan nilai temperatur yang sebenarnya.

A. CARA KERJA

Dalam metode cara kerjanya meliputi persiapan, peralatan yang digunakan, pelaksanaan. 1 Persiapan a. Siapkan work order dan formulir rekaman b. Bersihkan peralatan yang akan dikalibrasi dari debu dan kotoran lainnya c. Periksa secara visual kondisi peralatan yang akan dikalibrasi d. Pastikan indikator menunjuk nol dan set jika diperlukan e. Pastikan battery masih bagus untuk peralatan yang memakai battery dengan “check battery” fasilitas f. Pasangkan semua kabel power supply peralatan g. Pasangkan peralatan sesuai gambar pemasangan. 2 Peralatan Yang Digunakan 1. Alat standar  Calibrator Suhu Standar 1 buah  Electric Furnace 1 buah type : SF 7500 NISHIMURA 2. Alat bantu Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009  Wire Connector, tool set. 3 Pelaksanaan a. Hubungkan termokopel yang akan diuji dan dikalibrasi ke kalibrator suhu standar b. Tentukan nilai beberapa suhu yang akan diuji minimum 10 poin, kemudian catat pada lembar kerja A c. Atur pengaturan suhu furnace standar tahap demi tahap sesuai dengan nilai yang telah ditentukan d. Perhatikan instrumen kalibrator suhu standar, kemudian catat nilai nominal reference temperature t rn , reference temperature t r , indicated temperature t i . e. Hitung true temperature t t dengan menggunakan rumus:  E = E + ∆E 1 Jika, t r1 t rn  E = E - ∆E 2 Jika, t r2 t rn  E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 Jika, t rn = 0 C, t r ≠ 0 C, 0 t r 50 C  t t = t i + Ct r - t rn Jika, t r ≠ t rn , t rn = +20 C  ∆E 1 = t r1 - t rn Jika, t r1 t rn  ∆E 2 = t rn - t r2 Jika, t r1 t rn Keterangan: E = true e.m.f mV E = the measured value of the e.m.f mV ∆E 1 ∆E 2 = the correction mV Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 t rn = nominal reference temperature °C t r = reference temperature °C t i = indicated temperature °C t t = true temperature °C k 1 = coefficients mV °C k 2 = coefficients mV °C 2 C = coefficients f. Catat hasil perhitungan true temperatur t t pada setiap poin suhu yang diuji di lembar kerja B g. Bandingkan nilai yang didapat dari true temperature t t dengan suhu furnace standar pada setiap poin suhu yang diuji h. Hitung besar nilai deviasi, dimana deviasi = A-B i. Bandingkan deviasi yang didapat dengan toleransi yang diizinkan j. Bila deviasi yang di dapat lebih besar dari toleransi yang diizinkan lakukanlah pengejasan atau perbaiki bila dianggap perlu dan memungkinkan setelah itu kalibrasi kembali.

B. GAMBAR KERJA

Skema pemasangan pada Gambar 4.3.a. meliputi kalibrator sebagai instrumen pembaca pengukuran, furnace standar sebagai pemanas dan sebagai standar acuan termokopel yang akan kalibrasi, termokopel tipe-K Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 C om p ac t ca li b ra tor Furnace T e r m o k o p e l Terminal Head Compensating Cable yang dikalibrasi, kabel kompensasi sebagai penghubung termokopel ke kalibrator. Gambar 4.3.a. Skema Pemasangan Peralatan Mengkalibrasi Termokopel Tipe-K Bila Instrumen Calibrator Standar Belum Memiliki Fungsi Koreksi Kebenaran Temperatur dan Termokopel Standar Sebagai Acuan Kalibrasi Tidak Tersedia

C. CONTOH KERJA

Misalkan untuk mengkalibrasi termokopel tipe-K telah ditentukan 10 poin nilai suhu yaitu: 100, 200, 300, 400, 500, 600, 750, 830, 920, 1000°C. Dengan menggunakan furnace standar kita atur suhu-suhunya sesuai suhu Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 yang telah ditentukan. Kemudian ukur suhu setiap poin dengan termokopel tipe-K yang akan dikalibrasi dan telah terhubung dengan kalibrator dalam hal ini Calibrator Suhu Standar. Maka didapatlah hasilya seperti Tabel 4.6.a. Tabel 4.6.a. Data Percobaan A °C SUHU YANG DIATUR DENGAN FURNACE STANDAR NOMINAL REFERENCE TEMPERAT URE t rn °C REFERENCE TEMPERAT URE t r °C INDICATE D TEMPERA TUR t i °C TRUE TEMPERAT URE t t °C 1 100 20 80 ? 2 200 20 180 ? 3 300 30 270 ? 4 400 40 360 ? 5 500 30 470 ? 6 600 50 550 ? 7 750 30 720 ? 8 830 30 800 ? 9 920 30 20 930 ? Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 10 1000 20 40 970 ? Perhitungan corrected true temperature: 1. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 80 °C, E = 3.266 mV Masih dari tabel, untuk t r = 20 °C, ∆E 1 = 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 3.266 + 0.798 = 4.064 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature, t t = 99.25 °C Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 3.266 + 0.0404 x 20 = 4.074 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.074 mV true temperature, t t = 2. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 180 °C, 99.49 °C E = 7.338 mV Masih dari tabel, untuk t r = 20 °C, ∆E 1 = 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 7.338 + 0.798 = 8.136 mV Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Dari tabel temperatur tipe-K, E = 8.136 mV true temperature, t t = 200 °C Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 7.338 + 0.0404 x 20 = 8.146 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 8.146 mV true temperature, t t = 3. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 270 °C, 200.23 °C E = 10.969 mV Masih dari tabel, untuk t r = 30 °C, ∆E 1 = 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 10.969 + 1.203 = 12.172 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.172 mV true temperature, t t = 299.15°C Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 10.969 + 0.0404 x 30 = 12.181 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 12.181 mV true temperature, t t = 4. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 360 °C, 299.37 °C Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 E = 14.712 mV Masih dari tabel, untuk t r = 40 °C, ∆E 1 = 1.611 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 14.712 + 1.611 = 16.323 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.323 mV true temperature, t t = 398.29 °C Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 14.712 + 0.0404 x 40 = 16.328 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 16.328 mV true temperature, t t = 5. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 470 °C, 398.41 °C E = 19.363 mV Masih dari tabel, untuk t r = 30 °C, ∆E 1 = 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 19.363 + 1.203 = 20.566 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.566 mV true temperature, t t = 498.26 °C Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 19.363 + 0.0404 x 30 = 20.575 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 20.575 true temperature, t t = 6. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 550 °C, 498.47 °C E = 22.772 mV Masih dari tabel, untuk t r = 50 °C, ∆E 1 = 2.022 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 22.772 + 2.022 = 24.794 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 24.794 mV true temperature, t t = 7. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 720 °C, 597.5 °C E = 29.965 mV Masih dari tabel, untuk t r = 30 °C, ∆E 1 = 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 29.965 + 1.203 = 31.168 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 31.168 mV true temperature, t t = 748.89 °C Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 29.965 + 0.0404 x 30 = 31.177 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 31.177 mV true temperature, t t = 8. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 800 °C, 749.10 °C E = 33.277 mV Masih dari tabel, untuk t r = 30 °C, ∆E 1 = 1.203 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 33.277 + 1.203 = 34.48 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 34.48 mV true temperature, t t = 829.46 °C Bila menggunakan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 maka: E = 33.277 + 0.0404 x 30 = 34.489 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 34.489 mV true temperature, t t = 9. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 930 °C, 829.68 °C E = 38.519 mV Masih dari tabel, untuk t r = 10 °C, ∆E 2 = 0.397 mV Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E - ∆E 2 = 38.519 - 0.397 = 38.122 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 38.122 mV true temperature, t t = 10. Dari tabel temperatur tipe-K, pada temperatur t i = 980 °C, 920 °C E = 40.488 mV Masih dari tabel, untuk t r = 20 °C, ∆E 1 = 0.798 mV Harga koreksi dari e.m.f. adalah: E = E + ∆E 1 = 40.488 + 0.798 = 41.286 mV Dari tabel temperatur tipe-K, E = 4.064 mV true temperature, t t = 1000.43 °C Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Perhitungan diatas diakumulasikan dalam bentuk data pada Tabel 4.6.b. Tabel 4.6.b. Data Hasil Percobaan A °C SUHU YANG DIATUR DENGAN FURNACE STANDAR B °C TRUE TEMPERATURE t t D =A-B DEVIASI ± °C TOLERANSI OUTPUT TERMOKOP EL TIPE-K NiCr-NiAl KET. 1 100 99.25 0.75 2.5 √ 2 200 200 2.5 √ 3 300 299.15 0.85 2.5 √ 4 400 398.29 1.71 2.5 √ 5 500 498.26 1.74 2.5 √ 6 600 597.5 2.5 2.5 √ 7 750 748.89 1.11 2.5 √ 8 830 829.46 0.54 2.5 √ 9 920 920 2.5 √ 10 1000 1000.43 - 0.43 2.5 √ Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Untuk memudahkan analisa maka dibuatlah grafik pada Gambar 4.3.b. berdasarkan data hasil percobaan pada Tabel 4.6.b. 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 Poin ke-n T em p er at u r SUHU FURNACE STANDAR TRUE TEMPERATUR °C Gambar 4.3.b. Grafik Perbedaan Suhu Antara Furnace Standar dengan True Temperature Kesimpulan: Karena deviasi toleransi yang diizinkan pada setiap seleksi suhu yang diuji maka termokopel tipe-K tersebut dinyatakan masih bagus dan dapat digunakan kembali sampai periode kalibrasi berikutnya. Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Berikut Tabel 4.6.c. merupakan perbedaan hasil percobaan antara rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 dengan rumus E = E + ∆E1 untuk mendapatkan true temperature. Tabel 4.6.c. Data Hasil Percobaan rumus E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 dengan rumus E = E + ∆E1 untuk mendapatkan true temperature. POIN SUHU YANG DIUJI B °C TRUE TEMPERATURE t t DENGAN RUMUS E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 A °C TRUE TEMPERATURE t t DENGAN RUMUS E = E + ∆E 1 S =A-B SELISIH 1 100 99.49 99.25 0,24 2 200 200.23 200 0,23 3 300 299.37 299.15 0,22 4 400 398.41 398.29 0,12 5 500 498.47 498.26 0,21 7 750 749.10 748.89 0,21 8 830 829.68 829.46 0,22 RATA – RATA SELISIH 0,207143 Muhammad Irvan Siregar : Teknik Kalibrasi Thermocoupel Type – K Di PT Inalum Kuala Tanjung, 2009. USU Repository © 2009 Kesimpulan: Perbedaan temperatur yang didapat dari perhitungan E = E + ∆E 1 , dengan temperatur yang didapat dari perhitunagn E = E + k 1 t r + k 2 t r 2 , tidak begitu signifikan karena rata – rata selisihnya hanya 0,20....°C.

IV.8. TEKNIK MENGKALIBRASI TERMOKOPEL DENGAN LOOP RESISTANCE