Kalibrasi Mistar Ingsut Dan Mikrometer.docx

A. Kalibrasi Mistar Ingsut skala nonius 1. Pemeriksaan kelurusan sisi sensor Langkah Kerja : 

Bersihkan sisi sensor ukur (rahang tetap dan rahang gerak) bagian luar mistar ingsut skala nonius dan pisau lurus.



Tempelkan pisau lurus pada sisi snsor ukur tetap



Amati kelurusan sisi sensor tetap dengan melihat celah antara permukaan sisi sensor tetap dengan pisau lurus (dengan latar belakang yang terang),



Gambarkan hasil pengamatan pada lembar data pengukuran untuk masingmasing praktikan



Lakukan hal yang sama mulai dari tahap 1 sampai dengan 4 untuk sisi sensor gerak.

2. Pemeriksaan kebenaran skala utama Langkah Kerja : 

Tulis penyimpangan mistar ingsut yang diijinkan oleh standarisasi internasional (misal : JIS B 7507)



Bersihkan sensor tetap dan gerak bagian luar mistar ingsut skala nonius,



Ambil beberapa blok ukur dengan ukuran 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 mm, masing-masing bersihkan terlebih dahulu, khususnya bagian muka ukur,



Lakukan pengukuran mulai dari nol (dengan cara merapatkan sensor tetap dengan sensor gerak,



Lakukan pengukuran untuk setiao blok ukur yang telah disiapkan dan catat hasil pengukuran untuk setiap blok ukur yang telah disiapkan dan catat hasil pengukuran untuk masing-masing praktikan dan catat penyimpangannya pada lembar data pengukuran,



Lakukan hal yang sama untuk memeriksa sensor tetap dan gerak bagian dalam dengan meletakkan blok ukur pada pemegang blok ukur,



Lakukan hal yang sama untuk memeriksa sensor ukur kedalaman dengan meletakkan blok ukur di atas mela rata dengan posisi salah satu muka ukur menghadap keatas,

1



Buat grafik penyimpangan yang terjadi dari ketiga sensor ukur,



Hitung besar penyimpangan



Bandingkan data hasil pengukuran dengan batas harga penyimpangan yang diijinkan

B. Kalibrasi Mikrometer 1. Pemeriksaan kedudukan nol Langkah Kerja : 

Bersihkan permukaan sensor ukur (permukaan landasan dan poros ukur)



Rapatkan ke dua sensor dengan memutar gigi gelincir dan baca petunjuk skala mikrometer,



Bila tidak menunjukan pada posisi nol, maka lakukan penyetelan dengan cara :  Ambil kunci penyetel nol,  Masukkan ke lubang penyetel nol  Putar silinder tetap dengan menggunakan kunci penyetel sampi garis referensi dari skala, tetap bertemu dengan garis nol dari skala putar,

2. Pemeriksaan Kebenaran skala utama Langkah Kerja : 

Tulis penyimpangan mikrometer yang diijinkan oleh standarisasi internasional



Bersihkan ke dua permukaan sensor ukur mikrometer



Ambil beberapa blok ukur dengan ukuran yang tertulis pada tabel data, masingmasing bersihkan terlebih dahulu, khusunya bagian muka ukur



Letakkan mikrometer yang dikalibrasi pada dudukan mikrometer,



Periksa kedudukan nol (dengan cara merapatkan landasan tetap dengan poros ukur, bila perlu disetel dahulu)



Lakukan pengukuran untuk setiap blok ukur yang telah disiapkan



Catat hasil pengukuran untuk masing-masing praktikan dan catat kesalahannya pada lembar data pengukuran

2



Lakukan pengukuran untuk setiap blok ukur dari ukuran yan terbesar sampai yang terkecil



Hitung besar kesalahan rata-rata



Buat grafik kesalahan kumulatif,



Hitung kesalahan total (jarak antara titik teratas dengan titik terbawah pada kurva kesalahan kumulatif,



Hitung kesalahan total (jarak antara titik terata dengan terbawah pada kurva kesalahan kumulatif)



Bandingkan data hasil pengukuran dengan batas harga toleransi yang diijinkan

3. Pemeriksaan kerataan muka ukur Kerataan dari salah satu muka ukur diperiksa dengan menggunakan kaca datar (optical flat), yaitu sekeping kaca (dari gelas atau batu Sapphire) yang mempunyai satu permukaan yang rata dengan toleransi kerataan sebesar 0,2 μm sampai 0,005 μm.

Langkah Kerja : 

Bersihkan permukaan sensor ukur (permukaan landasan dan poros ukur)



Bersihkan ke dua permukaan sensor ukur mikrometer



Letakkan kaca datar diatas pada salah satu muka ukur, dengan hati-hati



Amati kerataan muka ukur dengan melihat garis-garis berwarna pada permukaan muka ukur



Gambarkan hasil pengamatan pada lembar data pengukuran



Hitung ketidakrataan muka ukur



Bandingkan dengan ketidakrataan yang diijinkan

4. Pemeriksaan kesejajaran muka ukur Langkah Kerja : 

Tulis standar ketidaksejajaran maksimum yang diijinkan oleh standarisasi internasional (misal : JIS B 7502)



Bersihkan kedua permukaan sensor ukur mikrometer 3



Letakkan salah satu kaca paralel dengan memutar silinder putar (dengan sangat hati-hati)



Amati kesejajaran kedua muka ukur dengan melihat garis-garis berwarna pada permukaan kedua muka ukur (dengan latar belakang terang)



Gambarkan hasil pengamatan pada lembar data pengukuran,



Hitung ketidaksejajaran kedua muka ukur



Lakukan hal yang sama dengan kaca paralel yang tebalnya berbeda



Ambil harga ketidaksejajaran kedua muka ukur yang terbesar



Bandungkan dengan standar ketidaksejajaran maksimum (jumlah baris maksimum) yang diijinkan.

4

LEMBAR DATA PENGUKURAN PENGUKURAN KEBULATAN

Tabel 1.1 Data Kondisi Ruang Laboratorium Praktikan A : Achmad A, Aditio W, Agung P

Praktikan B : Alif, Ardyan, Arip S

Instruktur : Bpk Sutrimo

Asisten labortorium :

Temperatur ruang :26 oC

Kelembaban :

Tanggal Praktikum : 21 Mei 2018

Tabel 1.2 Data pemeriksaan kelurusan sisi sensor mistar ingsut Kapasitas Ukur : 0 – 150 mm Sisi sensor Ukur

Kecermatan : 0.02 Sketsa Gambar Praktikan A

Praktikan B Mikrometer Ingsut

Mikrometer Ingsut

Sensor Tetap

Pisau perata

Pisau perata

Mikrometer Ingsut

Mikrometer Ingsut

Pisau perata

Pisau perata

Sensor Gerak

5

Tabel 1.3 Data pemeriksaan kebenaran skala utama Mistar Ingsut A.2 Pemeriksaan kebenaran Skala Utama Kapasitas Ukur ; L = 0 – 150 mm

Kecermatan = 0,02 mm

Penyimpangan mistar igsut yang diijinkan JIS B 7507 = 0.057 mm Hasil Pengukuran Penyimpangan (μm) Ukuran Blok Ukur

Praktikan A Bagian

Bagian

Luar

Dalam

0

0

0

5

5

10

Praktikan B Bagian

Bagian

Luar

Dalam

0

0

0

0

4,98

5

5

4,94

5

10

10

10,04

10

10

10

15

15

15

15

15

15

15

20

20

20

20

20

20

20

25

25

25

25

25

25

25,08

30

30

30

30,08

30

30

30

0

0,00285

0,01714

0

0,008571

0,01142

0

0,005421

0,00572

0

0,005421

0,00572

Penyimpangan Rata-Rata Beda A & B

Kedalaman

Kedalaman

6

Tabel 1.4 Data pemeriksaan kebenaran skala utama Mikrometer Kapasitas Ukur = 0 – 25 mm

Kecermatan = 0,001 mm

Penyimpangan mistar igsut yang diijinkan JIS B 7502 = ± 2 µm Hasil Pengukuran Praktikan A Ukuran Blok

Pengukuran

Kesalahan

Pengukuran

Kesalahan

Kesalahan

Kesalahan

Ukur (mm)

(mm)

(μm)

di balik

(μm)

rata-rata

kumulatif

(μm)

(μm)

(mm) 2

2,003

3

2,002

2

2,5

5

4

4,002

2

4,003

3

2,5

5

6

6,002

2

6,001

1

1,5

3

8

8,003

3

8,002

2

2,5

5

10

10,002

2

10,001

1

1,5

3

12

12,001

1

12,001

1

1

2

14

14,002

2

14,000

0

1

2

16

16,001

1

16,001

1

1

2

18

18,002

2

18,002

2

2

4

20

20,001

1

20,002

2

1,5

3

22

22,001

1

22,000

0

0,5

1

24

24,000

0

24,001

1

0,5

1

Kesalahan Total = 5 μm

7

Kapasitas Ukur = 0 – 25 mm

Kecermatan = 0,001 mm

Penyimpangan mistar igsut yang diijinkan JIS B 7502 = ± 2 μm Ukuran Blok Ukur (mm)

Hasil Pengukuran Praktikan B Pengukuran

Kesalahan

Pengukuran

Kesalahan

Kesalahan

Kesalahan

(mm)

(μm)

di balik

(μm)

rata-rata

kumulatif

(μm)

(μm)

(mm) 2

2,001

1

2,001

1

1

2

4

4,002

2

4,001

1

1,5

3

6

6,001

1

6,001

1

1

2

8

8,001

1

8,001

1

1

2

10

10,001

1

10,002

2

1,5

3

12

12,003

3

12,003

3

3

6

14

14,003

3

14,002

2

2,5

5

16

16,002

2

16,002

2

2

4

18

18,002

2

18,002

2

2

4

20

20,002

2

20,000

0

1

2

22

22,001

1

22,002

2

1,5

3

24

24,001

1

24,000

0

0,5

1

Kesalahan Total = 6 μm

8

Grafik Kesalahan Kumulatif Kebenaran Skala Mikrometer

Chart Title 7 6 5 4 3 2 1 0 2

4

6

8

10

12

PRAKTIKAN A

14

16

18

20

22

24

PRAKTIKAN B

Kesalahan total : Praktikan A = 5 𝜇m – 1 𝜇m = 4 𝜇m Praktikan B = 6 𝜇m – 1 𝜇m = 5 𝜇m

9

Tabel 1.5 Data Pemeriksaan kerataan muka ukur mikrometer Kapasitas Ukur = 0 - 25 mm

Kecermatan = 0,01 mm

Ketidakrataan Muka Ukur, satu garis warna = 0,32 𝜇m Hasil Pemeriksaan Kerataan Muka Ukur Muka Ukur

Praktikan A Sketsa Gambar

Ketidakrataan

Praktikan B Sketsa Gambar

Ketidakrataan

Permukaan

3 × 0,32 𝜇m =

2 × 0,32 𝜇m =

Landasan Tetap

0,96 𝜇m

0,64 𝜇m

Permukaan

1 × 0,32 𝜇m =

1 × 0,32 𝜇m =

Poros Ukur

0,32 𝜇m

0,32 𝜇m

Tabel 1.6 Data pemeriksaan kesejajaran muka ukur Mikrometer Kapasitas Ukur = 0 - 25 mm

Kecermatan = 0,01 mm

Ketidaksejajaran maksimum yang diijinkan menurut JIS B7502 = ± 2 𝜇m Tebal Optical Parallel Plate

Hasil Pemeriksaan Kerataan Muka Ukur Praktikan A Sketsa Gambar

Ketidakrataan

Landasan tetap

12,00 mm

Poros ukur

Praktikan B Sketsa Gambar

Ketidakrataan

Landasan tetap 4 × 0,32 𝜇m =

3 × 0,32 𝜇m =

1,28 𝜇m

0,96 𝜇m Poros ukur

10

Landasan tetap

12,12 mm

Landasan tetap

6 × 0,32 𝜇m = Poros ukur

1,92 𝜇m

4 × 0,32 𝜇m = Poros ukur

1,28 𝜇m

4 × 0,32 𝜇m = Poros ukur

6 × 0,32 𝜇m = Poros ukur

1,92 𝜇m

1,28 𝜇m

Landasan tetap

Landasan tetap

12,37 mm

Poros ukur

Landasan tetap

Landasan tetap

12,25 mm

6 × 0,32 𝜇m =

1,92 𝜇m

9 × 0,32 𝜇m = Poros ukur

2,88 𝜇m

11

ANALISIS DATA A. Kalibrasi Mistar Ingsut 1. Pemeriksaan Kelurusan Sisi Sensor Mistar Ingsut Dari hasil pemeriksaan kami dapat dilihat bahwa kedua praktikan berada pada populasi yang sama atau tidak ada perbedaan keahlian dalam proses pemeriksaan kelurusan sisi sensor Mistar Ingsut tersebut dan hasilnya yaitu tidak adanya cahaya yang muncul diantara pisau lurus dan sensor Mistar Ingsut, baik rahang tetap maupun rahang gerak. Hal tersebut menyatakan bahwa sisi sensor Mistar Ingsut adalah lurus, baik sensor tetap maupun sensor gerak itu sendiri. 2. Pemeriksaan Kebenaran Skala Utama Mistar Ingsut Dari hasil pemeriksaan kami dapat dilihat bahwa bahwa kedua praktikan berada pada populasi yang sama atau tidak ada perbedaan keahlian dalam proses pemeriksaan skala utama Mistar Ingsut tersebut dan hasilnya yaitu tidak adanya penyimpangan yang terlihat dari beberapa pemeriksaan yang kami lakukan. Hal tersebut menyatakan bahwa skala utama Mistar Ingsut masih dalam kondisi yang baik.

12

B. Kalibrasi Mikrometer 1. Pemeriksaan Kebenaran Skala Utama



Banyak data; n dan derajat kebebasan; fx nA = 12; fA = nA – 1 = 12 – 1 = 11 nB = 12; fB = nB – 1 = 12 – 1 = 11

13



̅x Harga rata-rata sampel; X nA

1 ̅A = X ∑ XiA = 3 nA i=1 nB

1 ̅B = X ∑ XiB = 3,083 nB i=1



Varian sampel; s2x 2 2 ̅ 2 SSDA = ∑nA i=1(XiA − XA) = (5 − 3) + ⋯ + (1 − 3) = 1,090909 nB

SSDB = ∑(XiB − ̅ XB)2 = (2 − 3,083)2 + ⋯ + (1 − 3,083)2 = 0,320505 i=1

SSDA = 0,0991 nA − 1 SSDB s2 B = = 0,0291 nB − 1 s2 A =

s2 A > s2 B

Analisa perbandingan dua data (ANOVA), sebagai berikut : 

Pemeriksaan kedua varian F=



Variansampelterbesar Variansampelterkecil

S2 A

= S2 B = 3,405

Dari fraktil distribusi rasio varian dengan tingkat kepercayaan 97,5% (bilateral test), diperoleh u2.975 (fvar besar , fvar kecil) = u2.975 (11 , 11) = 3,47



Perhitungan F dari hasil pengukuran dibandingkan dengan u2.975 (fvar besar , fvar kecil) F vs u2.975 (11 , 11)→ 3,405 < 3,47 ; terjadi kesalahan rambang, maka analisis dapat diteruskan ke pemeriksaan harga rata-rata



Kedua varian dapat disatukan atau varian total s2 s2 =



fAs2 A+fBs2 B fA+fB

= 0,705707

Deviasi standar sampel s s= √s2 = 0,840064

14



Pemeriksaan kedua harga rata-rata: t=

̅ A−X ̅ A| |X 1 1 + nA nB

= 0,242015

s√



Dari fraktil distribusi –t dengan tingkat kepercayaan 97,5% (bilateral test) diperoleh : t.975 (f = nA + nB -2) = t.975 (f = 22) = 2,074



Penghitungan t dari hasil pengukuran t.975 (f = nA + nB -2) t vs t.975 (f = 22) → 0.130573< 2,074 ; terjadi kesalahan rambang maka harga rata-rata dapat disatukan atau harga rata-rata total ̅ X dan dapat diperkirakan harga varian teoretik s2 o



Harga rata-rata total; ̅ X ̅

̅

nAXA+nBXB ̅ X = nA+nB = 3,04150



Kesimpulan bahwa ke dua data dianggap dari satu populasi atau tidak ada perbedaan yang berarti atau diaggap mempunyai keahlian yang sama dalam melakukan proses pengukuran pemeriksaan kebenaran skala utama mikrometer.

3. Pemeriksaan Kerataan Muka Ukur Dari hasil pemeriksaan, dapat dilihat bahwa kedua praktikan melihat lebih dari dua garis pada kaca datar yaitu praktikan A melihat 3 garis pada permukaan landasan tetap dan 1 garis pada permukaan poros ukur, sedangkan praktikan melihat 2 garis pada permukaan landasan tetap dan 1 garis pada permukaan poros ukur. Namun seharusnya jumlah garis maksimum yang diijinkan untuk menyatakan bahwa kerataan muka ukur itu baik adalah dua garis berwarna atau nilai ketidakrataan muka ukur yang diijinkan adalah sebesar 0,64 µm untuk mikrometer yang kami periksa. Maka dapat dinyatakan bahwa permukaan muka ukur Mikrometer yang kami periksa tidak rata.

15

4. Pemeriksaan Kesejajaran Muka Ukur



Banyak data; n dan derajat kebebasan; fx nA = 12; fA = nA – 1 = 4 – 1 = 3 nB = 12; fB = nB – 1 = 4 – 1 = 3



Harga rata-rata sampel; ̅ Xx nA

1 ̅A = X ∑ XiA = 1,6 nA i=1 nB

1 ̅B = X ∑ XiB = 1,76 nB i=1



Varian sampel; s2x 2 2 ̅ 2 SSDA = ∑nA i=1(XiA − XA) = (1,28 − 1,6) + ⋯ + (1,92 − 1,6) = 0,136533

16

nB

SSDB = ∑(XiB − ̅ XB)2 = (0,96 − 1,76)2 + ⋯ + (2,88 − 1,76)2 = 0,7168 i=1

SSDA = 0,045511 nA − 1 SSDB s2 B = = 0,23893 nB − 1 s2 A =

s2 B > s2 A

Analisa perbandingan dua data (ANOVA), sebagai berikut : 

Pemeriksaan kedua varian F=



Variansampel terbesar Variansampel terkecil

S2 B

= S2 A = 5,25

Dari fraktil distribusi rasio varian dengan tingkat kepercayaan 97,5% (bilateral test), diperoleh u2.975 (fvar besar , fvar kecil) = u2.975 (3 , 3) = 15,4



Perhitungan F dari hasil pengukuran dibandingkan dengan u2.975 (fvar besar , fvar kecil) F vs u2.975 (3 , 3)→ 5,25 < 15,4 ; terjadi kesalahan rambang, maka analisis dapat diteruskan ke pemeriksaan harga rata-rata



Kedua varian dapat disatukan atau varian total s2 s2 =



fAs2 A+fBs2 B fA+fB

= 0,426667

Deviasi standar sampel s s= √s2 = 0,653197



Pemeriksaan kedua harga rata-rata: t=

̅ A−X ̅ A| |X 1 1 + nA nB

= 0,346410

s√



Dari fraktil distribusi –t dengan tingkat kepercayaan 97,5% (bilateral test) diperoleh : t.975 (f = nA + nB -2) = t.975 (f = 6) = 2,447

17



Penghitungan t dari hasil pengukuran t.975 (f = nA + nB -2) t vs t.975 (f = 22) → 0,346410< 2,447 ; terjadi kesalahan rambang maka harga rata-rata dapat disatukan atau harga rata-rata total ̅ X dan dapat diperkirakan harga varian teoretik s2 o



Harga rata-rata total; ̅ X ̅

̅

nAXA+nBXB ̅ X = nA+nB = 1,68



Kesimpulan bahwa ke dua data dianggap dari satu populasi atau tidak ada perbedaan yang berarti atau diaggap mempunyai keahlian yang sama dalam melakukan proses pengukuran pemeriksaan kerataan muka ukur.

Pertanyaan : 1. Apakah mistar ingsut dan mikrometer yang diperiksa masih dapat digunakan untuk proses pengukuran? 2. Langkah apa yang dilakukan bila mistar ingsut atau mikrometer melebihi batas penyimpangan yang diijinkan? 3. Apakah metoda pemeriksaan terhadap mistar ingsut dan mikrometer yang anda lakukan sudah memenuhi untuk menentukan kondisi alat ukur tersebut. Sebutkan bila ada metoda yang lain?

Jawaban : 1. Melalui berbagai proses pemeriksaan yang kami lakukan bahwa Mistar Ingsut yang kami periksa masih dapat digunakan karena tidak ada nilai penyimpangan yang terbaca pada skala utama Mistar Ingsut tersebut. Sementara Mikrometer luar yang kami periksa tidak dapat digunakan karena memiliki penyimpangan yang melebihi nilai penyimpangan yang diijinkan, baik itu nilai kebenaran skala utama, kerataan muka ukur, maupun kesejajaran muka ukur. 2. Setelah dilakukan kalibrasi dan ternyata hasilnya melewati batas toleransi yang diijinkan maka dapat dilakukan proses perbaikan pada alat ukur tersebut seperti melakukan proses machining menggunakan surface grinding serta membuat fixture-nya untuk mencekam alat

18

ukur tersebut pada proses machining. Namun, proses tersebut terbilang mahal dan membuang waktu dibanding jika kita membeli alat ukur baru. 3. Ya betul, metoda yang kami lakukan sudah memenuhi untuk menentukan kondisi alat ukur tersebut karena saya telah melakukan proses pemeriksaan sesuai prosedur dapat dilihat juga dari kesimpulan anova yang kami lakukan. Metoda lain yang memenuhi untuk menentukan kondisi alat ukur adalah dengan menggunakan alat ukur acuan yang lebih tinggi tingkat kebenarannya (lebih teliti) secara terus menerus dan bertahap hingga terbentuk rantai kalibrasi.

KESIMPULAN Baik mistar ingsut maupun mikrometer yang telah dilakukan pemeriksaan kondisinya kurang baik hal ini di buktikan oleh hasil yang kami dapat bahwa penyimpangan pada kedua alat ukur tersebut melebihi batas toleransi menurut JIS B 7502 yaitu ±2 µm.

19