Cara Estimasi Pembacaan Thermometer Gelas & Jenisnya

KOREKSI PEMBACAAN TERMOMETER GELAS

JENIS PENCELUPAN TOTAL DAN KALIBRASINYA

INTISARI

Telah dilakukan pengujian metode koreksi terhadap pembacaan termometer gelas jenis total yang tidak tercelup sempurna pada rentang kalibrasi 70 ~ 100ºC. Banyak pemakai mengalami kesulitan menggunakan termometer gelas total dalam mengukur suhu media ukur, kesulitan tersebut terjadi apabila kedalaman cairan media ukur tidak memadai sehingga sulit untuk memperoleh kondisi dimana 2 atau 3 skala terkecil berada diatas permukaan media ukur, karena tidak memiliki termometer gelas faden maka untuk mengkoreksi uap panas pada permukaan media ukur sepanjang kolom cairan yang tidak tercelup metode ini menggunakan termometer gelas standar. Nilai koreksi pembacaan dengan metode ini dibandingkan dengan koreksi jika menggunakan termometer gelas faden, dan hasil perbedaan koreksi terbesar diperoleh 0,03ºC.

ABSTRACT

Correction method test to the  reading of total glass  thermometer that is not immersion perfectly at 70~100ºC range has been developed. Most users have difficulties in using the total glass thermometer to measure temperature of media,  it often happens because the deep of liquid media is not enough to reach immersion limit so that 2 or 3 smallest division at surface does not achieved, because users do not have the faden glass thermometer so  to correct the length of column which is not immersed the correction method uses standard glass thermometer. Reading correction value of this method is compared by the correction if used the faden glass thermometer, and the highest correction result is  0,03 ºC.

Key Words:

Liquid glass thermometer, correction, immersion, reading

1. PENDAHULUAN

Termometer gelas adalah alat ukur suhu yang masih banyak digunakan selain mudah dalam pemakaian juga dapat digunakan sebagai alat standar suhu, jika ketelitiannya  memadai dan tertelusur ke standar internasional (SI). Untuk merealisasikannya termometer gelas tersebut dilakukan kalibrasi terhadap standar yang lebih tinggi.

Termometer gelas terbagi menjadi 3 jenis menurut batas pencelupannya yaitu : 

1.Termometer jenis komplit (complete) prinsip kerjanya seluruh bagi termometer harus merasakan seluruh suhu obyek. ( Thermometer Complete Immersion)

2.Termometer jenis parsial (partial) termometer ini dapat digunakan sebagai indikator dari obyek yang diukur karena penggunaannya dicelupkan sampai batas  pencelupannya yang sudah ditentukan oleh pabrik pembuat. Tanda yang umum   pada thermometer ini ada cincin pada batang kaca atau ada keterangan seperti 76mm Imm, 108mm Imm (Thermometer Partial Immersion)

3.Termometer gelas jenis total ,termometer selain digunakan untuk mengukur  suhu  juga dapat mengukur pada kedalaman tertentu, kelebihan  termometer ini adalah memiliki ketelitian yang tinggi dan lebih akurat. Tanda ada tulisan  Total Imm,  atau TOT.IMM. ( Thermometer Total Immersion) Gambar.1

Dalam penggunaan ketiga termometer tersebut masing – masing mempunyai kelebihan dan kekurangan, untuk mendapatkan hasil pengukuran suhu yang benar  menggunakan termometer gelas jenis total tetapi karena suatu hal atau peralatan media ukur / media kalibrasi tidak mencukupi batas pencelupan yang sesuai dengan menggunakan termometer gelas lain yang akan mengkoreksi pembacaannya (Gambar 1 ).

Gambar  1.Cara pemakaian termometer sesuai dengan jenis pencelupan ^[1].

Termometer gelas yang digunakan untuk mengkoreksi pembacaan yang standar adalah termometer gelas faden, tetapi karena termometer untuk mengkoreksi ini tidak populer dan pada penggunaannya tidak portable karena setiap ada perubahan tinggi kolom cairan air raksa termometer yang dibaca termometer  faden yang digunakan harus menyesuaikan tinggi bulbnya dengan tinggi kolom cairan air raksa yang tidak tercelup pada obyek^[1]

   .

Gambar 2.

Contoh Set up termometer faden untuk mengkoreksi pembacaan termometer gelas jenis total

Koreksi pembacaan termometer gelas total dengan menggunakan termometer faden menggunakan persamaan  berikut :

  ……....……………………………..     (1)

Dimana :  

t_es = koreksi pembacaan

 l_t  = panjang keseluruhan bulb thermometer faden

l_i   = panjang bulb thermometer faden yang tercelup

t_f   = pembacaan thermometer faden

t_b   = penunjukkan thermometer total          

2. PERUMUSAN MASALAH DAN LANGKAH KOREKSI

Dalam beberapa kasus dalam penggunaan termometer gelas total digunakan untuk mengukur cairan zat kimia di laboratorium, atau sebagai indikator peralatan, karena banyak para pengguna tidak mengetahui jenis termometer, biasanya para pengguna hanya memakai secara langsung untuk mengukur suhu obyek yang diukur.

Pada proses kalibrasi juga masih banyak terjadi kesalahan – kesalahan baca karena media kalibrasi yang dimiliki juga kedalamannya kurang memadai,  dan juga hanya sedikit laboratorium yang memilki termometer jenis faden

Termometer gelas standar digunakan untuk mengkoreksi sebagai pengganti termometer faden.

3. METODOLOGI PENELITIAN

Pada penelitian ini dilakukan  pengujian metode perbandingan termometer gelas standar dengan termometer digital standar yang sudah terkalibrasi dan tertelusur ke standar internasional. Kalibrasi dilakukan untuk memperoleh kesalahan (koreksi) termometer gelas yang dikalibrasi dengan cara penunjukkan termometer digital standar dibandingkan dengan termometer tersebut.

Sistem kalibrasi yang dilakukan menggunakan peralatan yang sudah terkalibrasi dengan hasil  ketidakpastian pada tingkat 95 %. Berikut data teknis peralatan yang digunakan

pada penelitian ini :

Tabel 1. Data Teknis Peralatan Yang Digunakan

Pengujian metoda ini dilakukan di laboratorium sub.bidang metrologi suhu PUSLIT KIM- LIPI Serpong .Sebagai percobaan digunakan 2 termometer gelas jenis total ,bak minyak silikon dan termometer digital dengan sensor termometer tahanan platina.

Pengujian dilakukan pada set point bak silikon 70 ^oC ,80 ^oC,90 ^oC,100 ^oC.

Gambar 3.  
Set up kalibrasi  termometer gelas jenis total yang dibantu   

pembacaannya   dengan termometer gelas koreksi

3.1. KOREKSI DAN ANALISA

Untuk mencari nilai koreksi termometer gelas ini menggunakan rumus :

 koreksi = k . N. ( t _termometer – t _koreksi )…………………………2

Dimana :

t termometer  = penunjukkan termometer yang diukur.

k                   = koefisien jenis cairan termometer ( air raksa = 0.00016, alkohol = 0.0018)

N                  = jumlah skala yang tidak tercelup (t _{skala tercelup} – t._termometer)

t _koreksi           = penunjukkan termometer koreksi

t _standar           = penunjukkan termometer standar

t _{yg tercelup}       = penunjukkan skala yang tercelup

Tabel 2. Data pengujian metode di set point 70 ^oC

Data ke n	t.termometer        (oC)	t.termometer koreksi           (oC)	t.yang tercelup         (oC)	N   (oC)	t. standar      (oC)
1	69,9	35	40	29,9	70,2
2	69,9	35	40	29,9	70,2
3	69,9	35	40	29,9	70,2
4	69,9	35	40	29,9	70,2
5	69,9	35	40	29,9	70,2
Rerata	69,9	35	40	29,9	70,2

Dari tabel 2 diatas akan didapat perhitungan sebagai berikut :

Hasil perhitungan dengan menggunakan rumus 2 adalah   0,1669 ^oC

Jadi pembacaan termometer gelas di atas setelah dikoreksi adalah 69,9 + 0,167 = 70,07^oC

3.2. Hasil Kalibrasi

Penujukkan standar = 70,2 ^oC

Koreksi yang tertelusur untuk termometer gelas tersebut adalah penunjukkan termometer standar dikurangi t thermometer yang dikalibrasi ;

Koreksi tertelusur = penunjukkan termometer standar  - termometer yang dikalibrasi

                              =  70 – 70,07

                              = -0,07 ^oC

Setiap hasil pengukuran atau kalibrasi harus selalu disertai  nilai ketidakpastian  karena banyak faktor yang mempengauruhi hasil kalibrasi baik faktor pelaksana atau faktor peralatan yang digunakan. Untuk meminimalkan kesalahan hasil kalibrasi dihitunglah nilai ketidakpastian dengan nilai nilai yang ada di tabel 1 dan hasil pengambilan data kalibrasi yang dilakukan.

Menentukan nilai ketidakpastian sebagai berikut := 0,1478 ^oC

Ketidakpastian bentangan pada tingkat kepercayaan 95% dengan menggunakan faktor cakupan 2 maka


U95 = Uc x k= 0,1478 x 2 = 0,295 = 0,3 ^oC

Ketidakpastian bentangan pada tingkat kepercayaan 95% dengan menggunakan faktor cakupan 2 maka


U95 = Uc x k


= 0,1478 x 2 = 0,295 = 0,3 ^oC

Hasil akhir dari proses ini termometer gelas yang di kalibrasi memiliki koreksi  dengan nilai ketidakpastian : -0,07 ± 0,3 ^oC

Dengan metode yang sama dilakukan pengambilan data untuk suhu setting point yang berbeda hasilnya seperti pada tabel 2

Tabel 2. Hasil Pengujian

Setpoint    (oC)	t.termo. (oC)	t.termo.koreksi     (oC)	t..yg tercelup        (oC)	N  (oC)	t. standard   (oC)	koreksi termo.standar (oC)	Koreksi Termo.faden     (oC)
70	69,9	35	40	29,9	70.02	0,1669	0,162
80	79,8	38	40	39,8	80,02	0,2662	0,233
90	89,5	40	40	49,5	90,01	0,3920	0,371
100	99,3	43	40	59,3	99,98	0,5342	0,511

 4. KESIMPULAN

-  Dari data yang didapatkan pada pengujian metode ini terlihat semakin tinggi kolom   cairan atau skala yang tidak tercelup semakin besar nilai koreksi pembacaannya.

-  Hasil pengujian metode koreksi,  termometer biasa dapat menggantikan termometer   faden untuk mengkoreksi pembacaan thermometer total yang tidak memeuhi batas    pencelupannya .

- Nilai ketidakpastian diperlukan untuk meminimalkan kesalahan – kesalahan yang   terjadi pada saat kalibrasi, faktor – faktor  yang mempengaruhi nilai ketidakpastian   diambil dari peralatan yang digunakan, dan factor yang paling dominant adalah resolusi   termometer yang dikalibrasi.

- Termometer gelas jenis total yang diuji memiliki resolusi 1 ^oC dan nilai ketidakpastian    kalibrasi yang didapatkan 0,3 ^oC. 

5. Daftar Pustaka

1 .J.V Nicholas, D.R. White. 2005, Treaceble Temperatures, An Introduction to   

   Temperature Measurement and Calibration

2. Robin E.Bentley, 1998, Resistance and Liquid- in gkass Thermometry.

3.ISO/TAG 4: January 1993 – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement.

4. NML, 1997,Handbook of Temperature Measurement

5. KIM-LIPI, Pengukuran dan Kalibrasi Suhu, 2000

Narasumber :

Dwi Larassati

Puslit KIM – LIPI,  Komplek PUSPIPTEK Serpong