PENGARUH SUHU DALAM PENIMBANGAN

fluktuasi suhu adalah musuh terbesar

dalam penimbangan presisi tinggi

Laboratorium Massa - Direktorat Metrologi

Introduksi

Instrument atau alat ukur mempunyai beberapa karakteristik, diantaranya adalah repeatability, resolution, linearity, hysteresis, sensitivity, dan threshold. Seperti karakteristik instrument lainnya sensitivity (kepekaan) dapat mempengaruhi tingkat ketelitian hasil pengukuran. Secara general sensitivity didefinisikan sebagai rasio dari respon output terhadap input penyebab pada kondisi statis.

Sebagai sebuah instrument timbangan juga memiliki karakteristik ini, baik itu pada timbangan mekanik, timbangan elektro-mekanik, maupun timbangan full-electronic. Dalam ilmu timbangan sensitivity merupakan perubahan signal output yang disebabkan oleh adanya perubahan beban (load). Sensitivity sebuah timbangan merupakan ukuran kemampuan timbangan untuk mendeteksi adanya perubahan massa beban. Secara matematis sensitivity dapat dirumuskan sebagai berikut:

dimana,

DR adalah perubahan signal output, dan

Dm adalah perubahan massa beban

Sensitivity dan Scale Value

Untuk two-pan balance, misalkan neraca sama lengan, sensitivity ditentukan melalui pengujian parameter sensitivity-reciprocal. Parameter ini dalam aplikasi dikenal dengan scale value atau nilai skala. Semakin kecil nilai sensitivity-reciprocal maka nilai sensitivity dari timbangan semakin besar. Dengan demikian sensitivity-reciprocal dapat dirumuskan sebagai,

Besarnya sensitivity sebuah neraca sangat tergantung pada nilai beban, secara umum semakin besar nilai beban maka akan semakin kecil sensitivity-nya. Sebagai contoh untuk neraca D sensitivity pada beban 1 g adalah 2,5 skala/mg dan pada beban 50 g adalah 0,5 skala/mg.

Berbeda dengan neraca sama lengan, untuk single-pan balance ataupun timbangan elektronik dimana pembacaan terhadap massa beban yang ditimbangnya dapat langsung dibaca, maka besarnya sensitivity dari timbangan tersebut pada dasarnya selalu diset pada nilai nominalnya. Ini menunjukan bahwa timbangan jenis ini mempunyai sensitivitas yang relatif sama untuk setiap bebannya. Besarnya sensitivity adalah ukuran slope atau kemiringan dari kurva karakteristik timbangan, kurva ini merupakan sebuah garis lurus antara beban nol dan maksimum. Dengan demikian sensitivity dapat dirumuskan menjadi,

dimana f adalah sudut elevasi dari kurva karakteristik.

Sensitivity Error

Secara sederhana nilai sebenarnya dari sensitivity dapat ditentukan sebagai berikut, ketika kita muati sebuah timbangan dengan beban 50 g maka seharusnya timbangan tersebut akan menunjukkan 50 g juga. Sensitivity timbangan pada beban ini adalah :

Pada umumnya nilai sensitivity timbangan elektronik ataupun mass comparator mendekati 1. Bila nilai tangen (f) kurang dari 1 dikatakan slope kurva karakteristik kekecilan (slope too small) dan bila lebih besar dari 1 dikatakan slope kurva karakteristik kebesaran (slope too large). Sebagai contoh sebuah timbangan mempunyai sensitivity sebesar 1,000 000 5 atau sensitivity error 0,5 ppm, ini berarti ketika kita menimbang sebuah beban kecil, misalkan cincin emas 1 g,  akan terjadi deviasi akibat sensitivity error sebesar :

1 g x 0,5 ppm = 0,5 mg

Bila mass comparator tersebut kita gunakan untuk mengkalibrasi anak timbangan dengan massa nominal 200 g, dan misalkan dari hasil pembandingan tersebut diperoleh Dm_C =  2 mg, maka uncertainty (ketidakpastian) dari nilai Dm_C tersebut dapat diestimasi sebesar :

Sensitivity Drift

Nilai sensitivity sebuah mass comparator tergantung pada suhu lingkungan disekitarnya. Variasi nilai sensitivity akibat adanya variasi suhu ini dikenal dengan istilah sensitivity drift, yang dinyatakan dalam besaran koefisien suhu sensitivity (temperature coefficient of the sensitivity, TC). TC merupakan presentase deviasi penunjukkan timbangan per derajat Celcius. Sebuah mass comparator yang mempunyai nilai TC = 0,0001%/^oC berarti perubahan suhu sebesar 1 ^oC menyebabkan perubahan sensitivity sebesar 1x 10^-6. Secara fisis TC dirumuskan dengan persamaan,

 

Bila sebuah mass comparator yang memiliki sensitivity sebesar 0.0001% digunakan untuk mengkalibrasi anak timbangan 200 g kelas E₂, dan ketika proses kalibrasi berlangsung telah terjadi perubahan suhu laboratorium sebesar 3 ^oC, maka akan menyebabkan adanya perubahan penunjukan / indikator mass comparator sebesar,

Menurut rekomendasi OIML R-111 (2004), anak timbangan 200 g kelas E₂ mempunyai nilai maximum permissible error (MPE) 0,3 mg, yaitu jauh lebih kecil dari DR. Dengan demikian, bila selama proses kalibrasi anak timbangan terjadi perubahan suhu seperti diilustrasikan di atas, maka kegiatan kalibrasi yang dilakukan menjadi tidak berarti.

  

-o0o-

Timbangan Untuk Berdagang

Serial : Ekonomi Metrologi

PENGGUNAAN TIMBANGAN DALAM BERDAGANG

Pertimbangan Pemilihan Timbangan

Timbangan pegas yang mempunyai kapasitas maksimum menimbang 10 kg dengan nilai skala terkecil (e) 50 gram digolongkan kedalam kelas “empat”, dimana Batas Kesalahan yang Diizinkan (tolerasi) pada tera ulang menurut ketentuan internasional dan nasional Indonesia adalah

0 kg ≤ muatan ≤ 2,5 kg adalah ± 50 gram (1e) dan

2,5 kg < muatan ≤ 10 kg adalah ± 100 gram (2e).

Artinya, ketika kita membeli 1 kg (1000 gram) suatu barang dengan menggunakan timbangan tersebut hasil penimbangannya boleh lebih atau kurang sebesar 50 gram (5%). Bila barang tersebut berupa gula putih dengan harga Rp. 10.000 per kg, maka kita sebagai penjual harus rela bila kehilangan keuntungan sebesar Rp. 500,- per kg.

Bila nilai Rp. 500,- tersebut termasuk besar dibandingkan dengan nilai keuntungan yang seharusnya, maka penjual/pedagang gula tersebut seharusnya mengganti timbangan-nya dengan timbangan yang mempunyai ketelitian lebih baik, yaitu kelas “tiga”.

Mungkin timbangan kelas “empat” itu cocoknya untuk keperluan penimbangan singkong, karena singkong harga per kilogram-nya lebih murah bila dibandingkan dengan gula putih, yaitu sekitar Rp. 800,- per kg. Untuk penjualan 1 kg singkong dengan menggunakan timbangan tersebut mungkin penjual akan kehilangan atau mendapat tambahan keuntungan sebesar Rp. 40,-

Dari ilustrasi penimbangan gula putih dan singkong tersebut kita dapat mengambil pelajaran bahwa kita harus menggunakan kelas atau jenis timbangan yang tepat untuk menimbang suatu komoditi. Pembaca bisa bayangkan apa yang akan terjadi bila timbangan kelas “empat” dipakai untuk menimbang emas.

Kewajiban Tera Ulang Timbangan

Tera ulang timbangan dimaksudkan untuk memastikan atau mengembalikan kondisi timbangan pada keadaan sesuai dengan spesifikasi awalnya atau ketentuan yang berlaku. Kita sebagai pedagang tentu saja tidak ingkin kehilangan keuntungan, dan juga seharusnya tidak punya niatan untuk merugikan pembeli. Kita harus menjaga agar timbangan untuk berjualan mempunyai kesalahan yang sesuai dengan ketentuan.

Menurut hukum yang berlaku di Indonesia kewajiban untuk meneraulangkan timbangan telah diatur dalam Undang-Undang Nomor 2 Tahun 1981 tentang Metrologi Legal. Dalam undang-undang tersebut bila kita menggunakan timbangan yang tidak sesuai dengan ketentuan maka akan dikurung penjara maksimal selama 1 tahun atau denda sebesar 1 juta rupiah.

Mungkin bagi sebagian orang tidaklah takut dengan ancaman aturan manusia ini, tapi bagaimana dengan aturan Allah SWT berikut :

Surat Al-Muthafifin: 1-6

“Celakalah orang-orang yang mengurangi, apabila mereka itu menakar kepunyaan orang lain (membeli) mereka memenuhinya, tetapi jika mereka itu menakarkan orang lain (menjual) atau menimbang untuk orang lain, mereka mengurangi. Apakah mereka itu tidak yakin, bahawa kelak mereka akan dibangkitkan dari kubur pada suatu hari yang sangat besar, yaitu suatu hari dimana manusia akan berdiri menghadap kepada Tuhan seru sekalian alam.”

Surat Huud : 84

Dan kepada (penduduk) Mad-yan (Kami utus) saudara mereka, Syu'aib. Ia berkata: "Hai kaumku, sembahlah Allah, sekali-kali tiada Tuhan bagimu selain Dia. Dan janganlah kamu kurangi takaran dan timbangan, sesungguhnya aku melihat kamu dalam keadaan yang baik (mampu) dan sesungguhnya aku khawatir terhadapmu akan azab hari yang membinasakan (kiamat)."

Sekian ... semoga bermanfaat.