1. Verifikasi Penentuan Nilai dan Ketidakpastian
Tekanan yang Dibangkitkan dari Parameter
Hydraulic Pressure Balance
Gigin Ginanjar , R Rudi Anggoro
gigin@kim.lipi.go.id
Lab Tekanan Sub Bidang Metrologi Massa
Pusat Penelitian Kalibrasi Instrumentasi dan Metrologi-LIPI

2. Pressure balance
• Apakah Pressure Balance itu?
Pressure balance adalah sebuah alat standar primer pada tekanan
yang terdiri dari Piston dan Silinder

3. Parameter Pressure Balance
• Luasan Efektif Ao(0,20)
• Koefisien distorsi λ
)P1))(20t(1(A
cg1M
P
n)20,0(
L
m
a
.....(1)
Persamaan Pressure Balance

4. Pressure Balance
DH Instruments PG 7301 Automatic Mass Handler terdiri dari 3 Piston (0.2 – 500 ) MPa

5. Sertifikat MMIJ 2009
• Mengunakan metoda B dari EA G.26 [8] untuk bentuk pelaporan kalibrasi

6. Metodologi
langkah penentuan parameter pressure balance:
1.Hitung Koreksi Yang diakibatkan oleh
penggunaan gravitasi internasional dan
reference temparatur misalnya 23oC.
2. Hitung massa dari masing – masing beban
kemudian hitung gaya untuk masing-masing titik
kalibrasi.
3.Hitung luasan P/C tiap titik tekanan
4.Hitung Luasan dan koefisien distorsi dengan
mengunakan regresi
5.Hitung kembali tekanan dan verifikasi hasilnya.

7. Koreksi Tekanan diakibatkan nilai Grafitasi Lokal Dan
Suhu Referensi piston
)tt(
1
g
g
PP
rI
L
)23,g()20,g( IL
gI = 9.80665 ms-2
Nilai gravitasi lokal lab tekanan KIM LIPI tahun 2007
Lokasi Nilai Ketidakpastian
mgal mgal
4 978137.908 0.018
5 978137.892 0.018
6 978137.905 0.017
7 978137.924 0.021
8 978137.944 0.018
9 978137.929 0.015
10 978137.930 0.016
11 978137.943 0.016
Dimana 1 mgal = 1 cm s-2
gL =9.78137922 ms-2
...(2)

8. Koreksi Tekanan diakibatkan nilai Grafitasi
Lokal Dan Suhu Referensi piston
• suhu Lab Tekanan 20oC dan suhu Sertifikat
adalah 23oC
• Maka nilai koreksi tekanan pada tekanan
nominal 2 MPa menggunakan persamaan (2)
• 2.00466 *(9.80665/9.78137922)*(1/20-23.7) =
1.999562 MPa

9. Perhitungan Gaya
No ∑M(1- u/ m) F P(gL,20) P(gL,20) P(gL,20)
2 A(p,20)
Kg N MPa Pa Pa2 m2
1 10.01953976 98.0052 19.98912123 19989121.23 3.9956E+14 4.90292E-06
2 30.08018891 294.2260 60.0077906 60007790.6 3.6009E+15 4.90313E-06
3 50.1302538 490.3433 100.00291 100002910 1.0001E+16 4.90329E-06
4 70.2029012 686.6814 140.0405211 140040521.1 1.9611E+16 4.90345E-06
5 90.2654453 882.9208 180.0552904 180055290.4 3.242E+16 4.90361E-06
6 100.2939813 981.0137 200.0561916 200056191.6 4.0022E+16 4.90369E-06
cg1MF L
m
a
...(3)

10. Hasil Penentuan Parameter
Pressure Balance
DHI P Orde1 Porde2
Ao m2 4.901283E-06 4.902861E-06 4.902903E-06
Pa-1 7.60E-13 8.52E-13 8.07E-13
me kg 9.75156E-05

11. Perhitungan Nilai Tekanan yang
dihasilkan oleh parameter Pressure
Balance
PDHI P(gL,20) ORDE1 P(gL,20) ORDE2
delta P delta P delta P
ppm ppm ppm
-319.7 4.1 1.9
-331.1 -3.6 -1.1
-333.4 -2.2 -0.2
-335.2 -0.4 0.4
-337.6 0.9 0.2
-339.1 1.3 -0.2
ppm=10-6
Dengan mempergunakan persamaan (1) maka dapat diperoleh nilai perbedaan
Antara tekanan yang berasal dari penentuan parameter dan ssertifikat kalibrasi

12. Verifikasi Nilai Ketidakpastian
parameter Pressure Balance
Pnominal UP(k=2) UP(k=2)
U(k=2) U(k=2)
MPa kPa Ppm
ppm/MPa ppm / MPa
2 0.141 70 1.74
6 0.23 38 0.61 0.04097
10 0.33 33 0.42 0.13308
14 0.43 31 0.35 0.18135
18 0.54 30 0.32 0.19783
20 30 0.6 0.30 0.09422

13. Verifikasi Nilai Ketidakpastian
parameter Pressure Balance
Pnom Up(k=2) diff dari sertifikat NMIJ
MPa [kPa] [ppm] [kPa] ppm
20 0.72 36.1 0.0210 1.1
60 2.14 35.7 -0.0590 -1.0
100 4.20 42.0 0.0010 0.0
140 6.90 49.3 0.0010 0.0
180 10.24 56.9 -0.0590 -0.3
200 12.15 60.8 -0.0490 -0.2
Up(k=2) = 2.0 10-4P2 + 1.95 10-2 P + 2.51 10-1 dalam kPa dan P dalam MPa
Mid Piston
y = 6.42E-02x - 1.43E+00
R2
= 9.76E-01
y = 2.00E-04x2
+ 1.95E-02x + 2.51E-01
R2
= 1.00E+00
-2.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
0 50 100 150 200 250
P (MPa)
U(kPa)

14. Kesimpulan
• Penentuan nilai parameter pressure balance yang diperoleh
dari nilai tekanan pressure balance dapat dihitung dengan cara
mengkoreksi nilai gravitasi dan koreksi temperatur.
• Pada penentuan parameter pengunaan regresi linear orde
kedua lebih tepat dipergunakan karena menghasilkan nilai
dengan perbedaan tekanan terkecil.
• Penghitungan ketidakpastian parameter luasan efektif tekanan
tidak dilakukan hanya perhitungan ketidakpastian koefisien
distorsi saja yang dihitung.
• Seperti penentuan nilai ketidakpastian tekanan juga
menggunakan pendekatan orde kedua dengan perbedaan
tekanan tidak lebih dari 2 ppm bila dibandingkan dengan nilai
serfikat kalibrasi.

15. Ucapan terima Kasih
Tawat Changpan
NIMT Thailand

16. • [1] Roberts. Dadson, Sylvial.Levis GrahamN.Peggs. The Pressure
Balance, theory and practice, HMSO NPL. 1982.
• [2] Sertifikat Pressure Balance PTB no 20013.13-010666634 0081
26092001
• [3] Sertifikat pengukuran Gravitasi BMG tahun 2007
• [4] Sertifikat Pressure balance NMIJ no 92003,92004,92005 tahun
2008
• [5] Calibration Report DHI No 56000,56063,56064 November 2007
• [6] http://kcdb.bipm.org/AppendixC/M/JP/M_JP.pdf diunduh pada 12
Mei 2010 pukul 10:52
• [7] Manual book DHI DH Instruments, Inc., 2007, PG7000TM Piston
Gauges Operation and Maintenance Manual, DH Instrument, USA.
• [8] Pressure Laboratory, 2009, I.MM.3.01 Calibration procedure for
hidraulic pressure balance, KIM-LIPI
• [9]EAl G-26 Pressure Balance

17. Terima kasih