Makalah ini membahas rancang bangun load cell 100 kN untuk uji tekan-tarik. Load cell dirancang dari bahan ASSAB 760 dengan diameter 37 mm dan lubang 28 mm, serta dipasang 4 strain gage untuk mendeteksi tegangan dalam konfigurasi jembatan penuh. Verifikasi menunjukkan penyimpangan regangan 12,64% dari perhitungan. Kalibrasi menunjukkan load cell masuk kelas 2 dengan ketidakpastian 0,36 kN untuk beban 10-100 kN

1. RANCANG BANGUN LOAD CELL SEBAGAI SENSOR GAYA
PADA SISTEM UJI
Oleh
Dwi Purwanto*)
Abstrak
Makalah ini membahas tentang rancang bangun load cell sebagai komponen utama pada sistem
uji. Pembahasan mencakup pemilihan bahan, perhitungan perencanaan, penempelan strain gage
dan konfigurasi jembatan, verifikasi load cell serta metode kalibrasinya terhadap load cell
dengan kapasitas 100 kN untuk beban kerja tarik-tekan. Verifikasi terhadap load cell dilakukan
pasca fabrikasi untuk mengetahui kesesuaian antara perhitungan perencanaan dan aplikasi
dilapangan.
Dari hasil verifikasi ditemukan bahwa terdapat penyimpangan regangan sebesar 96,838μ
atau sekitar 12,64%. Sedangkan dari hasil kalibrasi menggunakan load cell standard Carl
Schenc dengan mengacu pada British Standard 1610 part 1, 1992 dapat disimpulkan bahwa load
cell hasil rancang bangun masuk kelas 2 untuk beban kerja 10 kN sampai 100 kN dengan
ketidakpastian pengukuran Uc=0,362635 kN.
Kata kunci: rancang bangun load cell, verifikasi, metode kalibrasi.
Abstract
The main requirement of load cell as force censor beside must traceable to national or
international standard, technically it should have linier relation between the force input and
occurred tension in the area where the strain gage is set up and should be sensitive with worked
force. In this working paper, explain about 100 kN capacity of load cell structure post for press
worked.
For knowing the appropriate between design calculation result and fabrication result
verification with measuring the amount of happened tension when loaded actually is done. We do
the calibration refer to BS 1610: 1992 Standard, using 100 kN standard load cell by Carl
Schenck with serial number 21374. From the result of calibration can be concluded that structure
post load cell is appropriate with the requirement at BS 1610:part 1: 1992 for level 2 in the 10
until 100 kN of press load, with measuring uncertainty Uc=0,362635 kN.
Keywords: load cell manufacturing, verification, calibration method.
I. PENDAHULUAN
Kebutuhan sensor pada sistem uji akan terus meningkat dan semakin rumit sejalan
dengan kemajuan teknologi pengujian dan semakin bertambahnya jenis uji yang
dibutuhkan industri. Jenis-jenis sensor yang sering dibutuhkan dalam pengujian antara
lain sensor gaya (load cell), sensor pergeseran (displacement transducer), sensor tekanan
*)
Peneliti Balai Besar Teknologi Kekuatan Struktur – BPPT

2. (pressure gage), sensor temperatur (thermocouple), sensor getaran (accelerometer) dan
sensor lainnya. Kebutuhan akan peralatan tersebut saat ini masih banyak tergantung pada
barang-barang impor, sehingga apabila teknologi rancang bangun sensor telah dapat
diserap oleh industri maka akan berdampak pada semakin kecilnya ketergantungan kita
terhadap produk luar negeri.
Load cell dalam aplikasinya selalu disesuaikan dengan kondisi dan keadaan di
lapangan. Dengan demikian kita dituntut untuk selalu melakukan inovasi mengenai
bentuk dan model dari load cell agar didapat suatu hasil pengukuran yang mendekati
kebenaran (accurate) serta handal. Atas dasar pemikiran itulah, maka pada makalah ini
disajikan cara pembuatan, verifikasi dan kalibrasi load cell dengan beban kerja tarik-
tekan sebagai dasar untuk pengembangan dan atau pembuatan load cell yang dapat
memenuhi kebutuhan pengukuran atau pengujian dilapangan.
II. TEORI DASAR
Load cell adalah sebuah transducer gaya yang bekerja berdasarkan prinsip deformasi
sebuah material akibat adanya tegangan mekanis yang bekerja. (1), untuk menentukan
tegangan mekanis didasarkan pada hasil penemuan Robert Hooke, bahwa hubungan
antara tegangan mekanis dan deformasi yang diakibatkan disebut regangan[2]. Regangan
ini terjadi pada lapisan kulit dari material sehingga memungkinkan untuk diukur
menggunakan sensor regangan atau strain gage
Gambar 1 Strain Gage Satu Sumbu
Strain gage adalah transducer pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis
menjadi perubahan tahanan[3]. Strain gage logam dibuat dari kawat tahanan berdiameter
kecil atau lembaran-lembaran kawat tipis yang di-etsa. Tahanan dari foil kawat atau
logam ini berubah terhadap panjang jika bahan pada mana “gage” disatukan mengalami
tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang diberikan
dan diukur dengan sebuah jembatan wheat-stone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas
sebuah strain gage dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut gage factor, yang
didefinisikan sebagai perubahan satuan tahanan dibagi perubahan satuan panjang[3].
ΔR
k= R [1]
ΔL
L

3. Oleh karena ΔL adalah regangan ε, sehingga persamaan dapat dituliskan sebagai:
L
ΔR
k= R [2]
ε
Perubahan ΔR pada konduktor yang panjangnya L dapat dihitung menggunakan
persamaan tahanan:
L ρL
R=ρ = [3]
A π d2
4
Tarikan terhadap konduktor menyebabkan pertambahan panjang ΔL dan
pengurangan diameter Δd secara bersamaan, demikian juga sebaliknya. Dengan
demikian tahanan konduktor berubah dan dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Rs = ρ
(L + ΔL )
π (d − Δd )2
4
Rs = ρ
(
L 1 + ΔL
L
)
π (d 2 − 2dΔd + Δd 2 )
4
L(1 + ΔL / L )
Rs = ρ
2⎛ Δd Δd 2 ⎞
π / 4 d ⎜ 1 − 2d 2 + 2 ⎟
⎜
⎝ d d ⎟
⎠
L(1 + ΔL / L )
Rs = ρ
⎛ Δd ⎞
π / 4 d 2 ⎜1 − 2 d
⎜ + 0⎟
⎟
⎝ d2 ⎠
L(1 + ΔL / L )
Rs = ρ [4]
Δd
π / 4 d 2 ⎛ 1 − 2d 2 ⎞
⎜ ⎟
⎝ d ⎠
Persamaan diatas dapat disederhanakan menggunakan bilangan poisson rasio µ,
sehingga persamaan menjadi:
L(1 + ΔL / L )
Rs = ρ [5]
⎛ ΔL ⎞
π / 4 d 2 ⎜1 − 2 μ ⎟
⎝ L ⎠
Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang diberikan dan diukur
dengan sebuah jembatan wheatstone yang dipakai secara khusus.

4. Gambar 2 Jembatan Wheatstone
Jembatan disebut setimbang bila beda potensial pada G (galvanometer) adalah 0 V.
Kondisi ini terjadi bila tegangan dari node 1 ke 2 sama dengan tegangan dari node 4 ke 2.
Atau dengan mendasarkan pada terminal lainnya, jika tegangan diari node 1 ke 3 sama
dengan tegangan dari node 4 ke 3.
Jadi jembatan dalam keadaan setimbang jika:
I 1 R1 = I 4 R4 [6]
Jika arus galvanometer adalah 0 V, kondisi berikut juga dipenuhi:
V
I1 = I 2 = [7]
R1 + R2
V
I4 = I3 = [8]
R3 + R4
Dengan mensubstitusi persamaan-persamaan diatas diperoleh:
I 1 R1 = I 4 R4
V V
R1 = R4
R1 + R2 R3 + R4
R1 R4
Atau =
R1 + R2 R3 + R4
R1 (R3 + R4 ) = R4 (R1 + R2 )
R1 R3 + R1 R4 = R4 R1 + R4 R2
R1 R4
R1 R3 = R2 R4 atau = [9]
R2 R3
Persamaan diatas merupakan bentuk yang telah dikenal dalam kesetimbangan jembatan
Wheatstone(3).
III. RANCANG BANGUN LOAD CELL KAPASITAS 100 kN

5. Optimasi bentuk dan dimensi load cell dilakukan dengan memperhatikan dimensi ruang
yang tersedia serta gaya atau beban yang akan bekerja. Untuk keperluan analisis tegangan
dilakukan menggunakan simulasi metoda elemen hingga (finite element method). Beban
yang diberikan pada model adalah beban kerja tekan sesuai dengan peruntukannya,
sehingga dapat diketahui daerah paling besar terjadi konsentrasi tegangan serta beban
maksimum yang masih diijinkan
Gambar 3 Analisa Tegangan Menggunakan FEM
Penampang load cell untuk beban kerja tekan dihitung dengan persamaan:
F
σ= [10]
A
σ = εE [11]
dimana:
σ = Tegangan [N/mm2]
ε = Regangan [microstrain]
E = Modulus Elastisitas [N/mm2]
Dari substitusi persamaan [10] dan [11] dapat dihitung luas penampang load cell ( A )
sebagai berikut
F F
= εE A= [12]
A εE
Load cell untuk beban kerja tarik-tekan adalah seperti terlihat pada Gambar 3.

6. Gambar 4 Load Cell untuk Beban Tekan
Penampang load cell dibuat berbentuk cincin dengan maksud selain untuk
memperbesar permukaan load cell juga untuk memudahkan komponen lain terpasang
dalam satu sumbu. Sedangkan lubang ulir M-8 digunakan untuk menghubungkan load
cell dengan choosen plate agar load cell lebih fleksibel dipasang pada peralatan uji.
Material yang dipilih adalah ASSAB 760,(2) yang memiliki karakteristik mekanik
material sebagai berikut:
Tensile Strength = 65–80 kg/mm2
Yield Point = 35–45 kg/mm2
Elasticity Modul = 210.103 N/mm2
Perhitungan penampang load cell untuk beban rencana 100 kN, dengan regangan
yang diharapkan (ε) = 0,1 %, dilakukan dengan memasukan harga F, ε dan E pada
persamaan [12].
F
A=
εE
100.000N
=
210.10 N 3
.1000.10 −6
mm 2
= 476,190mm 2
Diameter load cell dihitung dengan persamaan:
π
A= (D2 − d 2 ) [13]
4
Jika diameter lobang load cell (d) diambil 28 mm, maka diameter load cell (D), dapat
diperoleh dengan memasukan harga A dan d kepersamaan:
A
D= + d2 [14]
π
4
Maka diperoleh diameter load cell (D) = 37,290 mm.

7. Dari persamaan [10], diperoleh harga tegangan yang bekerja pada beban
maksimum:
F F
σ= =
A π
4
(D 2
− d2)
σ = 160,826 N / mm 2 .
Sedang dari persamaan [11] diperoleh harga regangan:
σ = εE
σ
ε = x106 μ = 765,838μ =.
E
Daerah elastis bahan umumnya terjadi pada tegangan yang menyebabkan regangan 0,2%
atau 2000 µ(5)
IV. PEMASANGAN STRAIN GAGE
Pada pembebanan murni seperti tekan, tarik, bending dan puntir dalam praktek jarang
terjadi secara sendiri-sendiri, melainkan bekerja secara bersama-sama. Untuk kasus
pembebanan kombinasi seperti ini diperlukan cara pemasangan strain gage dan
pemilihan konfigurasi jembatan yang tepat. Selain itu pengaruh temperatur disekeliling
juga harus diperhatikan. Perubahan temperatur akan menyebabkan load cell mengerut
atau mengembang dan efeknya akan terlihat pada regangan yang terbaca pada alat ukur.
Jika tidak dilakukan kompensasi regangan akibat perubahan temperatur, maka regangan
akibat pembebanan tidak dapat dibedakan dari regangan akibat temperatur. Akibatnya
hasil pengukuran tidak dapat dijamin keabsahannya. Untuk mengatasi hal tersebut pada
penempelan strain gage ini dipakai konfigurasi jembatan penuh [3], yang dalam hal ini
regangan akibat momen bending dan temperatur jika ada akan ikut terukur selain
regangan akibat beban tekan ataupun tarik.
Gambar 5 Penempelan Strain Gage & Konfigurasi Jembatan

8. Gambar 6 Penempelan Strain Gage pada Load Cell
V. SENSITIVITAS LOAD CELL
Sensitivitas load cell terhadap gaya yang bekerja dapat dihitung dengan cara sebagai
berikut:
Jika beban F diberikan maka regangan normal atau regangan longitudinal yang terjadi
besarnya adalah:
F
= εE
A
F
εn = [15]
AE
Sedang regangan transversal atau regangan lateral besarnya adalah:
εt
μ=−
εn
ε t = − με n
μF
εt = − [16]
AE
Perubahan regangan yang terjadi ini sebanding dengan perubahan tahanan pada strain
gage, sehingga dapat diukur dengan jembatan wheatstone(4) seperti berikut ini:

9. Gambar 4 Load Cell & Tegangan Eksitasi
Jika pada node 2 & 3 dihubungkan dengan tegangan eksitasi Vs, maka pada node 1
& 4 akan timbul tegangan keluaran Vo. Perbandingan antara tegangan keluaran Vo dan
tegangan eksitasi Vs, disebut sensitivitas load cell. Sedangkan harga Vo tergantung pada
rasio R1 : R2 dan R3 : R4. Secara umum persamaannya adalah sebagai berikut:
Vo R1 R4
= −
Vi R1 + R2 R3 + R4
Vo R1 R3 − R2 R4
= [17]
Vi (R1 + R2 )(R3 + R4 )
Dalam keadaan setimbang:
Vo
=0 [18]
Vi
Keadaan ini dicapai jika:
R1 = R2 = R3 = R4
Atau R1 : R2 = R3 : R4
Jika R1 , R2 , R3 , R4 bervariasi maka:
Vo 1 ⎡ ΔR1 ΔR2 ΔR3 ΔR4 ⎤
= − + −
Vi 4 ⎢ R1
⎣ R2 R3 R4 ⎥
⎦
Dengan mensubstitusikan harga
ΔR
= kε , sehingga diperoleh:
R
Vo 1
= [ε 1 − ε 2 +ε 3−ε 4 ].k
Vi 4
F
Dimana ε1 = ε 3 = ε n εn =
AE

10. ε2 = ε4 = εt μ.F
εt = −
A.E
Maka:
Vo 1 ⎡ kF μkF kF μkF ⎤
= + + +
Vi 4 ⎢ AE AE AE AE ⎥
⎣ ⎦
= 1 ⎡ kF μkF ⎤
2 +2
4 ⎢ AE
⎣ AE ⎥⎦
= 1 .2 kF (1 + μ )
4 AE
1 kF
= (1 + μ )
2 AE
k
= εn(1 + μ )
2
k
= (1 + μ ).ε n
2
Harga poison rasio (μ ) untuk baja adalah 0,30. Harga faktor gage (k ) untuk strain gage
tipe FLA-6-11adalah 2,11.
Dengan demikian sensitivitas load cell adalah:
Vo k
= (1 + μ )ε n
Vs 2
= 2,11 (1 + 0,30 ).765 ,809 μs
2
= 1,050 mV
V
Artinya: Jika load cell diberi tegangan eksitasi (Vs) sebesar 1 Volt pada beban
maksimum (10 ton), load cell akan mengeluarkan out put (Vo) sebesar 1,050 mV. Jika
tegangan eksitasi (Vs) sebesar 5 Volt, maka out putnya sebesar 5,25 mV.
VI. VERIFIKASI
Verifikasi dilakukan dengan cara mengukur besarnya regangan yang terjadi pada load
cell ketika dibebani secara aktual, agar diketahui kesesuaian antara hasil perhitungan
dalam perencanaan dengan hasil fabrikasi. Pengambilan material yang tidak sesuai
dengan spesifikasinya atau kegagalan dalam fabrikasi yang tidak saja disebabkan oleh
faktor manusia (human error) akan tetapi lebih disebabkan oleh ketidak presisian
peralatan maupun peralatan ukur yang digunakan dalam fabrikasi adalah menjadi
penyebab utama ketidak sesuaian antara hasil perhitungan dalam perencanaan dengan
hasil aktual dilapangan.

11. Metoda yang dilakukan untuk pengukuran regangan pada load cell adalah sebagai
berikut:
a. Load Cell hasil fabrikasi diletakan pada mesin tekan 980 kN, Tipe KP 100, Merk
Bley Geratebau Eschwege.
Gambar 8 Verifikasi Load Cell Hasil Fabrikasi
b. Hubungkan pengkondisi sinyal dengan kalibrator menggunakan kabel load cell.
Gambar 9 Hubungan Pengkondisi Sinyal & Kalibrator
c. Sesuaikan penunjukan jumlah chanel, satuan beban dan regangan, tipe jembatan, k
factor strain gage dll pada pengkondisi sinyal.
d. Posisikan switch selector kalibrator pada 1 mv/v dan posisi 100 %. Penunjukan
harga pada pengkondisi sinyal harus sesuai dengan harga regangan yang terjadi
dengan system konfigurasi yang digunakan load cell yaitu:
1 4 Vo
ε = εn = . .
2(1 + μ ) k Vs
Vo
Jika = 1mV / V atau ⎛ 1 ⎞,
⎜ ⎟
maka
Vs ⎝ 1000 ⎠
1 4 1 1 4 1 2
ε = εn = = . . = .10 −6 = 769 μ .
2(1 + 0,3) 2 1000 2,6 2 1000 2600
Jika penunjukan tidak sesuai, maka program coefisient factor pada data pengkondisi
sinyal harus diubah.
e. Setelah prosedur 2 s/d 4 seslesai, selanjutnya kabel yang terhubung ke kalibrator
dilepas dan dihubungkan ke load cell hasil fabrikasi.

12. Gambar 10 Hubungan Pengkondisi Sinyal & Load Cell Fabrikasi
f. Nol kan posisi pengkondisi sinyal untuk mendapatkan harga nol dari load cell, dan
pengukuran regangan siap dilaksanakan.
g. Berikan 3 (tiga) seri pembebanan tekan secara bertahap sedangka tiap seri
pembebanan terdiri dari 10 kN s/d 100 kN.
h. Untuk setiap tahap pembebanan hasilnya di catat sesuai dengan yang ditunjukan
pengkondisi sinyal. Hasil pengukuran ditunjukan pada Tabel 1.
Tabel 1 Hasil Pengukuran Regangan
Beban Regangan (μ)
( kN ) I II III
10 70 69 70
20 137 137 137
30 204 204 204
40 270 270 270
50 336 337 337
60 403 403 403
70 469 469 469
80 535 536 536
90 602 602 602
100 669 668 669
Nilai regangan pada Tabel 1, adalah merupakan nilai yang sudah tidak lagi
terpengaruh oleh adanya panas temperature kamar dan panjangnya kabel antara load cell
dan peralatan pengkondisi sinyal, sehingga tidak perlu lagi dikoreksi perbedaan sistem
kepekaan strain gage (gage factor) dan sistem alat, (device factor), oleh sebab koreksi
kedua sistem tadi sudah dimasukan pada saat memprogram pengkondisi sinyal. Dari data
hasil pengukuran regangan, untuk beban maksimum 100 kN adalah 669 μ. Sedangkan
dari hasil perhitungan untuk beban 100 kN besarnya regangan adalah 765,838 μ. Disini
terdapat selisih regangan sebesar 96,838 μ atau sekitar 12,64 %.
Dari data hasil pengukuran untuk beban 100 kN tegangan yang terjadi pada load
cell adalah:
σ = Eε ,
σ = 210.103 N 669.10−6
mm2
= 140,49 N
mm 2

13. Sedangkan dalam perhitungan desain tegangan yang terjadi adalah sebesar 160,82
N/mm . Disini ada selisih tegangan sebesar 20,33 N/mm2. Dengan demikian dari hasil
2
verifikasi didapat adanya ketidaksesuaian antara perhitungan desain dengan pengukuran
beban aktual dilapangan. Kemungkinan penyebabnya adalah:
• Proses pembubutan dilakukan hanya dengan menggunakan mesin bubut
konvensional.
• Penempelan strain gage dilakukan hanya dengan menggunakan kekuatan
penekanan ibu jari.
VII. KALIBRASI
Untuk dapat diaplikasikan sebagai sensor pada sistem uji, sensor hasil fabrikasi harus
dikalibrasi menggunakan peralatan kalibrasi yang tertelusur (traceable) ke standar
nasional maupun internasional.
Gambar 11 Kalibrasi Load Cell
Langkah-langkah kalibrasi:
a. Buat rangkaian sistem kalibrasi sedemikian rupa sehingga keseluruhan gaya
aksial dapat diterima secara merata, seperti ditunjukan pada gambar berikut ini.
Gambar 11 Rangkaian Sistem Kalibrasi
b. Hidupkan tegangan listrik ±10 menit hingga penunjukan pengkondisi sinyal stabil.
c. Kalibrasi load cell standar dengan menggunakan kalibrator dengan susunan seperti
ditunjukan pada gambar berikut ini.

14. Gambar 12 Rangkaian Kalibrasi Load Cell Standar Menggunakan Kalibrator
Oleh karena sensitivitas load cell standar 100 kN = 1,474 mv/v, Maka, Jika load
cell diberi sinyal kalibrasi 1 mv/v, pengkondisi.
sinyal harus menunjukan.
1
× 100kN = 67,84
1,474
Jika tidak, putar gain sampai pengkondisi sinyal menunjukan 67.84. Nolkan kalibrator,
pengkondisi sinyal harus nol, jika tidak nolkan dan ulangi lagi hingga didapat harga yang
diinginkan.
d. Hubungkan kabel pengkondisi sinyal ke load cell standar serta pengkondisi sinyal
ke load cell hasil fabrikasi, seperti ditunjukan pada gambar berikut, kemudian
keduanya di nolkan. (zero setting).
Gambar 13 Rangkaian Kalibrasi Load Cell Fabrikasi
e. Lakukan pembebanan ±50% dari beba maksimal (50 kN). Penunjukan pada
pengkondisi sinyal hasil fabrikasi harus 50,00 kN. Jika tidak putar gain sampai
didapat harga 50,00 kN.
f. Nolkan beban sampai load cell standar menunjukan harga 0,00 pada pengkondisi
sinyalnya. Saat beban nol, load cell hasil fabrikasi harus nol. JIka tidak, nolkan dan
ulangi tahap pembebanan 50 % hingga didapat harga yang diinginkan.
g. Lakukan pemanasan 3 (tiga) kali dengan cara membebani load cell sampai
kapasitas maksimumnya, sambil mengamati penunjukan load cell pada pengkondisi
sinyal. Jika menyimpang ulangi poin 5 (lima).

15. h. Lakukan pembebanan tahap demi tahap sebanyak tiga seri pembebanan, dengan
tiap seri terdiri dari 10 taha pembebanan.
i. Catat data hasil kalibrasi.
Tabel 2 Data Kalibrasi Load Cell
Penunjukan Standar Penunjukan Alat
( kN ) I II III
0 0,00 0,00 0,00
10 10,20 10,19 10,19
20 20,24 20,21 20,21
30 30,15 30,10 30,12
40 39,94 39,92 39,94
50 49,66 49,67 49,70
60 59,37 59,37 59,37
70 69,05 69,02 69,02
80 78,70 78,69 78,71
90 88,34 88,35 88,37
100 98,00 98,01 98,01
0 0,03 0,02 0,02
VIII. ANALISA HASIL KALIBRASI
Dari data kalibrasi dapat dihitung antara lain:
a. Rata-rata penunjukan alat.
Χ1 + Χ 2 + Χ 3
Χ =
3
b. Kesalahan relative.
Χ1 − Χ
Fc = × 100%
Χ
c. Mampu ulang relative.
Χ maks − Χ min
b= × 100%
Χ
Tabel 3 Analisa Hasil Kalibrasi
(Χ) ( Fc ) (b ) %
0 0,00 0,00
10,19 -1,93 0,10
20,22 -0,10 0,15
30,12 -0,41 0,17
39,93 0,17 0.05
49,68 0,65 0,08
59,37 1,05 0,00
69,03 1,39 0,04

16. 78,70 1,63 0,03
88,35 1,83 0,03
98,01 1,99 0,01
0,05 0,05 0,00
Tabel 4 Klasifikasi Alat Menurut B S 1610 Part 1; Tahun 1992(5)
Nilai maksimum yang diijinkan terhadap alat
Kelas Mampu ulang Kesalahan relative Kesalahan titik
Relative (%) (%) nol
Relative (%)
0,5 0,5 ± 0,5 ± 0,1
1 1,0 ± 1,0 ± 0,2
2 2,0 ± 2,0 ± 0,4
Dari Tabel diatas dapat diketahui bahwa load cell hasil masuk kelas 2 untuk beban 10 kN
hingga 100 kN sesuai dengan klasifikasi alat menurut B S 1610 part 1; tahun 1992.
d. Nilai gaya sebenarnya dapat diperoleh dengan memasukan nilai X (nilai standar) ke
persamaan regresi derajat 3.
Y = 3E - 0,6X3 - 0,0008X2 +1,023X + 0,0281
e. Sedang residual (r), diperoleh dengan mengurangi setiap hasil penunjukan load cell
dengan nilai Y, seperti terlihat pada Tabel 5, dibawah ini.
Tabel 5 Analisa Polinom Derajat 3
Y = 3E – 0,6X3 – 0,0008X2 + 1,023X + 0,0281
Nilai regresi Nilai regresi Residual ^2
standar Alat I II III
0,00 0,03 0,001 0,001 0,001
10,00 10,18 0,000 0,000 0,000
20,00 20,19 0,002 0,000 0,000
30,00 30,08 0,005 0,000 0,002
40,00 39,86 0,006 0,004 0,006
50,00 49,55 0,011 0,014 0,022
60,00 59,18 0,038 0,038 0,038
70,00 68,75 0,092 0,074 0,074
80,00 78,28 0,173 0,165 0,181
90,00 87,81 0,286 0,297 0,319
100,00 97,33 0,451 0,465 0,465
f. Standar deviasi (σ), diperoleh dengan menggunakan rumus:
σ (x ) = {Σr (x1 ) / V A }

17. σ (x ) = {(Χ 1
2 2 2
) }
+ Χ 2 + ....... + Χ n / V A
σ (x ) = 0,34586415.
dimana: V A = n – 3
n = jumlah data.
3 = koefisien regresi.
g. Ketidakpastian Tipe A ( U A ), yakni sama dengan standar deviasi.
U A = 0,34586415.
h. Ketidakpastian Tipe B ( U B ), diperoleh dari harga load cell standard dibagi kc
(faktor cakupan) yang dicari dalam selebaran –T student.
U B = 0,109005
i. Ketidakpastian Tipe C, dihitung menggunakan rumus:
Uc = {(U A )2 + (U resolusi )2 + (U B )2 }
Uc = 0,362635
dimana:
U resolusi = Resolusi /2 / V3.
j. Ketidakpastian dengan tingkat kepercayaan (confidence level) 95%, (U95), dicari
menggunakan rumus:
U 95 = kc .Uc
U 95 = 0,73978
k. Derajat kebebasan efektif (Vef) dengan tingkat keandalan 20 % adalah
Veff =
(Uc )4
(U A )4 + (U B )4 + ..... (U N )4
VA VB VN
Veff = 31,9493
IX. KESIMPULAN
Dari hasil rancang bangun diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Teknologi rancang bangun load cell sudah harus dikembangkan pada sektor
industri dalam negeri.
2. Untuk mengeleminir ketidaksesuaian antara perhitungan perencanaan dan aplikasi
dilapangan pembuatan load cell harus dilakukan menggunakan mesin atau
peralatan presisi tinggi (Computer Numerical Control).

18. 3. Hasil rancang bangun load cell dengan kapasitas 100 kN untuk beban kerja tarik-
tekan masuk kedalam kelas 2, sesuai dengan B S 1610 part 1; tahun 1992 dengan
Nilai ketidakpastian pengukuran Uc = 0.362635 kN.
4. Untuk dapat diaplikasikan di industri kalibrasi terhadap load cell harus dilakukan di
Laboratorium Kalibrasi yang sudah terakreditasi, sehingga mendapatkan sertifikat
kalibrasi sebagai legal formal terhadap penggunaan load cell tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
1. Sutanto, " Teknik Instrumentasi", Dosen Fakultas Teknik Universitas Indonesia, UI
PRESS 1999.
2. "Assab Machinery Steel" PT.TIRA AUSTENITE INDUSTRIAL ESTATE
PULOGADUNG, 2000.
3. Weni Wijatmoko Harjoprayitno, Dr., “Analisa Tegangan Eksperimental Dengan
MeToda Strain Gage”. Laboratoria Uji Konstruksi, 2002.
4. Mardianto, Dr., "Mata Kuliah Instrumentasi Electric", Sekolah Tinggi Teknologi
Mutu Muhammadiyah, 2004.
5. British Standard, “Material Testing Machines and Force Verification Equipment”,
BS 1610: Part 1; 1992.