Kalibrasi Timbangan

PENDAHULUAN

Timbangan merupakan salah satu alat ukur yang telah lama digunakan. Alat ini memerlukan tingkat presisi yang tinggi. Perkembangan teknologi sistem kerja timbangan mengalami kemajuan yang sangat pesat, terutama pada saat ditemukan sistem elektromagnetic-force (emf).

Timbangan jenis ini disamping dilengkapi dengan perangkat keras, juga dilengkapi dengan perangkat lunak (sofware). Timbangan ini, sudah tentu akan mengalami perubahan, baik pada komponen elektronik maupun mekaniknya. Untuk itu kalibrasi perlu dilakukan untuk mengecek kebenaran dari penunjukan skalanya, sehingga pada saat digunakan didapat nilai yang mendekati nilai sebenarnya.

TIMBANGAN (ANALITYCAL BALANCE)

Menimbang merupakan salah satu bentuk pengukuran yang tertua, dan juga salah satu jenis pengukuran yang memerlukan posisi yang sangat tinggi. Akurasi dengan 1 gram sangat dengan mudah didapat. Untuk akurasi 1 mg harus dilakukan oleh timbangan yang lebih baik yaitu analitik atau timbangan mikro.

Timbangan sangat luas digunakan, baik dalam bidang industri atau untuk keperluan komersial. Untuk maksud tersebut, maka akurasi timbangan harus diketahui. Tulisan ini menjelaskan bagaimana mengkalibrasi timbangan yang digunakan di industri dan penelitian ilmiah. Meskipun demikian, untuk timbangan dengan kapasitas besar, seperti platform scales, jembatan timbang, dan beberapa jenis timbangan yang menggunakan sistem loadcell secara eksplisit cara kalibrasinya dapat dilakukan.

Selama lebih dari 300 ribu tahun bentuk timbangan tidak berubah secara berarti. Namun, beberapa dekade belakangan, perubahan besar telah terjadi pada timbangan, baik bentuk maupun metoda menimbang. Puncaknya ketika ditemukan metoda electromagnetic-force-compensation (electronic)

JENIS TIMBANGAN

Timbangan diklasifikasikan dalam 3 jenis yaitu :

1. Timbangan Dua Pan, Tiga Pisau (Two-Pan, Three Knife Edge Balance)

Timbangan jenis ini sering juga dikenal sebagai timbangan sama lengan, karena ujung pisaunya (knife-edge) mendukung pan, tiga pisau tersebut menyeimbangkannya. Timbangan ini terbagi atas dua tipe yaitu :

1. Yang menggunakan peredam (with damped) dan
2. Yang tidak menggunakan peredam (undamped)

Gambar berikut memperlihatkan timbangan tipe yang tidak menggunakan peredam.

2. Timbangan Pan Tunggal (Single-Pan, Two-Knife-Edge Balances)

Instrumen ini umumnya dibagi dalam dua kategori yaitu : Timbangan pembebanan diatas (Top Loading) dan Timbangan Analitik (Analitical Balances). Gambar berikut memperlihatkan tipe analitik.

Pada Timbangan Analitik gaya beban berada dibawah tiang timbangan dan tiang menahan pan selama pembebanan ataupun tanpa pembebanan.

Untuk timbangan tipe Top-Loading pannya berada diatas tiang yang ditumpu oleh sambungan batang yang paralel dan biasanya tidak ditahan oleh mekanisme. Kedua tipe timbangan tersebut pada umumnya menggunakan peredam yang sangat kritikal.

Kebanyakan timbangan mempunyai beberapa massa yang di pasang dengan pan sehingga apabila sebuah gaya yang diberikan ke pan timbangan, maka gayanya sama dengan berat massa yang terangkat. Besarnya nilai massa tersebut dapat diamati  pada optikal pada timbangan. Massa tersebut cenderung konstan, sehingga timbangan jenis ini disebut juga sebagai constant-load balances. Display pada optik sering dipasang electronic digital display, tetapi konstruksi ini tidak mempengaruhi metode pengujian ataupun pemakaian.

3.  Timbangan Kompensi-Gaya-Elektromagnit  (Electromagnetic-Force-

     Compensation Balances)

Semua timbangan pada tipe ini mengukur total gaya gravitasi bumi atau berat. Gambar  berikut memperlihatkan mekanisme timbangan tersebut.

           

Kebanyakan Timbangan jenis ini mempunyai pan diatas (top loading). Sebuah koil yang sangat rigid ditempatkan diantara magnet. Ketika sebuah massa diletakkan diatas pan, maka pan akan turun. Akibatnya arus yang melalui koil bertambah. Arus ini diukur sebagai suatu tegangan terhadap sebuah tahanan listrik (resistor), yang selanjutnya dapat dibaca pada digital voltmeter. Dari output yang terjadi dapat dikorelasikan dengan massa yang diberikan pada pan. Karena pengoperasiannya dilakukan oleh komponen elektrik maka timbangan ini disebut juga timbangan elektronik.

Beberapa timbangan analitik secara khusus didesain menggunakan force-cell. Dengan aplifier yang presisi maka dapat mendeteksi sampai 0,3 mg, tetapi yang diproduksi hanya timbangan dengan skala terkecil 0,6 mg. Karena display jenis timbangan ini dapat dinolkan pada sembarang posisi gaya, maka timbangan ini tidak memerlukan fungsi tare.

Beberapa timbangan dengan kapasitas yang besar, terutama timbangan tipe platform scale, mempunyai mekanisme yang menggunakan Loadcell. Timbangan tipe ini sekarang akurasinya bisa sampai 0,1 gram. Bagaimanapun karena timbangan elektronik dapat dipertimbangkan sebagai kotak hitam (black boxes) maka metode kalibrasinya tergantung dari sistem yang digunakan untuk mendeteksi massa.