Upload
jepri-purwanto
View
159
Download
41
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
terimakasih
Citation preview
Kalibrasi Stopwatch
Oleh:
Taufiqurrahman Kaenong
Disampaikan pada In-house Seminar, BSML Regional IV
23 April 2014
Standar Waktu
TAI
• Temps Atomique International
• International Atomic Time
UTC • Coordinated Universal Time
GMT • Greenwich Mean Time
http://time.kim.lipi.go.id
Standar 1 sekon
didefinisikan sebagai durasi selama 9 192 631 770 kali periode radiasi yang berkaitan dengan transisi dari dua tingkat hyperfine dalam keadaan ground state dari atom cesium-133 pada suhu nol kelvin.
Aplikasi waktu yang perlu di kalibrasi
• Parkir
• Stopwatch
• Taximeter
• Pencatat waktu dalam Olahraga, dll
Referensi
• Rekomendasi NIST 960-12.
• OIML belum membuat referensi kalibrasi alat ukur waktu
• Melengkapi rekomendasi dan panduan yang sudah dipublikasikan sebelumnya yaitu Panduan NIST 44 dan Panduan NIST 105-5.
Pengertian
• Stopwatch adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur interval waktu.
• Resolusi sebuah stopwatch menunjukkan interval waktu terkecil yang masih dapat diukur dan ditampilkan oleh sebuah alat ukur.
• Setiap stopwatch terdiri dari 4 (empat) elemen yaitu sumber daya, time base, counter dan sebuah layar penunjukkan atau display
Jenis stopwatch
Tipe I
Tipe II
Karakteristik Tipe I - Digital Tipe II Analog
Prinsip Pengoperasian
Pengukuran waktu oleh osilator time base
Pengukuran waktu oleh perpindahan secara mekanis
Interval waktu minimum
48 jam tanpa penggantian baterai
3 jam tanpa pengulangan
Kristal Melindungi layar Membuat pengamatan yang tepat Ada kemungkinan berwarna Ada kemungkinan menggunakan perbesaran
Melindungi lempeng jam Membuat pengamatan yang tepat Harus bersih dan tidak berwarna
Penunjukan Menyediakan karakter yang dibatasi untuk jam, menit, sekon (biasanya “:”)
Permukaan harus putih Tanda selesai harus
hitam atau merah Jarum harus hitam atau
merah
Cara Kerja SW Digital • sumber daya yang
digunakan adalah sebuah baterai yang mensuplai daya untuk osilator, counter dan sirkuit display.
• Time base yang biasanya digunakan adalah osilator kristal quartz dengan frekuensi nominal 32 768 Hz.
• Sirkuit counter terdiri dari pembagi digital yang menghitung osilasi time base untuk setiap perioda yang berhubungan dengan tombol start/stop
• Layar display biasanya mempunyai tujuh atau delapan digit.
Cara Kerja SW Analog
• Sumber daya yang digunakan adalah gulungan pegas helical yang menyimpan energi yang didapatkan dari pergerakan pegas.
• Time base biasanya roda keseimbangan yang berfungsi seperti puntiran bandul.
• Kecepatan pegas membuka dipengaruhi oleh roda keseimbangan yang didesain untuk menghasilkan osilasi dengan perioda yang tetap dan konstan.
• Membukanya gulungan pegas inilah yang menggerakkan indikator counter.
• Counter tersusun atas deretan persneling yang membagi kecepatan putaran dari pelepasan roda ke kecepatan putaran dengan teliti untuk penunjukkan detik, menit dan jam.
Toleransi
• Pada NIST 44 ditetapkan jika UTTP itu digunakan untuk kalibrasi UTTP waktu lainnya, UTTP tersebut harus memilliki akurasi tidak lebih dari 15 s setiap perioda 24 jam (± 0,02 %).
• Pada NIST 105-5 menetapkan bahwa toleransi untuk UTTP waktu yang digunakan untuk mengkalibrasi UTTP waktu lainnya harus tiga kali lebih kecil dari toleransi terkecil dari uttp waktu yang dikalibrasi.
Metode Kalibrasi
• Metode Perbandingan Langsung, yaitu membandingkan penunjukkan stopwatch yang diuji dengan standar yang tertelusur.
• Metode Penjumlahan, yang membutuhkan pembangkit sinyal synthesized, counter dan standar frekuensi yang tertelusur.
• Metode time base, yaitu membandingkan frekuensi time base dari stopwatch yang diuji dengan standar frekuensi yang tertelusur.
Perbandingan Langsung (1)
Referensi:
• Sinyal waktu audio yang dihasilkan oleh radio.
• Sinyal waktu audio yang dihasilkan oleh telepon
• time display dari radio controlled clock atau dari situs sebagai referensi kalibrasi stopwatch
Prosedur: • Ketika sudah di penghujung jam tayang, telepon atau dengarkan
siaran radio dari sumber yang tertelusur pada waktu yang tepat. • Tekan tombol start stopwatch pada saat sinyal menunjukkan
waktunya dan tuliskan waktunya secara seksama. • Tekan tombol stop pada stopwatch ketika ada nada dan tuliskan
kembali waktu berhentinya stopwatch. • Kurangkan waktu berhenti dengan saat tombol start ditekan,
bandingkan interval waktu ini dengan interval waktu yang tertera pada display stopwatch.
• Jika dua nilai interval waktu pengukuran stopwatch dan pengukuran operator sama atau tidak sama tapi masih di bawah toleransi yang diijinkan, stopwatch tersebut dinyatakan lulus kalibrasi. Jika tidak perlu dilakukan penyetelan ulang atau hasilnya ditolak.
Perbandingan Langsung (2)
• Kelebihan: – Mudah dilakukan.
– Tidak terlalu membutuhkan peralatan khusus atau standar (dengan telepon).
– Bisa digunakan pada stopwatch digital dan mekanis.
• Kelemahan:
karena sangat bergantung pada kecepatan reaksi operator menekan tombol start dan stop, menjadikan metode ini memiliki ketidakpastian yang cukup tinggi, terutama pada interval waktu yang kecil.
Perbandingan Langsung (3)
Ketidakpastian:
• Ketidakpastian dari standar interval waktu yang digunakan
• Ketidakpastian karena waktu reaksi operator
• Ketidakpastian dari resolusi alat ukur (stopwatch) yang diuji
Perbandingan Langsung (4)
Metoda Totalisasi (1)
Prosedur: • Sinyal dari generator pembangkit sinyal
synthesized kalibrasi dihubungkan dengan masukan counter dan standar frekuensi primer laboratorium digunakan sebagai time base eksternal untuk synthesizer.
• Tekan tombol start pada stopwatch bersamaan dengan membuka masukan counter.
• Setelah periode waktu cukup untuk kalibrasi, tekan tombol stop pada stopwatch bersamaan dengan menutup masukan counter. Kemudian hasil dari penghitungan stopwatch dan counter dibandingkan.
• Keuntungan dari metode penjumlahan adalah dapat mengurangi sebagian waktu reaksi operator dan ketidakpastian pengukuran yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan dengan metode perbandingan langsung.
• Kelemahannya adalah metode penjumlahan membutuhkan peralatan yang lebih lengkap jika dibandingkan dengan metode perbandingan langsung.
Metoda Totalisasi (2)
Ketidakpastian:
• Ketidakpastian dari frekuensi masukan
• Ketidakpastian karena waktu reaksi operator
• Ketidakpastian dari counter
• Ketidakpastian dari resolusi alat ukur (stopwatch) yang diuji
Metoda Totalisasi (3)
Foto-Totalisasi
• Menggunakan kamera untuk menentukan pembacaan awal dan akhir interval waktu
• Shutter speed kamera harus lebih cepat dari skala terkecil stopwatch dan counter
Metoda Time-Base
• Prinsipnya membandingkan nilai frekuensi osilator quartz
• Output berupa nilai offset frekuensi
• Hanya untuk jenis tertentu
Kesimpulan
• Alat ukur waktu perlu dikalibrasi.
• Ada dua jenis Stopwatch, Digital dan Analog.
• Referensi yang digunakan adalah Rekomendasi NIST 960-12 melengkapi Panduan NIST 44 dan Panduan NIST 105-5.
• Ada 3 metode Kalibrasi Stopwatch yaitu: Perbandingan Langsung, Totalisasi dan Time-Base