Dalam dunia rekayasa geoteknik dan struktural, akurasi data adalah kunci. Namun, para profesional di lapangan sering kali menghadapi satu pertanyaan yang membingungkan: Mengapa pembacaan pada load cell tidak cocok dengan tekanan yang ditunjukkan oleh pengukur dongkrak hidrolik?

Perbedaan ini, yang terkadang bisa mencapai lebih dari $15\%$, bukanlah hal sepele. Hal ini dapat memengaruhi keputusan penting terkait keamanan dan stabilitas struktur. Bagaimana perbedaan ini bisa terjadi, dan bagaimana cara meminimalkan atau menerimanya?

Apa Itu Load Cell?

Secara sederhana, load cell adalah sebuah sensor (transduser) yang berfungsi untuk mengukur gaya atau beban. Perangkat ini dipasang di antara dua elemen struktur untuk mengukur gaya tekan atau tarik yang bekerja. Jenis yang paling umum digunakan saat ini adalah load cell berbasis kawat getar (vibrating wire) dan hambatan listrik (electrical resistance).

Meskipun canggih, kinerjanya sangat dipengaruhi oleh kondisi pemasangan dan lingkungan. Mari kita telusuri penyebab utamanya.

6 Faktor Utama Penyebab Perbedaan Pembacaan Load Cell

1. Kalibrasi Lapangan vs. Laboratorium

Masalah paling umum berasal dari perbedaan antara kondisi kalibrasi dan kondisi penggunaan di lapangan.

• Kalibrasi Pabrik: Load cell dikalibrasi di laboratorium menggunakan mesin presisi tinggi dalam kondisi ideal.
• Kondisi Lapangan: Lapangan jarang sekali ideal. Permukaan yang tidak rata, suhu yang berfluktuasi, dan cara pemasangan dapat sangat berbeda.

Solusi Terbaik: Jika memungkinkan, kalibrasi dongkrak hidrolik dan load cell bersama-sama sebagai satu sistem. Dengan cara ini, kalibrasi akan mencerminkan konfigurasi yang sebenarnya akan digunakan di lapangan, sehingga meminimalkan perbedaan inheren.

2. Desain dan Ukuran Pelat Bantalan (Bearing Plate)

Load cell memerlukan pelat bantalan untuk mendistribusikan beban secara merata. Desain pelat ini sangat krusial.

• Ukuran Tidak Sesuai:
  • Dongkrak lebih kecil dari load cell: Menyebabkan konsentrasi beban di tengah, yang bisa mengakibatkan pembacaan lebih tinggi dari sebenarnya (over-registering).
  • Dongkrak lebih besar dari load cell: Sebagian beban tidak terbaca oleh load cell, menghasilkan pembacaan yang lebih rendah (under-registering).
• Ketebalan Pelat: Pelat harus cukup tebal untuk menahan beban tanpa melentur. Aturan praktis ketebalan pelat berdasarkan beban adalah:
  • 100-200 kip: $25\text{ mm}$ (1″)
  • Hingga 400 kip: $37\text{ mm}$ (1.5″)
  • Hingga 1.000 kip: $50\text{ mm}$ (2″)
  • Hingga 2.000 kip: $75\text{ mm}$ (3″)

Pastikan diameter permukaan dongkrak dan load cell hampir sama, dan gunakan pelat bantalan yang dirancang dengan baik.

3. Gesekan (Friction) Antara Komponen

Gesekan antara load cell dan pelat bantalan dapat secara drastis memengaruhi pembacaan, bahkan menambahkannya hingga $10\%$. Menggunakan pelumas atau bantalan lunak di antara komponen justru dapat memperburuk masalah ini, karena akan mengubah cara beban didistribusikan.

Untuk meminimalkan efek gesekan, pastikan permukaan kontak bersih dan kering. Selain itu, load cell dengan rasio tinggi terhadap lebar (lebih tinggi, bukan pipih) cenderung tidak terlalu sensitif terhadap efek gesekan.

4. Pembebanan Eksentrik (Eccentric Loading)

Pembebanan eksentrik terjadi ketika beban tidak diterapkan tepat di pusat sumbu load cell.

• Penyebab: Pemasangan komponen yang tidak lurus (miring), terutama pada aplikasi angkur tanah (tieback) di mana gravitasi menyulitkan penyelarasan yang sempurna.
• Akibat: Beban tidak terdistribusi secara merata ke semua sensor internal (strain gauge), yang mengakibatkan pembacaan menjadi tidak akurat.

Meskipun load cell modern dirancang untuk mengkompensasi sebagian kecil eksentrisitas, penyelarasan yang cermat saat pemasangan tetap menjadi kunci utama.

5. Pengaruh Suhu (Temperature Effects)

Perubahan suhu yang signifikan selama pengujian dapat memengaruhi material load cell dan komponen elektroniknya, yang pada akhirnya memengaruhi pembacaan.

• Load Cell Kawat Getar: Dapat mengalami perubahan sekitar 1 Digit untuk setiap kenaikan suhu 1∘C.
• Load Cell Hambatan Listrik: Efeknya sekitar $0.02\%$ dari skala penuh untuk setiap perubahan 1∘C.

Meskipun banyak load cell memiliki kompensasi suhu, penting untuk mencatat suhu sekitar selama pengujian untuk mengkorelasikan setiap anomali data.

6. Pentingnya Pembacaan Nol (Zero Reading) yang Akurat

Setiap pengukuran adalah perbandingan terhadap titik awal. Jika titik awal (pembacaan nol) salah, semua data berikutnya juga akan salah.

Cara Mendapatkan Pembacaan Nol yang Benar:

1. Lakukan di lokasi proyek sebelum pemasangan.
2. Letakkan load cell dalam posisi miring (horisontal) agar beratnya sendiri tidak memengaruhi pembacaan.
3. Ambil pembacaan, lalu putar load cell ke sisi lain dan ambil pembacaan lagi. Lakukan ini tiga kali pada titik kontak yang berbeda.
4. Rata-rata dari ketiga pembacaan tersebut adalah pembacaan nol (zero reading) yang valid.

Kesimpulan

Perbedaan antara pembacaan load cell dan tekanan hidrolik bukanlah anomali, melainkan hasil dari berbagai faktor fisik dan prosedural. Dengan memahami keenam faktor utama—kalibrasi, desain pelat bantalan, gesekan, pembebanan eksentrik, suhu, dan pembacaan nol—Anda dapat secara signifikan mengurangi potensi kesalahan.

Kunci untuk data yang andal adalah perhatian terhadap detail selama persiapan, kalibrasi, dan pemasangan. Dengan pendekatan yang cermat, Anda dapat memastikan bahwa data monitoring Anda benar-benar mencerminkan kondisi sebenarnya, yang sangat penting untuk keberhasilan dan keamanan proyek rekayasa Anda.

PT Global Teknik Pasundan adalah perusahaan yang bergerak pada bidang testing dan monitoring, kami menyediakan layanan service untuk semua jenis load cell pastinya dengan kualitas terbaik serta harga yang bersahabat. Untuk informasi lebih lanjut, Anda dapat menghubungi kami di:

PT Global Teknik Pasundan

• Alamat: Jl. Pd. Kelapa Raya No.3B, RT.10/RW.1, Pd. Klp., Kec. Duren Sawit, Kota Jakarta Timur, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 13450
• Whatsapp / Email : Hubungi Kami
• Telopon atau WA : + 62 895-2811-6846 (Admin)