BAB V

BAB V PENGUKURAN KECEPATAN PUTAR

HANDOUT INSTRUMENTASI

Tujuan Instruksional Khusus

Setelah selesai kuliah diharapkan mahasiswa dapat :

Menyebutkan macam-macam jenis tachometer

Menjelaskan prinsip kerja dari masing-masing jenis tachometer.

Menjelaskan fungsi lain dari tachometer.

Memilih jenis tachometer yang sesuai antara karakteristik tachometer dengan poros yang diukur kecepatannya.

Menjelaskan pengaruh perubahan variabel pada komponen pada nilai penunjukkannya.

Pada gerak rotasi dikenal besaran kecepatan yang disebut dengan kecepatan sudut yaitu besarnya sudut yang ditempuh setiap satuan waktu. Kecapatan putar adalah jumlah putaran yang terjadi tiap satuan waktu. Satuannya adalah rpm ( revolution per minute = putaran per menit ).

Apabila kecepatan sudut ( ) dinyatakan dalam satuan radian/detik, maka faktor konversi kecepatan putar ( n ) adalah :

= 2 n/60

atau n = 30. / ( rpm )

Karena satu putaran yang terjadi pada suatu poros sama dengan satu siklus, maka kecepatan putar sering dinamakan dengan frekuensi putar (f) dengan satuan hertz yaitu jumlah siklus atau putaran yang terjadi tiapa detik.

f = n/60 ( hertz )

Alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan putar disebut Tachometer.

Kecepatan putar dapat dikalibrasi langsung menjadi skala kecepatan linier dengan korelasi bahwa

V = .D.n/60 (m/detik)

Atau V = C.n

Dimana C suatu konstanta yang harganya = .D/60

Tachometer dapat dikelompokkan menjadi tachometer mekanik, tachometer elektrik, dan stroboscope.

5.1 Tachometer Mekanik

Tachometer mekanik menggunakan prinsip kerja seperti governor. Bila bola dengan massa m berputar pada suatu poros maka akan terjadi gaya sentrifugal. Gaya inilah yang akan menggerakkan sleeve naik atau turn tergantung pada kecepatan berputarnya. Selanjutnya sleeve menggerakkan jarum penunjuk pada suatu posisi yang skalanya sudah dikalibrasi dalam satuan kecepatan putaran ( misal rpm ).

Tachometer jenis ini tidak cocok untuk pengukuran kecepatan pada poros yang mempunyai daya kecil.

Gambar 5.1. Tachometer Mekanik.

5.2. Tachometer Elektrik.

Tachometer elektrik adalah tachometer yang prinsip kerjanya menggunakan teori dasar listrik, seperti teori arus Eddy, teori induksi maupun photo elektrik.

5.2.1. Tachometer Arus Eddy.

Antara plat magnet dan konduktor terdapat gerakan relative maka akan terjadi arus induksi yang disebut arus Eddy (Eddy Current ). Adanya arus ini akan menimbulkan medan magnet yang menyebabkan terjadinya gaya yang cenderung akan menggerakkan konduktor kearah sesuai dengan arah gerakan magnet.

Medan magnet akan menyebabkan terjadinya torsi atau momen puntir yang cenderung akan memutar plat konduktor ( yang biasanya dibuat dalam bentuk piringan ) pada arah yang sama dengan arah putaran magnet. Apabila pada poros piringan konduktor dipasang pegas torsi ( spiral ) maka piringan tidak akan berputar penuh, hanya akan bergerak sebesar sudut defleksi pegas ( ).

Hal ini sesuai dengan rumus yang berlaku untuk pegas spiral yaitu :

T = k.

Dimana : T = torsi

k = konstanta pegas spiral

= simpangan sudut

Gambar 5.2. Tachometer Arus Eddy.

Tachometer jenis ini banyak digunakan pada kendaraan darat ( mobil atau sepeda motor ). Penggunaan tidak hanya sebagai pengukur kecepatan putar dari poros mesin saja akan tetapi juga untuk mengukur kecepatan linier dari jalannya kendaraan ( spedometer ) yaitu dengan mengkalibrasi skala kecepatan putar dengan suatu konstanta menjadi skala kecepatan linier misal km/h.

5.2.2. Tachometer Pick-Up Induktif.

Konstruksi dari tachometer ini terdiri dari roda bergigi ( tonjolan ) yang berputar pada sebuah poros. Roda gigi tersebut terbuat dari bahan konduktor. Didekat roda bergigi terdapat kumparan yang dililitkan pada sebuah magnet permanent. Jika tonjolan gigi bergerak melewati magnet / kumparan akan terjadi perubahan fluks magnetik yang menyebabkan terjadinya arus induksi.Gambar 5.3. Tachometer Pickup Induktif.

Dari arus induksi ini selanjutnya dapat dibangkitkan menjadi pulsa. Jumlah pulsa atau frekwensi pulsa yang terjadi dapat dihitung dengan penghitung pulsa ( counter ). Apabila frekwensi pulsa diketahui maka frekwensi putaran dapat dihitung dengan cara membagi frekwensi pulsa dengan jumlah gigi ( tonjolan ) yang ada pada roda gigi. 5.2.3. Tachometer Photo Elektrik.

Konstuksi tachometer jenis ini terdiri dari piringan tipis yang terbuat dari bahan tidak tembus cahaya. Piringan tersebut dipasang pada poros yang dihubungkan dengan poros obyek ukur. Piringan berputar diantara lampu sorot dan sel photo elektrik. Pada piringan dibuat satu atau lebih lubang yang tembus cahaya. Posisi lubang pada piringan dibuat sedemikian rupa sehingga segaris dengan posisi lampu dan sel photo elektrik. Oleh karenanya apabila piringan berputar, sinar lampu secara periodik akan diterima oleh sel photo elektrik.

Selanjutnya frekuensi pulsa dihitung oleh penghitung ( counter ) seperti pada tachometer pick up induktif. Dalam hal ini yang berpengaruh pada ketelitian pengukuran adalah jumlah lubang pada piringan.

Gambar 5.4 Tachometer Photo Elektrik.

Tachometer photo elektrik dapat dikembangkan menjadi tachometer yang bersifat portable ( tidak tetap ) 5.2.4. Tacho Generator.

Tacho ini merupakan generator pembangkit listrik dalam ukuran kecil. Apabila suatu kumparan pada rotor berputar pada medan magnet ( stator ) maka akan terjadi induksi emf ( elektromotive force ). Selanjutnya harga tegangan listrik tersebut dapat diukur dengan voltmeter dimana skala tegangan dapat dikalibrasi menjadi skala kecepatan putaran misalnya rpm.

5.3 Stroboscope

Alat ukur ini terdiri dari lampu strobo yang frekuensi kedipnya bisa diatur secara manual. Pada poros yang akan diukur kecepatan putarnya dipasang piringan yang sudah diberi tanda ( misal sebuah titik yang berwarna mengkilat ).

Apabila lampu strobo berkedip dengan frekwensi dua kali lebih tinggi dari frekwensi putar dari poros akan terlihat tanda pada piringan akan terlihat dua buah pada posisi yang membentuk sudut 180. Begitu pula apabila frekwensi kedip 3 kali lebih tinggi dari frekwensi putar poros, akan terlihat 3 buah tanda yang simetri pada piringan. Dengan merubah frekwensi kedip ( diturunkan ) maka akan terlihat sebuah tanda dengan posisi seolah-olah diam. Pada kondisi demikian berarti frekwensi dari putaran poros sama dengan frekwensi kedip dari lampu strobo.Soal Latihan :1. Alat apa yang digunakan untuk mengukur kecepatan putar ?

2. Pengukur kecepatan pada sepeda motor, menggunakan alat ukur kecepatan putar jenis apa ?

3. Alat ukur kecepatan putar apa yang membangkitkan tegangan, jelaskan.4. Apa yang dimaksud dengan tachometer pic up induktif

5. Bagaimana cara kerja dari stroboscope

HYPERLINK "http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.railway-technical.com/governor.gif&imgrefurl=http://www.railway-technical.com/diesel.shtml&h=502&w=452&sz=8&hl=en&start=6&um=1&tbnid=gsMJojmracbaDM:&tbnh=130&tbnw=117&prev=/images%3Fq%3Dmechanical%2Bgovernor%26um%3D1%26hl%3Den%26rlz%3D1B3GGGL_enID255ID261%26sa%3DG" INCLUDEPICTURE "http://tbn0.google.com/images?q=tbn:gsMJojmracbaDM:http://www.railway-technical.com/governor.gif" \* MERGEFORMATINET

HYPERLINK "http://images.google.com/imgres?imgurl=http://www.checkline.com/products/125806/gallery3.jpg&imgrefurl=http://www.checkline.com/tachometers/MT-200%2520*%2520MT-500&h=500&w=500&sz=137&hl=en&start=4&um=1&tbnid=XkXiECZMRrTdrM:&tbnh=130&tbnw=130&prev=/images%3Fq%3Deddy%2Btachometer%26ndsp%3D21%26um%3D1%26hl%3Den%26rlz%3D1B3GGGL_enID255ID261%26sa%3DN" INCLUDEPICTURE "http://tbn0.google.com/images?q=tbn:XkXiECZMRrTdrM:http://www.checkline.com/products/125806/gallery3.jpg" \* MERGEFORMATINET

PAGE 28