buku pengukuran besaran listrik bab 6-multimeter digitall

1

EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi

Institut Teknologi Telkom

MULTIMETER DIGITAL

Lab Sistem ElektronikaIT Telkom



PENGUKURAN BERBASIS DIGITAL

• Alat ukur digital merupakan alat ukur yang memperagakan suatu pengukuran dalambentuk angka diskret sebagai penggantidefleksi jarum penunjuk pada skalakontinu dalam alat ukur analog.



Blok diagram alat ukur digital

Pengkondisi sinyal dapat berupa tranduser bila besaran yang mau diukuradalah besaran non listrik.

ADC menjadi ciri khas alat ukur digital, yang berfungsi mengubah level sinyalanalog menjadi digital yang diwakili oleh bit-bit.

Pengolah data dapat berupa rangkaian digital biasa, sebuah microcontroller, microproccesor, ataupun sebuah CPU.

Display yang dapat berupa seven segment, LCD, atau layar monitor padakomputer.



VOLMETER DIGITAL1. Voltmeter Tipe Tanjak• Prinsip kerjanya didasarkan pada pengukuran

waktu yang diperkirakan oleh sebuah tegangantanjak linear agar naik dari level 0 ke level tegangan masukan , atau agar berkurang daritegangan masukan ke 0.

• Selang waktu ini diukur dengan pencacahselang waktu elektronik dan pencacahdiperagakan dalam sejumlah angka padatabung penunjuk elektronik.



Gambar Voltmeter tipe tanjak



VOLMETER DIGITAL2. Voltmeter Tanjak Anak Tangga (staircase-ramp

DVM)• DVM tanjak tipe anak tangga merupakan

variasi dari DVM tipe tanjak,tetapi sedikit lebihsederhana dalam rancangan keseluruhan.

• DVM melakukan pengukuran tegangandengan membandingkan tegangan masukanterhadap sebuah tegangan tanjak anak tanggayang dibangkitkan secara internal.

2



Gambar Voltmeter Tanjak Anak Tanggaa. Pelemah masukanb. Penguat acc. Pembandingd. Flip-flop pembandinge. Osilator 4,5 Khzf. Pencacah decade satuang. Pencacah decade

puluhanh. Pencacah decade ratusani. Flip-flop rangkuman lebihj. Konverter D/A puluhank. Konverter D/A satuanl. Konverter D/A ratusanm. Konverter D/A rangkuman

lebihn. Penguat anak tangga

o.Osilator cuplik 2 Hzp.Penguat alihq.Penguat reset1.Sinyal masukan dc2.Reset3.Saluran alih4.Saluran reset EL 2222 Pengukuran Elektrik

Fakultal Elektro & KomunikasiInstitut Teknologi Telkom

VOLMETER DIGITAL3. Voltmeter Penggabungan (Integrating DVM)• Voltmeter tipe penggabungan mengukur

tegangan masukan rata-rata sebenarnya melaluiperioda pengukuran yang telah tertentu

• Suatu teknik yang digunakan secara luas untukmelakukan integrasi adalah menggunakanpengubah tegangan ke frekwensi (voltage to frekwensi converter,V/F converter).Penguat volt ke frekwensi ini berfungsi sebagai system kontrol umpan balik yang mengatur lajupembangkitan pulsa agar seimbang denganbesarnya tegangan masukan .



• Penguatan integrasi menghasilkan suatutegangan keluaran yang sebanding dengantegangan masukan yang dikaitkan ke elemenmasukan dan elemen umpan balik olehpersamaan:

• Jika tegangan masukan konstan , keluaranadalah sebuah tegangan tanjak linear yang memenuhi persamaan:



Gambar Voltmeter Penggabungan(Integrating DVM)



4. Voltmeter Seimbang Kontinu• Voltmeter digital jenis seimbang kontinu

(continuous balance DVM) merupakaninstrumen yang memberikan ketelitianyang baik.

• Ketelitian voltmeter ini biasanya adalahdalam orde 0,1 persen rangkumanmasukannya dan mempunyai impedansimasukan sekitar 10 Mohm denganresolusi yang dapat diterima secaraumum. EL 2222 Pengukuran Elektrik

Fakultal Elektro & KomunikasiInstitut Teknologi Telkom

Gambar Voltmeter Seimbang Kontinu• Diagram balok

DVM seimbangkontinudikemudikanoleh servo.

• Teganganmasukan dc dimasukkan kesebuah pelemahmasukan yang memberikanpenyaklaranrangkuman yang tepat.

• Pelemah masukan berupa alatkontrol pada panel depan yang jugamenyebabkan sebuah penunjuk titikdesimal bergerak pada permukaanperaga sesuai dengan rangkumanmasukan yang dipilih.

3



5. Voltmeter Digital Pendekatan Berturut-turut ( Successive approximation DVM )

Voltmeter digital dengan kemampuan1000 pembacaan setiap sekon umumnyamenggunakan konverter dari jenispendekatan berturut-turut gunamelakukan digitasi.



Gambar Voltmeter Digital PendekatanBerturut-turut



AMPERMETER DIGITAL• Karena ADC tidak dapat merespon besaran arus secara

langsung, maka diperlukan suatu cara untuk mengubahbesaran arus menjadi besaran tegangan agar dapatdiproses oleh ADC.

• Beberapa cara dapat digunakan, salah satunya denganmenggunakan drop tegangan pada sebuah tahanan.

• Penempatan tahanan pada saluran yang ingin diukurarusnya akan menghasilkan suatu jatuh tegangan yang besarnnya berbanding lurus dengan arus yang mengalir.V = I . R

• Biasanya R dipilih sekecil mungkin untuk menghasilkanefek pembebanan yang sekecil mungkin.



Gambar Blok diagram AmpermeterDigital



Wattmeter Digital• Besaran Watt memerlukan beberapa besaran yang

membangunnya, sesuai dengan persamaan P = VI Cos φ, maka ada tiga besaran yang harus diperoleh yaitutegangan, arus dan beda fasa.



Wattmeter Digital• Bagian tegangan dan arus hampir sama dengan

pada Voltmeter dan Ampermeter, • detektor fasa untuk mendeteksi besarnya beda

fasa antara tegangan dan arus. • Dari ketiga besaran itu masuk ke pemroses data

yang dapat berupa microcontroller. Disinidilakukan algoritma perhitungan daya sehinggadapat diperoleh nilai daya yang diukur.

• Detektor beda fasa dapat dilakukan langsungoleh pemroses data bila ADC yang digunakanmemiliki waktu sampling cukup baik danpemroses data dapat mendeteksinya.

4



Impedansi-meter Digital• Impedansi digital memiliki struktur yang hamper

sama dengan Wattmeter digital, karena sama-sama memerlukan besaran arus tegangan danbeda fasa.

• Hanya saja catuan ke impedansi berasal dariinternal alat ukur dan memiliki frekuensi tertentuyang telah diketahui.

• Bila sumber tegangan yang digunakan memilikitegangan yang tetap dan diketahui, makabagian tegangan tidak diperlukan lagi



• algoritma perhitungan pada pemrosesdata juga berbeda, menggunakanpersamaan sebagai berikut :

• Dengan pengetahuan akan beda fasamaka besaran R dan X dapat diperolehdengan persamaan :R = |Z|. Cos φX = |Z|. Sin φ

IVZ =

buku pengukuran besaran listrik bab 6-multimeter digitall

Documents