ELA 213ELA 213ALAT UKUR DAN PENGUKURAN

T

ALAT UKUR DAN PENGUKURAN

ALAT UKUR KUMPARAN PUTARKUMPARAN PUTAR

Alat ukur kumparan putar terdiri dari bagian-bagian utama # Magnet permanen sepatu kuda # Sepatu Kutubg p p p

# Kumparan # Pegas pengatur# Bobot lawan # Pengatur posisi nol

# Jarum penunjuk # Papan skala# Jarum penunjuk # Papan skala

ContentsMoving coil meter uses magnetic turning effect on a coilon a coil.

pointer • When I flows through il ( i i fscale

hair spring

coil (via a pair of spiral springs spiral springs 游絲游絲),

magnetic forces on these 2 sides provide

ilfixed

these 2 sides provide turning effect to rotate.兩邊的磁力帶動線圈轉soft-iron I

coil 兩邊的磁力帶動線圈轉動

soft ironcylinder

bearing larger current, larger deflectionlarger deflectionI

Konsep Dasar Kumparan Putarp p

Sebuah kumparan (coil) kawat halus digantung dalamSebuah kumparan (coil) kawat halus digantung dalammedan magnet yang dihasilkan oleh sebuah magnitpermanen. Menurut hukum dasar gaya elektromagnetik;p g y g ;kumparan tersebut akan berputar di dalam medanmagnit bila dialiri arus listrik. Fungsi kawat halus(serabut) sebagai pembawa arus dari dan ke kumparan(serabut) sebagai pembawa arus dari dan ke kumparan,keelastisan serabut halus tersebut membangkitkan suatutorsi (gaya rotasional) yang melawan perputaran(g y ) y g p pkumparan. Kumparan akan terus berdefleksi(penyimpangan) sampai gaya elektromagnetiknyamenyeimbangi torsi mekanis lawan gantungan Denganmenyeimbangi torsi mekanis lawan gantungan. Dengandemikian penyimpangan kumparan merupakan ukuranbagi arus yang dibawa oleh kumparan tersebut.g y g p

PERSAMAAN UNTUK KERJA PMMC

T = B * A * I * Ndimana

T = Torsi dalam newton meter ( N-m ), daya yg menggerakkan jarumB = Kerapatan fluksi didalam senjang udara ( Wb/m2 )A = Luas efektif kumparanA = Luas efektif kumparanI = Arus yang mengaliri kumparan ( A )N = Jumlah lilitan

Karena B, A dan N adalah tetap maka torsi yang dibangkitkan adalahmerupakan indikasi langsung (linier/proporsional) dari arus ( I ) yang mengalirikumparan. Torsi ini yang menyebabkan defleksi (penyimpangan) jarum kekeadaan mantap ( steady state ) pada arus besar tertentu yang diimbangi olehtorsi pegas pengontrol.

μA 50 0

50 μA

μ

Rsh 1

Rsh 2

Rsh 3

PENGUKURAN TEGANGAN DENGAN PMMC

Instrumen kumparan putar yang sama diatas dapat dijadikan untuk mengukur tegangan dengan cara menderetkan ( seri ) dengan sebuah resistor seperti

b b ik t

50 μA50 μA

1 Vgambar berikut:

0.975V 0.025V

25mV

Gambar:Pengukuran Tegangan dengan Rangkaian Seri

Gambar:Pengukuran Tegangan dengan Pilihan Jangkauan

Pada contoh diatas tersedia empat (4) pilihan jangkauan tegangan dari 25 mV, 1 V, 10 V dan 100 V.

PENGUKURAN HAMBATAN DENGAN PMMC

0∞ Ω

PENGUKURAN HAMBATAN DENGAN PMMC

μA

Ix

Salah ukur dalam%3 %

10%

40%40%

10%

1 satuanti i1 satuantiap garis

2 satuantiap garis

5 satuantiap garis10 satuan

tiap garis50 satuantiap garis

Gambar:Pengukuran Hambatan dengan Menderetkan Batere pada Volt meter tiap garistiap garis

100 satuan tiap garis

500 satuan tiap garis

p gMenderetkan Batere pada Volt meter

Gambar:Papan Skala Ohm meter

Multimeter Analog SANWA YX-360TRFu t ete a og S 360

OHM METER

Oh d l h l k h b li ik i d kOhm-meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu daya untukmenahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. Besarnya satuanhambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meterini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yanglewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan kesatuan ohm.Besarnya hambatan listrik ini ditentukan mengikuti rumusan:

V menyatakan voltase dan I menyatakan besarnya arus listrikyang mengalir.

VOLTMETER

Merupakan alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatuMerupakan alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suaturangkaian listrik. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik Lempengan luar berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah plastik. Lempengan luar berperan sebagai anoda sedangkan yang di tengah sebagai katoda. Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi x diameter)

Voltmeter Digital Voltmeter Analog dengan Jarum

VOLTAGE DROP KARENA PEMBEBANAN RANGKAIAN

5 V

6.666V

5 V

3.333VV

Gambar:Voltage drop karena pembebanan oleh voltmeterGambar:Voltage drop karena pembebanan oleh voltmeter

Multimeter Digital Fluke 17x DMMMultimeter Digital Fluke 17x DMM

OSILOSKOPOSILOSKOP

EFEK PEMICUANEFEK PEMICUAN

Gambar: Pemicuan Tampilan

PROBEPROBE

Gambar: Rangkain Probe

Gambar berikut memperlihatkan komponen-komponen probe pasif yang biasa dipakai.p p p p p y g p

KENWOOD FG 275 FUNCTION GENERATORKENWOOD FG 275 FUNCTION GENERATOR

ContentsMoving coil meter uses magnetic turning effect on a coilon a coil.

pointer • When I flows through il ( i i fscale

hair spring

coil (via a pair of spiral springs spiral springs 游絲游絲),

magnetic forces on these 2 sides provide

ilfixed

these 2 sides provide turning effect to rotate.兩邊的磁力帶動線圈轉soft-iron I

coil 兩邊的磁力帶動線圈轉動

soft ironcylinder

bearing larger current, larger deflectionlarger deflectionI

Contents• Coil comes to rest when its turning effect is balancedbalanced by that from hair springs.

pointer

y p g直到轉動作用恰好與互相抵消互相抵消，線圈才停下來。

pointer

scalehair springhair spring

fixedft i I

coil soft-ironcylinder

I

bearingcoil is pivoted about this bearing

Ithis bearing

FULLFULL--SCALE DEFLECTION SCALE DEFLECTION 滿標偏轉滿標偏轉 OF OF Contents

MOVINGMOVING--COIL METERSCOIL METERS

fullfull scale deflectionscale deflection (f s d ) current:fullfull--scale deflectionscale deflection (f.s.d.) current:The currentcurrent needed to deflect the pointer to the end of scale滿標偏轉滿標偏轉 (f s d ) 電流:滿標偏轉滿標偏轉 (f.s.d.) 電流:指針偏轉到刻度盤末所 的 流流所需的電流電流

Contents

Remarks:Remarks:

(1) The smaller the f s dsmaller the f s d(1) The smaller the f.s.d.smaller the f.s.d.,the more sensitivemore sensitive the meter is 越靈敏越靈敏.

(2) SensitivitySensitivity 靈敏度靈敏度 can be increased by:(2) Sensitivity Sensitivity 靈敏度靈敏度 can be increased by:•• ⇑⇑ no. of coil turnsno. of coil turns 線圈的匝數線圈的匝數•• ⇑⇑ strength of magnetic field strength of magnetic field 磁場的強度磁場的強度•• ⇑⇑ area of coilarea of coil 線圈圍繞的面積線圈圍繞的面積⇑⇑ area of coil area of coil 線圈圍繞的面積線圈圍繞的面積•• use weaker hairspringsuse weaker hairsprings更軟的游絲更軟的游絲

GALVANOMETERS (GALVANOMETERS (檢流計檢流計)) 檢流計檢流計Contents

A galvanometer is used to detect and measure gsmall current ((typical f.s.d. is 10 typical f.s.d. is 10 μμAA)).

A li ht b l t i iti• A light-beam galvanometer is a very sensitive 非常靈敏的 moving-coil meter.

light-beamlight beam galvanometer光朿檢流計光朿檢流計

fibre細絲Mirror

Contents

Mirror鏡typical f.s.d.

is 10 Ais 10 μA

light-beam ggalvanometer

Coil suspended by fibreIt t t i i t i t dIt rotates, wire is twisted線圈由一條細絲懸起來線圈旋轉時 懸線扭曲

opposing turning

線圈旋轉時，懸線扭曲

opposing turning effect反向的轉動作用

ADAPTING A MILLIAMMETERMILLIAMMETER TO MEASURE LARGE MEASURE LARGE 毫安計毫安計 度強 流度強 流

Contents

CURRENTSCURRENTS 改裝毫安計毫安計以量度強電流量度強電流

Typical f.s.d. current = 100 μA

If current > f s d currentIf current > f.s.d. current

pointer overshoots thepointer overshoots thepointer overshoots the pointer overshoots the scale!scale!

指針超越電錶的刻度範圍指針超越電錶的刻度範圍指針超越電錶的刻度範圍指針超越電錶的刻度範圍

may be damage!damage!

Contents

In the market a multimeter (萬用錶)

multimeter

In the market, a multimeter (萬用錶)has built-in shunts & multipliers.They are just selected by turning a dial.