BAB II

ALAT UKUR & KESALAHAN PENGUKURAN

1. METROLOGI GEOMETRIK

Metrologi adalah ilmu pengukuran besaran teknik. Sesuai dengan jenis

besaran yang diukur Metrologi Geometrik hanya berkaitan dengan besaran panjang.

Seringkali istilah Metrologi Geometrik ini dikatakan sebagai Metrologi Dimensi

(Dimensional Metrology). Sesungguhnya dimensi hanya salah satu jenis elemen

geometrik dan masih ada jenis elemen geometrik yang lain yaitu bentuk, posisi dan

kehalusan permukaan. Sementara itu, karena metrologi geometrik ini banyak

dimanfaatkan oleh industri pemesinan pada khususnya dan industri engineering pada

umumnya maka dapat dikatakan sebagai Metrologi Industri.

Metrologi Geometrik berfungsi sebagai cara untuk mengukur apakah

karakter geometri memenuhi spesifikasi geometrik yaitu acuan yang berupa toleransi

geometrik. Sesuai bentuk/geometri dan ukuran dan daerah, maka perlu dipilih

cara/metoda dan alat yang cocok/sesuai dengan kebutuhan. Dengan demikian

metrologi geometrik berkembang sesuai dengan kemajuan proses pembuatan serta

tuntutan akan kenaikan kualitas berbagai mesin & peralatan. Meskipun demikian,

serupa dengan proses pembuatan maka roses pengukuran ada kemungkinan

terjadinya kesalahan.

2. KASIFIKASI METROLOGI GEOMETRIK

Alat ukur geometrik dapat diklasifikasikan menurut prinsip kerja, kegunaan

atau sifatnya. cara klasifikasi ini yang paling sederhana adalah klasifikasi menurut

sifatnya. Menurut sifatnya alat ukur geometnik dibagai menjadi lima jenis.

1.Alat ukur langsung; mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi dan hasil

pengukuran dapat langsung dibaca pada skala tersebut.

2.Alat ukur pembanding; mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi. Karena

daerah skala ukurnya terbatas maka alat ini hanya digu

nakan sebagai pembacaan besarnya selisih suatu dimensi

terhadap ukuran standar.

4

3.Alat ukur standar; Digunakan sebagai standar atau acuan dalam proses

pengukuran tak langsung bersama-sama dengan alat ukur

pembanding untuk menentukan dimensi suatu obyek ukur.

4.Alat ukur batas; (kaliber), untuk menunjukkan apakah suatu dimensi

terletak didalain atau diluar daerah toleransi ukuran.

5.Alat ukur bantu; berfungsi untuk membantu pelaksanaan pengukuran terutama

dalam proses pengukuran tak langsung.

Berdasarkan jenis alat ukur menurut sifatnya seperti di atas maka proses pengukuran

bisa diklasifikasikan sebagai berikut :

1. Pengukuran Iangsung.

Hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada skala alat ukur yang digunakan

(alat ukur langsung). Contohnya adalah mengukur panjang dengan

mikrometer, lihat gambar 5.a.

2. Pengukuran tak langsung.

Pengukuran yang menggunakan alat ukur dan jenis pembanding, standar dan

pembantu. Perbedaan harga yang ditunjukkan oleh skala alat ukur

pembanding sewaktu mengukur obyek ukur dan ukuran standar (pada alat

ukur standar) dapat digunakan untuk menentukan dimensi dan obyek ukur.

lihat gambar 5.b.

3. Pengukuran dengan kaliber batas.

Pengukuran yang dilakukan hanyamenunjukkan apakahdimensi yang

diukurterletak di dalam atau di luar daerah toleransi ukuran yang ditentukan.

Dimensi yang terletak di dalam daerah toleransi berarti dianggap baik,

sedangkan dimensi yang terletak di luar daerah toleransi adalah jelek. Cara

pengukuran seperti mi dimaksudkan untuk mempercepat pemeriksaan atas

produk yang dibuat dalam jumlah besar, dan alat ukur yang digunakan adalah

dan jenis kaliber (go & not go gauges). Lihat gambar 5.c.

5

4. Perbandingan dengan bentuk standar.

Membandingkan bentuk suatu produk dengan suatu bentuk standar, misalnya

dilakukan pada layar dan alat ukur proyeksi. Ketepatan untuk suatu konis

dapat diperiksa dengan menggunakan Morse Konis. Jadi pada prinsipnya

pengukuran seperti mi tidaklah menentukan dimensi ataupun toleransi suatu

benda ukur secara Iangsung. Lihat gambar 5.d.

Alat ukur dapat pula diklasifikasikan menurut prinsip kerjanya yaitu :

1. Mekanik

2. Elektrik

3. Optik

4. Hidrolik

5. Pneumatik atau Aerodinamik

a. pengukuran lansung

(dengan mikrometer)

b.

6

c. Pemeriksaan dengan Kailber GO & NOT GO

d. Pemeriksaan secara perband dengan

bentuk standar (acuan)

(dengan proyektor profil)

Pengukuran tak Larigsung

Pengukuran Langsung (dengan

mikrometer)

Gambar 5 Beberapa contoh cara pengukuran.

7

3. KONSTRUKSI UMUM ALAT UKUR

Masalah pengukuran geometrik dalam banyak hal tidak semudah mengukur

suatu panjang benda ukur dengan mistar. Yang membedakan suatu alat ukur dengan

alat ukur yang lain alah konstruksinya atau dengan kata lain cara berfungsinya alat

ukur tersebut.Alat ukur terbagi menjadi tiga komponen utama yaitu

1. Sensor

Sensor adalah “peraba” dan alat ukur, yaitu yang menghubungkan alat ukur

dengan benda ukur. Ujung-ujung kontak dan mikrometer, kedua lengan dan

mistar ingsut (vernier caliper) adalah merupakan contoh dan sensor mekanik.

Sistem lensa (obyektif) adalah merupakan sensor dan alat ukur optik. Suatu

poros dengan lubang lubang kecil melalui mana udara tekan mengalir keluar

adalah suatu contoh dan sensor pneumatik.

2. Pengubah

Pengubah adalah bagian yang terpenting dan alat ukur, dimana isyarat dan

sensor diteruskan, diubah atau diolah yang kemudian diteruskan ke bagian

lain dan alat ukur (bagian penunjuk). Tugas utama pengubah adalah untuk

memperbesar dan memperjelas perbedaan yang kecil dan geometri suatu

obyek ukur.

3. Penunjuk /pencatat

Penunjuk atau pencatat adalah bagian dan alat ukur melalui mana harga dan

hasil suatu pengukuran ditunjukkan atau dicatat. Hampir semua alat ukur,

kecuali beberapa alat ukur standar dan alat ukur batas, mempunyai bagian

penunjuk yang dapat kita katagorikan menjadi 2 macam, yaitu penunjuk

berskala dan penunjuk berangka (digital).

3.1.PENGUBAH

Terdapat bermacam-macam prinsip kerja pengubah, mulai dan prinsip kinematik,

optik, elektrik, pneumatik sampai pada sistem gabungan, yang kesemuanya bertujuan

untuk memperbesar dan memperjelas isyarat yang diperoleh melalui sensor. Berikut

ini akan dibahas prinsip kerja pengubah pada beberapa alat ukur.

8

v

3.1.1. Pengubah Mekanik

Prinsip kerja dan pengubah alat ukur mekanik semata-mata berdasarkan prinsip

kinematik meneruskan serta mengubah gerakan (biasanya gerakan translasi) menjadi

gerakan lain (biasanya gerakan rotasi) yang relatif lebih besar perubahannya.

Contohnya adalah sistem roda gigi dan batang bergigi dan jam ukur (dial indicator)

serta sistem ulir dan mikrometer, lihat gambar 6.

Gambar 6 Prinsip pengubah kinematik dan jam ukur dan mikrometer.

3.1.2 Pengubah elektrik

Pengubah yang memakai prinsip kerja elektrik berfungsi untuk mengubah

isyarat perubahan besaran non elektrik (misalnya perubahan panjang), baik yang

berasal langsung dan sensor maupun yang telah melalui pengubah primer (biasanya

pengubah mekanik), menjadi isyarat perubahan besaran elektrik.

Perubahan besaran elektrik (arus atau tegangan listrik) dapat diolah dan

diperbesar dengan memakai prinsip elektronik sehingga dapat diketahui hubungan

antara isyarat mula dengan isyarat akhir yang diukur dan ditunjukkan pada skala dan

alat ukur.

3.1.3 Pengubah Optik

Pada dasarnya sistem optik yang digunakan sebagai pengubah atat ukur

adalah berfungsi sebagai pembelok berkas cahaya yang melewati atau memantul

9

(berasal”) dan suatu obyek sehingga terbentuk suatu bayangan (maya atau nyata)

dengan ukuran/penyimpangan yang besar dan ukuran/penyimpangan obyeknya.

Yang dimaksud dengan obyek disini adalah ukurnya sendiri atau komponen dan alat

ukur misalnya skata atau garis indeks. Sistem optik biasanya terdiri dan salah satu

gabungan komponen-komponen yang berupa cermin, atau prisma, melalui mana

berkas cahaya akan dipantulkan dan/atau dibiaskan. Beberapa jenis sistem optik yang

digunakan datam bidang metrologi antara lain adalah :

pembesar, miskroskop, proyektor, teteskop, autokolimator dan teleskop posisi.

Sebagai contoh pengubah optik maka berikut ini akan dibahas pengubah optik pada

proyektor yang lebih spesifik akan digunakan pada alat ukur profit proyektor.

I

Gambar 10 prinsip dari proyektor

Dua sistem lensa, yaitu kondesor dan proyeksi adalah merupakan komponen

dan proyektor, gambar 10. Berkas cahaya dari suatu sumber cahaya diarahkan oleh

kondensor menuju obyek yang diletakkan di antara kondensor dan proyeksi. Karena

benda ukur biasanya tidak tembus cahaya maka hanya sebagian dari berkas cahaya

diteruskan dan diproyeksikan kesuatu layar, sehingga terlihat bayangan gelap dan

benda ukur dengan latar belakang yang terang. pemeriksaan bayangan dari benda

ukur (pengukuran atau pembandingan dengan contoh dari bentuk standar) dilakukan

dari balik layar yang terbuat dari kaca yang diasah (kaca buram).seperti halnya pada

mikroskop, disini benda ukur dapat diletakkan pada meja posisi,sehingga bayangan

dan benda ukur dapat digerakkan relatif terghadap garis silang yang terdapat pada

layar, dan jarak yang ditempuh oleh gerakan bayangan dapat dibaca pada skala

kepala mikrometer (melalui mana meja posisi digerakkan).

10

3.1.4 Pengubah Pneumatik

Alat ukur dengan pengubah pneumatik bekerja atas dasar suatu gejala bahwa

kondisi suatu aliran udara yang tertentu (tetap) akan herubah apabila ada perubahan

pada celah antara ukaran benda ukur dengan permukaan sensor alat ukur (dimana

udara mengalir melaluinya). Perubahan kondisi aliran udara ini dapat diketahui

dengan cara mengukur tahanan tekanannya ataupun kecepatan alirannya. Alat ukur

pneumatik ini secara keseluruhannya dianggap sebagai suatu sistem aliran udara

yang terdiri dari bagian-bagian sebagai berikut :

1. sumber udara tekan

2 sensor yang berfungsi juga scbagai pengubah

3.alat pengukur perubahan kondisi aliran udara

Berdasarkan cara pengukuran perubahan kondisi aliran udara maka kita temukan dua

jenis ukur pneumatik, yaitu :

1. Sistem Tekanan Balik (Back Pressure System)

2.Sistem Kecepatan Aliran (Flow-Velocity System)

Gambar 11 Alat ukur pheumatik dengan sistem tekanan balik

11

Gambar 12 alat ukur pneumatik dengan sistim kecepatan aliran

Gambar 13 Macam-macam sensor alat ukur pneumatik.

12

3.2 PENUNJUK/PENCATAT

3.2.1 Penunjuk Berskala

Skala adalah susunan garis yang

beraturan dengan jarak antara dua

garis yang berdekatan dibuat tetap

dan mempunyai arti tertentu. Jarak

antara dua garis dan skala alat ukur

geometris dapat berarti bagian dan

meter atau bagian dari derajat. Gambar 14 skala dengan garis indek Dan jarum penunjuk

Secara visual pembacaan dilakukan dengan pertolongan garis indeks atau

jarum penunjuk yang bergerak relatif terhadap skala. posisi dan garis indeks

atau jarum penunjuk pada skala menyatakan suatu harga lihat gambar 14.

Skala Nonius (Vernier Scale).

Pada suatu pcngukuran garis indeks tidak selalu tepat segaris dengan garis

skala, akan tetapi sering gariis indeks ini

terletak di antara dua garis skala sehingga akan

timbul kesulitan dalam nentukan harga hasih

pengukuran. Oleh karena itu untuk menaikkan

kecermatan pembacaan maka garis indeks

sering digantikan dengan suatu susunan garis

yang disebut skala nonius. Sesuai dengan cara

pembuatannya dikenal dua macam skala

nonius, yaitu skala nonius satu dimensi dan

skala nonius dua dimensi.

Garis nol nonius segaris dengan garis A

skala utama.

u = jarak satu bagian skala utaman = karak satu bagian skala noniusk = u-n.

Gambar 15 Prinsip skala nonius suatu dimensi

13

Garis nol nonius tergeser sejauh k dan garis A; garis pentama nonius segaris

dengan salah satu garis skala utama. Garis nol nonius lergeser sejauh 2k dan garis A;

Garis kedua nonius segaris dengan saru garis ska1a utama.

Prinsip dari skala nonius satu dimensi mungkin dapat kita jelaskan

sebagaimana gambar 15. skala alat ukur dalam hal ini disebut sebagai skala utama

sedang skala yang terletak dibawahnya disebut skala nonius misalkan jarak antara

dua garis skala utama adalah u. Sedang n adalah jarak antara dua garis skala nonius,

maka setiap satu bagian skala utama akan lebih panjang sebesar k dibandingkan

dengan satu bagian skala nonius. Apabila posisi garis nol nonius adalah tepat segaris

dengan suatu garis skala utama misalkan A, maka hasihn pengukuran adalah tepat

sedang n adalah jarak antara dua garis skala nonius, maka setiap satu bagian skala

utama akan lebih panjang sebesar k dibandingkan dengan satu bagian skala nonius.

Apabila posisi garis nol nonius adalab tepat .segaris dengan suatu garis skala utama

misalkan A, maka hasil pengukuran adalah tepat berharga A. Selanjutnya apabila

garis nol nonius tergeser ke kanan sebesar k maka garis pertama nonius akan tepat

segaris dengan sa1ah satu garis skala utama. Seandainya garis nol nonius lebih

tergeser ke kanan lagi sejauh k dan posisi ganis A maka garis kedua noniuslah yang

tepat segaris dengan salah satu garis skala utama. Proses pergeseran ini dapat kita

lakukan terus sampai akhirnya garis nol nonius kembali menjadi segaris dengan garis

skala utama (sesudah A). Dengan demikian penentuan posisi garis nol nonius relatif

terhadap A adalah dengan melihat garis nonius yang keberapa yang menjadi segaris

dengan salah satu garis skala utama. Jarak k adalah menggambarkan kecermatan dan

skala nonius, semakin kecil k maka kecermatannya semakin tinggi, artinya posisi

garis nol nonius relatif terhadap suatu garis skala utama (sesudahnya) menjadi

semakin jelas. Akan tetapi semakin kecil k berarti skala nonius memerlukan jumlah s

yang lebih banyak, karena jumlah garis nonius (kecuali garis nol) atau jumlah bagian

dari skala nonius adalah sama dengan 1/k buah. Dengan demikian k tidak boleh

terlalu kecil,karena :

Untuk mempermudah penentuan garis nonius yang menjadi segaris dengan

skala utama.

14

Untuk membatasi panjang keseiuruhan skala nonius, (harus jauh lebih pendek

dan panjang keseluruhan skala utama).

supaya skala nonius tidak begitu panjang (tidak memakan tempat), kadang-kadang

hanya setengah panjang keseluruhan skala nonius saja yang dipakai dengan catatan

bahwa setiap bagian dari skala utama dalam hal ini harus dibagi menjadi dua

sehingga pembacaan dapat diulangi lagi mulai dan garis nol nonius setelah setengah

bagian dan skala utama dilewati, gambar 16.

Beberapa contoh cara pembacaan dengan memakai skala nonius ditunjukkan

pada gambar 17. untuk garis nol nonius yang tidak segaris dengan garis skala utama

maka penunjukkan harga sama dengan harga dari skata utama sesudah ganis nol

nonius ditambah dengan harga garis skala nonius yang tepat segaris dengan salah

satu garis skala utama.

Garis skala nol nonius belum

melewati setengah bagian skala

utama.

Garis nol nonius melewati

setengah bagian dari skala

utama, pembacaan diulang lagi

mulai dan garis nol nonius.

Gambar 16 pembagian skala utama menjadi dua bagian, apabila skala nonius hanya

setengah panjang keseluruhan

15

Tabel 4 berikut adalah beberapa contoh kecermatan skala nonius yang

digunakan pada beberapa alat ukur, misalnya mistar ingsut dan busur bilah.

Tabel 4 skala nonius satu dimensi

• skala nonius yang hanva menunjukkan harga sampai setengah jarak skaia utama.

+ digunakan pada atat ukur sudut dengan skata yang dibuat pada busur dcnganjan-jari yang panjang, misalnya pada profil

proyektor.

u sama dengan dua bagian skala utama.

Angka pada skala nonius adalah menyatakan sepersepuluh harga skala utama,

atau dalam menit kalau skala utama dalam derajat. Untuk skala nonius dengan

setengah panjang keseluruhannya, jika garis nol nonius telah melewati setengah

bagian skala utama, maka kita harus menambahkan angka lima pada setiap angka

dari skala nonius (atau menambah tiga puluh menit untuk skala utama dalam derajat).

16

Gambar. 17 Contoh pembacaan skala nonius

Gambar 18 Prinsip skala nonius dua dimensi.

17

Gambar 19 skala nonius (kiri) dua dimensi

Skala nonius dua demensi

Suatu segi empat dengan satu diagonal dimana sisi datar adalah u dan sisi

tegak dibagi dalam n bagian yang sama, dapat berfungsi sebagai skala nonius dua

dimensi. Untuk penunjukkan tepat maka kedua sisi tegak akan berimpit dengan garis

skala utama (karena u dibuat sama dengan jarak satu bagian skala utama), lihat

gambar 18. Untuk skala nonius kanan, apabila sisi tegak sebelah kanan tergeser ke

sebelah kanan maka posisinya relatif terhadap garis A dapat diketahui dengan

melihat perpotongan antara garis A dengan diagonal serta membaca angka pada garis

nonius mendatar yang tepat pada titik perpotongan tersebut. Demikian pula halnya

dengan skala nonius kiri dimana urutan pembacaan skala utama adalah mulai dan

kanan ke kiri (terbalik). Kecermatan pembacaan adalah tergantung dan jumlah garis

mendatar nonius. Untuk n = 10 maka kecermatannya adalah (1/10) x U, jika n = 100

maka kecermatannya adalah (1/100) x u.

18

Gambar 20 Pembacaan skala mikrometer dengan kecermatan 0,01 mm.

Skala mikrometer

Skala pada semua jenis mikrometer dibuat pada kedua bagian dan

mikrometer, pertama pada silinder tetap (kita sebut skala tetap) dan kedua pada

silinder putar (kita namakan skala putar). Tepi dan silinder putar berfungsi sebagai

garis indeks untuk pernbacaan skala tetap (pembacaan kasar), sedang garis yang

melintang sepanjang skala tetap berfungsi sebagai garis indeks untuk pembacaan

skala putar (pembacaan halus). Biasanya untuk satu kali putaran, tepi dan silinder

putar akan menggeser sejauh setengah skala tetap (0,5)*1. oleh karena itu angka pada

skala putar bermula dan berakhir pada angka 0 yang juga berarti angka 50 apabila

pembagian skala putar adalah 50 buah. Dengan demikian satu bagian dan skala putar

adalah sesuai dengan jarak 0,01 mm. Apabila tepi silinder putar telah melewati

setengah bagian dan skala utama, maka angka pada silinder putar harus diartikan

sebagai kelebihannya angka 50, gambar 20 adalah merupakan contoh pembacaan

skala mikrometer dengan kecermatan 0,01 mm.

Beberapa mikrometer mempunyai silinder putar dengan diameter yang relatif

besar, dengan demikian pembagian skala putar dapat diperhalus. Kecermatan sampai

0,002 mm dapat dicapai dengan membuat pembagian skala putar menjadi 250

buah**. Untuk mikrometer dengan diameter silinder putar yang agak kecil pun dapat

dinaikkan kecermatan pembacaannya, yaitu dengan cara membuat skala nonius (satu

1*ulir dari micrometer mempunyai pits sebesar 0,5 mm,ada pula mikkrometer yang mempunyai pis sebasar 1 mm,dalam hal ini untuk satu kali putaran selinder putar akan menggeser sejauh 1 mm**0,5 mm debagi menjadi 250 bagian,jadi satu bagian skal putar adalah sesuai dengan 0,002 mm

19

dimensi) yang digunakan pada waktu membaca skala tetap dengan garis

melintangnya skala tetap dianggap sebagai ganis nol nonius. Kecermatan pembacaan

dalam hal ini tergantung dan cara pembuatan skala nonius. Kecermatan pembacaan

dalam hal ini tergantung dan cara pembuatan skala nonius (lihat pada pembicaraan

mengenai skala nonius sama dimensi, dalam hal ini skala putar dianggap sebagai

skala utama). Contoh pembacaan skala mikrometer dengan skala nonius adalah

seperti gambar 21.

Gambar 22 Paralaks dan cara menghindarinya.

Skala Dengan Jarum Penunjuk

Alat ukur pembanding (comparator) umumnya mempunyai jarurn penunjuk

yang bergerak relatif terhadap skala yang diam. Jarum penunjuk bergerak

berdasarkan prinsip mekanik ataupun prinsip elektrik. Prinsip mekanik dipakai pada

20

alat ukur dengan pengubah mekanik, sedang prinsip elektrik digunakan pada alat

ukur dengan dengan pengubah elektrik. Penunjuk dari jenis elektrik ini sesungguhnya

merupakan voltmeter (yang mengukur besarnya tegangan listrik) atau berupa

ampermeter (yang mengukur besarnya arus 1istrik akan tetapi skalanya telah

disesuaikan (dikalibrasi) menjadi penunjukan satuan panjang.

Suatu kesalahan pembacaan yang dikenal dengan nama paralaks mungkin

dapat terjadi pada waktu membaca posisi jarum penunjuk pada skala. Kesalahan ini

terjadi apabila mata kita tidak pada satu bidang yang melalui jarum penunjuk dan

tegak lurus bidang skala (bidang pembacaan), lihat gambar 22. Paralaks ini dapat

dicegah apabila mata kita (sebelah kanan atau sebelah kiri) tepat pada bidang

pembacaan. Beberapa alat ukur mempunyai cermin pada bidang skalanya, dengan

demikian apabila mata kita tidak tepat pada bidang pembacaan maka bayangan dari

jarum penunjuk masih tetap kelihatan, pembacaan boleh dilakukan setelah jarum

penunjuk menutupi bayangannya. Cara lain adalah dengan membuat letak jarum

penunjuk sangat dekat dengan bidang skala.

Gambar 23 penunjuk digital dengan sistim mekanik.

Gambar 24. Penunjuk digital elektronik

21

3.2.2 Penunjuk Berangka (Digital)

Pada alat ukur dengan penunjuk berangka, kita dapat langsung mengetahui

hasil mengukuran melalui deretan angka yang ada padanya. Penunjuk berangka ini

dapat kita golongkan menjadi 2 macam, yaitu jenis mekanik dan jenis elektronik.

Penunjuk digital mekanik terdiri dan susunan beberapa silinder masing-masing diberi

angka mulai dan 0 sampai dengan 9, lihat gambar 24. Mulai dan yang paling kanan

silinder-silinder tersebut kita sebut sebagai silinder pertama, kedua dan seterusnya.

Melalui sistem roda gigi, pengubah mekanik secara kontinyu memutar silinder

pertama. Untuk sekali utaran, silinder pertama akan memutar silinder kedua

sebanyak 1/10 putaran. Apabila silinder kedua telah genap berputar satu kali maka

silinder ketiga akan terputar sebanyak 1/10 putaran. Proses pemutaran silinder

dengan cara bertingkat mi dapat belangsung terus sampai silinder terakhir.

Gambar 25 Alat pencatat dengan prinsip galvometer dan prinsip servometer.

3.2.3 Pencatat

Untuk beberapa hal tertentu penunjukkan suatu harga pada suatu saat

dianggap tidak memberikan suatu informasi yang lengkap mengenai proses

pengukuran yang sedang dilakukan. Oleh karena itu diperlukan alat pencatat yang

dapat membuat suatu grafik pengukuran pada kertas berskala. Beberapa proses

pengukuran yang memerlukan alat pencatat antara lain adalah pengukuran

22

konfigurasi permukaan dan pengukuran kebulatan. Pada saat ini alat pencatat yang

berdasarkan prinsip kerja elektrik lebih banyak kita jumpai dari pada alat pencatat

dengan sistem mekanik. Dua prinsip kerja yang umum digunakan oleh alat pencatat

elektrik adalah prinsip galvanometer atau prinsip servo-motor.

Suatu kumparan, spoel, yang bebas berputar pada suatu medan magnit tetap

adalah rupakan komponen utama dari galvanometer (lihat gambar 25.a.) Apabila ada

arus listrik berasal dan pengubah elektrik) yang melalui kumparan ini maka posisi

dari kumpanan akan berputar sampai suatu kedudukkan tertentu tergantung dari kuat

lemahnya arus listrik. Akibatnya pena pada ujung batang yang bersatu dengan

kumparan akan menggoreskan suatu garis pada kertas grafik (kertas berskala) yang

secara kontinyu bergerak selama proses pengukuran berlansung. Pegas spiral yang

terpasang pada kumparan berfungsi untuk menyetel/ mengembalikan ke posisi nol

serta untuk menaikkan reaksi dan alat pencatat.

Alat pencatat dengan servo-motor bekerja atas dasar penyesuaian perbedaan

voltase. Suatu jembatan wheatstone yang berfungsi sebagai alat pembanding diberi

suatu voltase referensi pada kedua ujungnya, lihat gambar 25.b. Kedua ujung yang

lain dari jembatan wheatstone (berupa kontak geser) dihubungkan dengan bagian

pengubah dari alat ukur dengan suatu voltase yang hendak diukur. Selain kedua

voltase ini belum setimbang maka akan ada arus listrik yang melalui kontak geser

menuju kepenguat arus, sehingga akan timbul voltase yang cukup besar untuk

menggerakkan motor. Karena poros motor berputar maka kontak geser akan tergeser

kesalah satu arah sampai terjadi suatu kesetimbangan voltase, dengan demikian pena

pada ujung kontak geser ini akan membuat suatu garis pada kertas berskala. Kontak

geser pada sisi yang lain dan jembatan wheatstone berfungsi sebagai penyetel posisi

nol dan pena.

23

4. SIFAT UMUM ALAT UKUR

Ka

ren

a

ala

t

uk

ur

dib

uat

ole

h

ma

nu

sia

,

ma

ka

cir

i

uta

ma

ala

t

uk

ur

ad

ala

h

ket

ida

24

k-

se

mp

ur

na

an.

me

ski

pu

n

ala

t

uk

ur

dir

en

ca

na

ka

n

da

n

dib

uat

de

ng

an

car

a

ya

ng

25

pal

ing

se

ks

am

a,

ket

ida

k

se

mp

ur

na

an

tid

ak

bis

a

dih

ila

ng

ka

n

sa

ma

se

kal

i

da

n

ha

26

ny

a

dal

am

bat

as-

bat

as

ter

ten

tu

me

rek

a

an

gg

ap

se

ba

gai

cu

ku

p

bai

k

unt

uk

dig

un

ak

an

27

dal

am

su

atu

pr

os

es

pe

ng

uk

ura

n.

Un

tuk

me

ny

ata

ka

n

sif

at-

sif

at

ala

t

uk

ur

dig

un

ak

an

28

be

ber

ap

a

isti

lah

tek

nik

.

Be

ber

ap

a

isti

lah

ya

ng

ak

an

dib

ah

as

ant

ara

lai

n

ad

ala

h

ran

tai

29

kal

ibr

asi

,

ke

pe

ka

an,

ke

mu

da

ha

n

ba

ca,

his

ter

isi

s,

ke

pa

sif

an,

ke

sta

bil

an

nol

da

n

pe

30

ng

am

ba

ng

an.

4.1 Rantai Kalibrasi/Mampu Usut

Meskipun hubungan antara perubahan jarak yang terjadi pada sensor dan

perubahan harga yang ditunjukkan pada penunjuk/pencatat dapat dihitung dan

direncanakan secara teoritis, akan tetapi pada akhirnya setelah alat ukur selesai

dibuat, harus dilakukan suatu ka1ibarasi/peneraan yaitu mencocokkan harga-harga

(bukan satu harga) yang tercantum pada skala alat ukur dengan harga-harga standar

(harga “sebenarnya”). Kalibrasi bukan saja diharuskan untuk alat ukur yang baru

selesai dibuat, akan tetapi diwajibkan pula bagi alat ukur yang telah lama dipakai.

Hal ini perlu untuk menghindari penipuan” dari alat ukur, karena satu dan lain hal

misalnya keausan dan komponen-komponennya.

Untuk menjamin hubungannya dengan satuan standar panjang maka alat ukur

yang gunakan oleh operator mesin perkakas (alat ukur kerja) dapat diperiksa melalui

suatu rantai kalibrasi sebagai berikut,

Tingkat 1. Kalibrasi alat ukur kerja dengan alat ukur standar kerja.

Tingkat 2. Kalibrasi alat ukur standar kerja dengan alat ukur standar.

Tingkat 3. Kalibrasi alat ukur standar dengan alat ukur standar dantingkatan

yang lebih tinggi (standar nasional atau yang telahditera secara

nasional).

Tingkat 4. Kalibrasi standar nasional dengan standar meter

Tingkatan-tingkatan kalibrasi di atas sering disebut pula sebagai mampu usut

(traceability) dari ketelitian suatu alat ukur. Tingkatan1 dan mungkin juga tingkatan

2 dapat dilakukan oleh industri mesin yang bersangkutan, sedakan tingkatan 3 dan

mungkin juga tingkatan 4 dilaksanakan oleh beberapa Laboratorium Metrologi

Industri yang diberi wewenang. Cara kalibrasi bertingkat seperti diatas ini

31

dimaksudkan untuk menghindani peneraan alat ukur kerja langsung dengan standar

meter internasional.

4.2 Kepekaan (Sensitivity)

Kepekaan adalah kemampuan alat ukur untuk merasakan suatu perbedaan

yang relatif kecil dari harga yang diukur.

Misalnya dua alat ukur yang sejenis A dan B digunakan untuk memeriksa perbedaan

panjang yang relatif kecil, apabila alat ukur A lebih jelas menunjukkan perbedaan

tersebut pada skala dari alat ukur B, maka dikatakan alat ukur A lebih peka (sensitif)

dari pada alat ukur B. Kepekaan suatu alat ukur ditentukan oleh mekanisme

pengubahnya dan harganya dapat diketahui dengan cara membuat grafik antara harga

yang diukur dengan bacaan skala seperti gambar 3.31.

Gambar 26 kepekaan statu alat ukur

Dalam segala hal dikehendaki suatu hubungan yang linear antara

penunjukkan dan harga yang diukur. Oleh karena itu skala pada alat ukur hanya

dibuat sepanjang daerah yang linear dan diluar itu mungkin hubungan tersebut tidak

linear lagi (karena konstruksi alat ukur tidak memungkinkan untuk mendapatkan

daerah kerja yang sangat lebar).

32

4.3 Kemudahan Baca (Readability)

Kemudahan baca adalah kemampuan sistem pcnunjukkan alat ukur untuk

memberikan suatu angka yang jelas dan berarti.

Kemudahan baca suatu alat ukur dapat ditingkatkan dengan menbuat skala

nonius dan/atau mebuat garis-garis skala yang tipis dengan jarak yang kecil serta

jarum penunjuk yang tipis. Tetapi pembuatan skala seperti di atas memungkinkan

kesalahan baca, hal ini yang menjadi alasan mengapa sistem penunjuk digital

elektronis akhir-akhir mi menggeser kedudukan sistem penunjuk skala dengan jarum

atau garis indeks.

4.4 Histerisis

Histerisis adalah penyimpangan yang timbul saat dilakukan pengukuran

secara kontinyu daridua arah yang berlawanan, yaitu mulai dan skala nol hingga

skala maksimum kemudian diulangi dan skala maksimum sampai skala nol.

Bila suatu jam ukur digunakan untuk mengukur ketinggian secara kontinyu

bertambah dan pembacaan diulangi pada arah yang berlawanan (kontinyu menurun),

kemudian kita gambarkan kesalahannya2 yaitu penyimpangan penunjukkan jam ukur

terhadap tinggi sebenarnya sebagai sumbu tegak dan harga sebenarnya sebagai

sumbu datar, maka kemungkinan akan diperoleh bentuk kurva seperti ditunjukkan

pada gambar 27. Meskipun dapat terjadi kesalahan, tetapi kesalahan ini seharusnya

sama besarnya pada pembacaan naik dan pembacaan turun, sehingga kurva pada

pembacaan naik akan berimpit dengan kurva pada pembacaan turun. Pada

pengukuran ini terjadi histerisis yang disebabkan karena sewaktu bergerak ke atas,

poros akan melawan gaya gesekan serta gaya pegas (dan jam ukur), sedang waktu

bergerak turun poros menerima gaya pegas dan melawan gesekan.

2*desebut dengan kesalahan sistematis,yaitu perbedaan antara harga yang ditunjukkan oleh jam ukur dengan ketinggian sebenarnya. ketinggian sebenarnya ini dapat dicari dengan menggunakan rumus ilmu ukur sudut, apabila jarak pada sisi tegak dari segitiga siku-siku diketahui

33

Gambar 27. Histerisis yang mungkin ada pada waktu mengkalibrasi jam ukur.

Supaya histerisis tidak terjadi, gesekan pada poros dengan bantalannya harus

diperkecil sehingga pengaruhnya dapat diabaikan. Pengaruh histerisis dapat

diperkecil bila pengukuran dilakukan sedemikian rupa sehingga hanya sebagian kecil

dari skala alat ukur yang digunakan. Inilah alasanya mengapa sewaktu melakukan

pengukuran dengan cara tak langsung tinggi dan alat ukur standar (susunan blok

ukur) kurang lebih harus dibuat sama dengan tinggi dan obyek ukur, sehingga selisih

ketinggian yang ditunjukkan oleh komparator sedikit (dalam beberapa mikron).

4.5 Kepasifan (Passivity) Atau Kelambatan Reaksi

Kepasifan adalah situasi dimana perbedaan/perubahan kecil yang dirasakan

sensor tidak mempengaruhi jarum penunjuk, Jarum penunjuk tetap diam.

Kepasifan yang terjadi pada alat ukur mekanis disebabkan oleh pengaruh

kelembaman, misalnya pegas pada alat ukur tersebut tidak elastis sempurna.

Kepasifan dapat pula diartikan sebagai kelambatan alat ukur untuk bereaksi

atas adanya perubahan yang dirasakan oleh sensor. Kerugian seperti ini dapat dialami

oleh alat ukur pneumatis dengan sistem tekanan terbalik, yaitu apabila pipa elastis

yang menghubungkan sensor dengan ruang perantara terlalu panjang. Karena volume

udara (yang diukur tekanannya) terlalu besar, maka pengaruh kompresibilitas dari

udara menjadi terasa, akibatnya reaksi dari barometer menjadi lambat.

4.6 Pergeseran (Shifting, Drift)

Pergeseran adalah kondisi dimana terjadi perubahan harga ditunjukkan jarum

penunjuk, tetapi sesungguhnya sensor tidak mengisyaratkan suatu perubahan.

34

Keadaan ini sering dialami oleh alat ukur dengan pengubah elektris, dimana

suatu perubahan temperatur (didalam alat ukur tersebut) dapat mempengaruhi sifat-

sifat dan komponen ektroniknya yang sudah tua.

4.7 Kestabilan Nol (Zero Stability)

Suatu alat ukur dikatakan memiliki kestabilan nol yang jelek bila jarum

penunjuk alat ukur tersebut tidak kembali ke posisi semula saat benda ukur dilepas

(dimana saat awal, yaitu sebelum mengukur, jarum telah diset nol).

Keadaan ini sangat erat hubungannya dengan histerisis, yang antara lain

disebabkan oleh keausan pada mekanisme penggerak jarum penunjuk.

4.7 PENGAMBANGAN (FLOATING)

Pengambangan terjadi apabila jarum penunjuk selalu berubah posisinya

(bergetar) atau angka terakhir/paling kanan dan penunjuk digital berubah ubah.

Hal ini disebabkan oleh adanya perubahan-perubahan yang kecil yang

dirasakan sensor yang kemudian diperbesar oleh bagian pengubah alat ukur. Semakin

peka alat ukur, kemungkinan terjadinya pengambangan sewaktu proses pengukuran

berlangsung adalah besar. Dengan demikian alat ukur yang peka harus dipakai

dengan cara yang cermat serta hati-hati, getaran pada alat ukur dan benda ukur tidak

boleh terjadi.

Dari pembahasan mengenai beberapa sifat alat ukur ini dapat disimpulkan

bahwa ketidaksempurnaan mungkin dapat terjadi setelah alat ukur dipergunakan

untuk selang waktu tertentu.Dengan demikian kalibrasi harus sering dilakukan bagi

suatu alat ukur kerja, karena semakin sering alat ukur tersebut dipakai kemungkinan

timbulnya sifat-sifat yang jelek akan semakin besar. Dalam hal ini kalibrasi dapat

diartikan secara lebih luas lagi, yaitu tidak hanya mencocokkan penunjukkan

skalanya melainkan juga memeriksa beberapa sifat yang telah dibahas di atas.

5. PENYIMPANGAN DALAM PROSES PENGUKURAN

Pengukuran adalah merupakan proses yang mencakup tiga bagian yaitu benda

ukur, alat ukur pengukur(orang). Karena ketidak-sempurnaan dari masing-masing

35

bagian ini maka tidak satu pun pengukuran yang memberikan ketelitian yang absolut.

Kesalahan akan selalu ada yaitu perbedaan antara hasil pengukuran dengan harga

yang dianggap benar. Setiap pengukuran mempunyai ketidak-telitian (kesalahan)

yang berbeda-beda, bergantung pada kondisi alat ukur, benda ukur, metoda

pengukuran dan kecakapan si pengukur. Apabila suatu pengukuran dilakukan secara

berulang (n kali pengukuran yang identik), maka hasil dari setiap pengukuran

tersebut tidak selalu tepat sama. hasil pengukuran tersebut akan terpencar di sekitar

harga rata-ratanya.

Dari pembahasan di atas, maka dapat didefinisikan dua istilah yang pcnting

dalam pengukuran, yaitu ketelitian dan ketepatan.

Ketelitian (accuracy)

Ketelitian adalah kemampuan proses pengukuran untuk menunjukkan harga

yang sebenarnya. Harga sebenarnya tidak pernah diketahui, yang dapat ditentukan

hanyalah harga pendekatan atau yang disebut dengan harga yang dianggap benar.

Perbedaan antara harga yang diukur dengan harga yang dianggap benar disebut

kesalahan sistematis (systematic error). Semakin kecil kesalahannya, maka proses

pengukuran dikatakan semakin teliti.

Ketepatan (precision, repeatability).

Ketepatan adalah kemampuan proses pengukuran untuk menunjukkan hasil

yang sama dan pengukuran yang dilakukan berulang dan identik.

Hasil pengukuran selalu akan terpencar di sekitar harga rata-ratanya. Semakin

dekat harga harga tersebut dengan harga rata-ratanya, maka proses pengukuran

tersebut dapat dikatakan mempunyai ketepatan yang tinggi. Ukuran yang dipakai

untuk menyatakan ketepatan adalah besarnya kesalahan rambang (random error).

Faktor-faktor yang membuat suatu proses pengukuran menjadi tidak teliti dan

tidak tepat dapat berasal dan alat ukur, benda ukur posisi pengukuran, lingkungan

dan pengukur.

5.1 Penyimpangan Yang Bersumber Dari Alat Ukur.

36

Untuk menghindari kesalahan yang bersumber dan alat ukur, maka alat ukur

yang akan digunakan harus dikalibrasi. Di samping kesalahan yang diakibatkan oleh

keausan bidang kontak (sensor) yang menyebabkan terjadinya kesalahan sistematik,

maka kesalahan lain yang mungkin terjadi adalah histerisis, kepasifan, pergeseran

dan kestabilan nol. Sedangkan kesalahan rambang dapat diketahui dengan melakukan

pengukuran yang berulang dan identik (paling sedikit 20 kali). Besarnya kesalahan

rambang penting untuk diketahui terutama untuk alat ukur pembanding.

5.2 Penyimpangan Yang Bersumber Dari Benda Ukur

Tekanan Tekanan kontak dan sensor alat ukur atau berat benda ukur sendiri

akan mengakibatkan beban yang pada akhirnya menyebabkan benda ukur yang

elastis akan terdeformasi (berubah bentuknya). Adanya deformasi ini yang

mengakibatkan kesalahan pembacaan sensor alat ukur yang mempengaruhi hasil

pengukuran secara langsung.

Suatu pengukuran dengan menggunakan alat ukur dengan sensor mekanis

akan memberikan suatu tekanan tertentu pada permukaan obyek ukur. Beberapa alat

ukur misalnya mikrometer dapat menyebabkan suatu deformasi pada permukaan

obyek ukur yang relatif lunak (aluminium) ataupun lenturan pada diameter silinder

dengan dinding yang relatif tipis. Oleh karena itu pada mikrometer selalu

diperlengkapi suatu alat yang disebut dengan pembatas momen putar yang berfungsi

untuk menjaga tekanan pengukuran sekecil mungkin dan konstan. Jika kondisi benda

ukur sedemikian kritisnya, maka disarankan menggunakan alat ukur dengan sensor

optis ataupun pneumatis.

37

a. Pengaruh tekanan kontak a. Pengaruh tekanan kontak pada benda

pada benda ukur yang lunak ukur (selinder) yang berdinding tipis

Lenturan di ujung sama dengan tenturan

ditongah den merupakan harga lenturan

minimum. (digunakan dalam rnongukur

kelurusan dengan metoda straight edge)

Pemendekan garis netral akibat lenturan

merupakan pemendekan yang terkecil

(digunakan dalam menumpu ’standar

paris’

Permukaan kedua ujung batang tetap

sejajar meskipun ada lenturan

(digunakan dalam menyatukan batang

ukur)

c. Batang Uniform yang ditumpu simetrik

Gambar 28 Pengaruh elastisitas benda ukur pada waktu pengukuran.

Bila suatu batang dengan penampang yang sama untuk seluruh panjangnya

diletakkan pada dua tumpuan, maka akan terjadi lenturan akibat berat batang sendiri.

Besarnya lenturan ini bergantung pada jarak kedua tumpuan tersebut yang diletakkan

secara simetrik (lihat gambar 28). Jika dikehendaki kedua ujungnya tetap lurus

misalnya pada peletakkan batang ukur (end bar) dimana permukaan pada kedua

ujungnya harus sejajar, maka jarak kedua tumpuan (s) harus sama dengan 0,577 kali

panjang batang (s=0,577 ). Kedua titik tumpuan ini disebut dengan titik Airy (Airy

points). Biasanya terdapat tanda pada batang ukur yang menyatakan letak titik Airy .

Seandainya dikehendaki besar lenturan yang terjadi minimum, misalnya pada

peletakkan batang penggaris secara mendatar pada dua tumpuan, maka jarak kedua

tumpuan tersebut harus sama dengan 0,554 kah panjang batang (s=0,554l)*.

Seandainya dikehendaki besar lenturan yang minimum pada garis netral, misalnya

38

pada peletakkan standar garis dimana skalanya terletak pada bidang netral, maka

jarak kedua tumpuan tersebut harus sama dengan 0.559 kali panjang batang (s=O.559

) Kedua titik tumpuan ini disebut dengan titik Bessel.

Bila saat pengukuran digunakan penjepit untuk menjaga agar benda kerja

tidak bergerak selama proses pengukuran, maka posisi penjepit harus ditentukan

sedemikan rupa agar tidak menimbulkan deformasi yang merugikan.

5.3 Penyimpangan Yang Bersumber Dari Posisi Pengukuran

Prinsip ABBE menyatakan bahwa garis pengukuran harus berimpit dengan

garis dimensi. Kesalahan posisi pengukuran dapat mengakibatkan garis pengukuran

membentuk sudut sebesar dengan garis dimensi sehingga terjadi kesalahan yang

disebut dengan kesalahan kosinus (cosine error).

Gambar 29 kesalahan kosinus dan sinus

Penggunaan mikrometer dengan posisi pengukuran yang salah dapat

mengakibatkan kombinasi kesalahan kosinus dan kesalahan sinus (sine error), lihat

gambar 29.

5.4 Penyimpangan Akibat Pengaruh Lingkungan

Kondisi lingkungan pengukuran dapat mengakibatkan penyimpangan-penyi

mpangan yang pada akhirnya mempengaruhi hasil pengukuran. Penerangan yang

39

tidak cukup dapat mengakibatkan kesalahan pembacaan skala. Kesalahan sistematis

dapat terjadi akibat adanya debu yang menempel pada permukaan sensor mekanis

dan permukaan obyek ukur. Pengukuran dengan menggunakan. alat ukur dengan

kepekaan tinggi akan terganggu oleh adanya getaran.

Temperatur ruangan akan mempengaruhi hasil pengukuran, karena benda

padat, terutama logam, akan berubah dimensinya apabila temperaturnya berubah.

Supaya hasil pengukuran akan selalu sama, maka ditetapkan temperatur standar

untuk pengukuran geometrik yaitu sebesar 20 °C.

Perubahan panjang akan terjadi pada pengukuran langsung adalah

(6)

dimana

= perubahan panjang, mm = panjang obyek ukur, mm = ko muai panjang, °C

= 23,8. 106 untuk aluminium = 16,5.10 unflik tembaga = 12,0.106 untuk baja = 10,5.106 untuk besi tuangt = temperatur obyek ukurts = temperatur standar = 20°C

Misalkan suatu poros baja yang baru saja dibubut sampai diameter nominal

100 mm dapat mempunyai temperatur sekitar 40°C. Seandainya pengukuran

diameter dilakukan pada temperatur ini, maka diameter poros tersebut akan lebih

besar kurang lebih 0,023 mm bila dibandingkan dengan diameternya pada temperatur

standar.

Dengan demikian untuk suatu sistem pengukuran (benda ukur dan alat ukur)

harus selalu diusahakan supaya temperaturnya sama rata. Alat ukur-alat ukur yang

disimpan dalam ruang ukur (Metrology Laboratory) akan mempunyai temperatur

yang sama dengan ruang ukur (20°C), oleh karena itu suatu alat ukur (misalnya blok

ukur) yang kita pegang terlalu lama (karena panas tubuh manusia) akan mempunyai

temperatur lebih tinggi dari alat-alat yang lain. Demikian pula benda ukur atau alat-

alat lain yang dibawa masuk ke ruang ukur perlu waktu penyesuaian temperatur.

40

5.5 Penyimpangan Yang Bersumber Dari Pengukur

Dua orang yang melakukan pengukuran secara bergantian dengan

menggunakan alat ukur dan benda ukur serta kondisi lingkungan yang dianggap sama

(tak berubah) akan menghasilkan data yang berbeda. Sumber dari perbedaan ini

dapat berasal dari cara mengukur, pengalaman dan keahlian serta kemampuan

masing-masing pengukur. Mengukur adalah suatu perkerjaan yang memerlukan

kecermatan, pengalaman peraktek, mengetahui sumber penyimpangan, memiliki

dasar tentang alat ukur, dapat menganalisa dan memilih alat ukur dan menyadari

hasil pengukuran tanggung jawabnya.

BAB III

ALAT UKUR DAN PEMAKAIANNYA

1 PENDAHULUAN

Dalam metrologi industri alat ukur amat beraneka ragam, mulai dari yang

umum penggunaannya sampai yang khusus dibuat untuk tujuan pengukuran tertentu,

maka dikenal dari segi pemakaiannya alat ukur dapat dikelompokkan sebagai

berikut : - Alat ukur linier langsung,

41

- Alat ukur linier tak langsung,

- Alat ukur sudut,

- Alat ukur kedataran, kelurusan dan kerataan,

- Metrotogi ulir,

- Metrotogi roda gigi,

- Alat ukur kebulatan dan beberapa kesalahan bentuk, dan

- Alat ukur kekasaran permukaan.

2. ALAT UKUR LINIER LANGSUNG

Pengukuran linier merupakan pengukuran yang sering dilakukan. Dari cara

pengukurannya dikenal dua jenis alat ukur linier, yaitu alat ukur linier langsung dan

alat ukur linier tak langsung. Dengan alat ukur linier langsung maka hasil

pengukuran dapat langsung dibaca pada bagian penunjuk (skala) dan atat ukur

tersebut. Jenis alat ukur linier langsung yang akan dibahas dapat dibedakan menjadi

tiga golongan yaitu :

- mistar ukur

- mistar ingsut dan

- mikrometer

2.1 MISTAR UKUR

Mistar merupakan alat ukur linier yang paling sederhana. Biasanya berupa

pelat dan baja atau kuningan dimana pada kedua sisi dari satah satu permukaannya

diberi skala (metrik dan inci). Panjang dari skala ukurannya adalah 150 mm - 300

mm dengan pembagian dalam 1/2 atau 1 mm.

Pengukuran dilaksanakan dengan menempelkan mistar ini pada obyek ukur

sehingga panjang dan obyek ukur dapat langsung dibaca pada skala mistar ukur.

Kecermatan pembacaan tidak lebih kecil dari 1/2 mm, oleh sebab itu mistar ukur

tidak dapat digunakan untuk pengukuran dengan kecermatan tinggi. Dalam metrologi

industri, mistar ukur hanya dipakai untuk memperkirakan dimensi obyek ukur serta

untuk melakukan penggambaran secara kasar.

42

Ujung dari mistar kadang-kadang diberi berkait, sehingga pengukuran dapat

dimulai dari ujung benda ukur. Mistar ukur yang baik dibuat dari baja paduan nikel

dan dibentuk dengan penampang X, I atau segitiga atau meteran gulung.

Meteran lipat, biasanya dibuat dari aluminium atau baja. melihat

konstruksinya maka meteran lipat sebetulnya merupakan gabungan dari mistar ukur

dengan sambungan engsel pada setiap ujungnya. Mengingat kemungkinan ausnya

engsel dan ketidak lurusan garis pengukuran sewaktu melakukan pengukuran, maka

meteran lipat tidak akan memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan

penggunaan mistar ukur biasa.

Meteran gulung, dibuat dari pelat baja tipis yang dapat digulung dan

ditempelkan dalam suatu kotak. Penggulungannya dapat dipermudah dengan bantuan

suatu pegas. Pada ujung dari pelat diberi kaitan atau gelang guna mempermudah

pengukuran. Contoh dan mistar ukur meteran lipat atau meteran gulung adalah

seperti gambar 30.

Gambar 30 beberapa jenis mistar ukur

2.2 MISTAR INGSUT

Mistar ingsut kadang-kadang disebut mistar geser, jangka sorong, jangka

geser atau schuifmaat. Prinsipnya sama seperti mistar ukur yaitu dengan adanya skala

linier pada batangnya, sedangkan perbedaannya terletak pada cara pengukuran obyek

ukur. Pada mistar ingsut dibuat rahang ukur tetap dan rahang ukur gerak yang

berfungsi sebagai sensor yang menjepit benda ukur sewaktu melakukan pengukuran.

43

Gambar 31 mistar ingsut nonius

1. Kunci luncur 6. Penggerak halus2. Kunci penggerak halus 7. Peluncur3. Skala utama 8. Sensor (rahang gerak)4. Batang 9. Rahang tetap5. Lidah pengukur kedalaman 10.Nonius

Permukaan kedua rahang ukur ini dibuat sejajar dan relatif kuat untuk

menghindari kesalahan ukur. Batang ukurnya dibuat kaku dengan permukaan yang

keras sehingga tidak mudah melentur dan tahan aus sebab rahang ukur gerak harus

menggeser pada permukaan batang ini. Pembacaan skala linier (skala utama)

dilakukan melalui garis indeks yang terletak pada peluncur (yang bersatu dengan

rahang ukur gerak) dan kecermatan pembacaannya dapat lebih baik dan mistar ukur

(lebih kecil 0,5 mm) karena dibantu dengan skala nonius. Untuk menaikkan

kecermatan pembacaan, maka selain dengan skala nonius ada pula mistar ingsut

dilengkapi jam ukur, dengan demikian dikenal dua jenis mistar ingsut yaitu, mistar

ingsut nonius dan mistar ingsut jam.

2.2.1 Mistar Ingsut Nonius (Vernier Caliper)

Ada dua jenis utama dan mistar ingsut sebagaimana yang ditunjukkan pada

gambar 31. Jenis pertama hanya digunakan untuk mengukur dimensi luar dan

dimensi dalam, sedangkan jenis kedua selain untuk mengukur dimensi dalam dapat

juga digunakan untuk mengukur kedalaman.

44

Mistar ingsut mempunyai kapasitas ukur sampai dengan 150 mm, sedangkan

untuk jenis yang besar dapat mencapai 1000 mm. Kecermatan pembacaan

bergantung pada skala noniusnya dalam hal ini adalah 0,1, 0,05 atau 0,02 mm.

Beberapa hal yang harus diperhatikan waktu menggunakan mistar ingsut :

- Rahang ukur gerak (peluncur) harus dapat meluncur pada batang ukur

dengan baik tampa bergoyang.

- Periksa kedudukan nol serta kesejajaran dan pemukaan kedua rahang.

- Pengukuran sedapat mungkin tidak dilakukan dengan menempatkan

benda ukur pada ujung rahang ukur.

- Berikan tekanan sekecil mungkin natara sensor dengan benda ukur.

Ketepatan pengukuran dipengaruhi oleh besarnya tekanan yang diberikan.

Untuk mendapatkan tekanan yang sama perlu dilakukan latihan sehingga

ujung jari yang menggerakkan peluncur dapat merasakan tekanan

pengukuran yang baik. Apabila ada, gunakan mur penggerak halus.

- Pembacaan skala nonius mungkin dilakukan setelah mistar ingsut

diangkat dari obyek ukur dengan hati (setelah peluncur dikunci).

Miringkanlah mistar ingsut mi sehingga bidang skala nonius sejajar

dengan bidang pandangan agar mempermudah penentuan garis nonius

yang segaris dengan garis skala utama.

Beberapa jenis penggunaan yang dapat di lakukan dengan mistar ingsut ini

ditunjukkan oleh gambar 32.

45

a. Mengukur ketebalan, jarak luar atau diameter luarb. Mengukur kedalamc. Mengukur tingkatd. Mangukur jarak celah atau diameter dalam.

Gambar 32 Contoh pemakaian mistar ingsut

Gambar 33 Mistar ingsut Jam

2.2.2 Mistar ingsut Jam (Dial Caliper)

Mistar ingsut jam adalah mistar ingsut yang dilengkapi jam ukur sebagai

pengganti dari skala nonius. Gerak lurus dan sensor diubah menjadi gerak putar dari

jarum penunjuk dengan perantaraan roda gigi pada poros jam ukur dan batang

bergigi yang melekat ditengah-tengah sepanjang batang mistar (lihat gambar 33).

Kecermatan mistar ingsut jam adalah sama seperti mistar ingsut nonius, yaitu

0,10 mm, 0,05 mm atau 0,02 mm. Pada mistar ingsut dengan kecermatan 0,10 mm,

satu putaran jarum penunjuk terbagi dalam 100 bagian skala, yang berarti satu

putaran jarum penunjuk disebabkan oleh pergeseran sensor (rahang ukur gerak)

sejauh 100 x 0,10 mm atau 10 mm. Tiap sepuluh bagian skala jam ukur diberi angka

satuan mm, dengan demikian pembagian skala utamanya (pada batang ukur) cukup

46

dalam selang 1 cm saja. Pembagian skala untuk kecermatan 0,10 mm dan untuk

kecermatan yang lain adalah seperti tabel 4.2. 1.

Tabel 5 Pembagian skala dan beberapa kecermatan mistar ingsut jam.

kecermatan Pergeseran sensor persatu putaran

Letak angka dalam setiap

Pembagian skala utama dalam selang

0,1 mm 10 mm 10 bagian 1 cm

0,05 mm 5 mm 20 bagian 1 mm

0,02 mm 2 mm (5 bagian dalam

satuan 0,1mm)

1 mm

Gambar 34 mistar ingsut batas (Dial snap caliper)

2.2.3 Mistar Ingsut Ketinggian (Kaliber Tinggi/Height Gauge)

Suatu jenis mistar ingsut yang berfungsi sebagai pengukur ketinggian disebut

mistar ingsut ketinggian atau kaliber tinggi. Alat ukur ini dilengkapi dengan rahang

ukur yang dapat bergerak vertikal relatif tehadap batang berskala yang tegak lurus

dengan landasannya. Permukaan rahang ukur sejajar dengan permukaan bawah dari

landasan, dengan demikian garis pengukuran adalah tegak lurus dengan permukaan

bawah dari landasan. Oleh karena itu di dalam proses pengukuran diperlukan suatu

bidang datar sebagai referensi yang dalam hal ini digunakan meja rata3 yang

merupakan satu-satunya alat ukur bantu yang harus dipakai untuk meletakkan mistar

ingsut bersama-sama dengan benda ukurnya.

3

47

‘ Meja rata (surface plate) adalah alat ukur bantu yang sangat banyak gunanya. Meja

rata h arus selalu ada pada pabrik mesin (di bagian pengukuran) tcrlebih-lebih pada

Laboratoriuin Metrologi Industri. Dirnensi dan meja rata bermacam-macam

tergantung dan keperluan, biasanya dibuat dan besi tuang kelabu ataupun dan batu

granit. Permukaan ineja rata dibuat rata dengan toleransi kerataan dalam m untuk

setiap panjang 100 mm sesuai dengan kualitasnya

Pada jenis tertentu, skala utama pada batang ukur dapat diatur ketinggiannya

dengan menggunakan penyetel yang terletak dipuncaknya. Dengan demikian

pembacaan ukuran dapat diatur mulai dengan bilangan bulat sehingga mempermudah

perhitungan hasil pengukuran. Pada jenis yang lain dilengkapi dengan jam ukur

beserta penunjuk berangka mekanik atau elektronik. Pada waktu memulai

pengukuran, untuk setiap kedudukkan rahang ukur, angka pada penunjuk berangka

dapat distel nol, sehingga pada saat akhir pengukuran hasil pengukuran dapat

langsung di ketahui.

Dengan peralatan lain yang dipasang pada peluncur maka mistar ingsut

ketinggian ini dapat dipakai untuk bermacam-macam pengukuran, antara lain

- Mengukur ketinggian.

- Membuat garis gores.

- Alat ukur pembanding. Rahang ukur dapat diganti dengan jam ukur (dial

comparator) sehingga selisih ketinggian dari dua permukaan yang hampir

sama tingginya dapat dibaca pada jam ukur. Alat ukur kemiringan. busur

bilah dapat dipasang pada peluncur, sehingga kemiringan suatu

permukaan relatif terhadap bidang dasar (meja rata) dapat diketahui.

2.2.4 Beberapa jenis lain dan Mistar Ingsut

Mistar ingsut merupakan alat ukur yang praktis dengan kecermatan

maksimum yang dapat dicapainya sebesar 0,02 mm. Kecermatan setinggi ini dalam

beberapa hal dianggap cukup untuk mengukur obyek ukur, yaitu apabila dalam

gambar tekniknya daerah toleransi yang ditentukan tidak lebih kecil dari kecermatan

48

alat ukur. Karena kesederhanaan konstruksinya maka dapat dibuat bermacam-macam

jenis mistar ingsut untuk berbagai keperluan sebagaimana yang ditunjukkan pada

gambar berikut ini.

Gambar 35 bagian-bagian dari mistar ingsut ketinggian

Gambar 36 mistar ketinggian dengan penunjuk berangka mekanik dan elektrik

49

a. Mengukur tinggi e. Mengukur jarak senter antara lubang (dengan menggunakan peraba senter)

b. Membuat garis gores C. Membanding tinggi f.Pembanding kedalaman(dipasang pada miMengukur d. Mengukur kemiringan mistar Ingsut ketinggian menggantikan rahang ukur

Gambar 37 Berbagai pengukuran dengan Mistar Ingsut Ketinggian.

50

51

C. Mistar insut diameter alur dalam (Groove vernier calliper)

Untuk mengukur alur di dalam selinder min. 30 mm

h. mistar ingsut serba guna (Universal vernier caliper)

- pengukur diameter iuar/tebal plat

-pengukur diameter dalani

- Pengukur kedalaman

- pengukur sudut

- pengukur tinggi

52

-dapat sebagai jangka dan penggores

-dapat sebagai pembagi (jarak).

53

2.3 MIKROMETER

Mikrometer merupakan alat ukur linier yang mempunyai kecermatan yang

lebih baik dibandingkan mistar ingsut. Mikrometer memiliki kecermatan sampai 0,01

mm, dan tidak mencapai satu mikrometer (meskipun namanya adalah mikrometer).

Tetapi terkadang terdapat pula mikrometer yang dibuat dengan kecermatan 0,005

mm, 0,002 mm, 0,00 1 mm dan bahkan sampai 0,0005 mm (dibantu.dengan skala

nonius). Meskipun demikian karena keterbatasan dan ketelitian pembuatan ulir yang

merupakan komponen utama dan sistem pengubah mikrometer ini, maka derajat

kepercayaan atas hasil pengukuran akan turun apabila mikrometer tersebut

mempunyai kecermatan yang lebih kecil dan 0,005 mm.

Komponen terpenting dari mikrometer adalah ulir utama. Dengan memutar

silinder putar satu kali maka poros ukur akan bergerak linier sepanjang satu kisar

sesuai dengan besar kisar (pitch) dan ulir utama (biasanya 0,5 mm). Meskipun ulir

utama ini dibuat dengan teliti, tetapi kesalahan akan selalu ada. Di sepanjang ulir

utama kesalahan kisar pada suatu tempat akan berbeda dengan kesalahan kisar di

tempat lain. Apabila poros ukur digerakkan mulai dan nol sampai batas akhir maka

kesalahan kisar ini akan terkumpul sehingga menimbulkan kesalahan yang disebut

kesalahan kumulatif. Oleh karena itu untuk membatasi kesalahan kumulatif tersebut

maka biasanya panjang ulir utama (jarak pergerakan poros ukur) hanya dibuat sampai

25 mm.

54

Gambar 42 Bagian-bagian Mikrometer luar.

2.3.1 Menggunakan mikrometer (0,-25 mm)

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menggunakan mikrometer adalah :

- Permukaan benda ukur dari mikrometer harus bebas dari kotoran.

- Sebelum digunakan, kedudukan nol mikrometer harus diperiksa.

- Buka mulut ukur sampai sedikit melebihi dimensi obyek ukur.

- Benda ukur dipegang dengan tangan kiri dan mikrometer dengan tangan

kananseperti ditunjukkan gambar 43.

- Pada saat mengukur poros ukur tidak boleh menekan benda ukur terlalu

keras yang dapat menyakibatkan deformasi benda ukur dan kerusakan

pada ulir utama.

2.3.2 Pemeliharaan dan Kalibrasi Mikrometer

Setelah dipergunakan bersihkan mikrometer tersebut dengan lap bersih dan

diberi sedikit vaseline pada poros ukur dan kedua muka ukurnya untuk mencegah

timbulnya karat . Bagian lain dari mikrometer yang telah dilapisi (dengan email atau

chrom) tidak perlu diberi vaseline.

55

Setelah digunakan dalam jangka waktu tertentu maka semua alat ukur,

termasuk mikrometer, harus dikalibrasi. Kalibrasi dapat dilaksanakan secara periodik

dalam selang waktu tertentu bergantung pada frekuensi penggunaan alat ukur

tersebut. Pengkalibrasian mikrometer dapat dilakukan melalui pemeriksaan sebagai

berikut

- Silinder putar/poros ukur harus dapat berputar dengan baik, tidak terjadi

goyangan akibat ausnya ulir utama.

- Bila mulut ukur dirapatkan maka garis referensi harus menunjuk pada nol.

- Kedua muka ukur (permukaan sensor’) harus rata dan sejajar. Karena

adanya keausan, maka muka ukur dapat menjadi tidak rata dan tidak

sejajar sehingga dapat menimbulkan kesalahan ukur.

- Setiap harga yang ditunjukkan oleh mikrometer harus sesuai dengan

ukuran standar yang benar.

- Beberapa bagian lain seperti gigi gelincir (ratchet) dan pengunci poros

ukur harus berfungsi dengan baik.

Berikut ini akan dibicarakan pemeriksaan kerataan/kesejajaran muka ukur

dan kebenaran dari skala mikrometer.

Pemeriksaan kerataan dan muka ukur

Kerataan dan salah satu muka ukur dapat diperiksa dengan menggunakan

Kaca Datar (Optical flat), yaitu sekeping kaca (dan gelas atau batu Sapphire) yang

mempunyai satu permukaan yang rata dengan toleransi kerataan sebesar 0,2

sampai 0,05 . Setelah muka ukur dibersihkan maka kaca datar ini diletakkan

dengan hati-hati diatasnya (pada salah satu muka ukur).

Gunakan sumber cahaya monokromatik, atau cukup gunakan lampu biasa

untuk memeriksa kerataan dan muka ukur. Bila muka ukur tersebut rata maka muka

ukur tesebut dapat dilihat melalui kaca datar dengan jelas tanpa ada garis berwarna.

Sebaliknya untuk muka ukur yang tidak rata maka akan telihat garis-garis berwarna4

dengan pola tertentu yang menandakan ketidak-rataan muka ukur tersebut. Satu garis

4

56

berwarna menyatakan ketidak-rataan sebesar 0,32 . Mikrometer dianggap masih

baik bila paling banyak terlihat 2 garis berwarna (4 garis untuk mikrometer besar

dengan kapasitas lebih dan 250 mm). Periksa juga kerataan dan muka ukur yang lain.

Gamabar 44 pemeriksaan kerataan muka ukur dengan menggunakan kaca datar

Pemeriksaan kesejajaran kedua muka ukur

Selain harus rata maka kedua muka ukur harus sejajar. Untuk memeriksa

kesejajaran dapat digunakan sejenis kaca datar yang memiliki dua permukaan yang

rata dan sejajar, oleh sebab itu disebut dengan kaca paralel (optical parallel). Kaca

paralel biasanya tersedia dalam beberapa ketebalan misalnya 12,00 mm, 12,12 mm,

12,25 mm dan 12,37 mm5, dengan demikian dapat dipakai secara berurutan untuk

memeriksa kesejajaran kedua muka ukur pada kedudukan silinder putar (poros ukur).

Setelah kedua muka ukur dibersihkan, letakkan salah satu kaca paralel di

antara kedua muka ukur. Kemudian kaca paralel ini dijepit dengan cara memutar

silinder putar (melalui gigi gelincir) dengan sangat hati-hati. Dengan bantuan sumber

cahaya, maka pada kedua muka ukur tersebut bila dilihat melalui kaca paralel

terdapat sama atau beberapa garis berwarna dengan pola tertentu, lihat gambar 44.

Untuk memeriksa kesejajaran kedua muka ukur dan mikrometer dengan kapasitas

lebih dari 25 mm digunakan bantuan blok ukur, dalam hal ini blok ukur dijepit di

antara dua buah kaca paralel.

Setelah pola dan jumlah garis interferensi tersebut diamati, maka prosedur

penjepitan dan pengamatan diulang pada empat kedudukan di sekeliling pusat

5

57

(kedudukan pertama) pada jarak kurang Iebih 1,5 mm. Dari kelima pengamatan garis

interferensi ini ambil harga (jumlah) yang terbesar, kemudian bandingkan dengan

standar kesejajaran yaitu jumlah bans maksimum yang diijinkan (lihat tabel 6).

Pemeriksaan kebenaran skala mikrometer

Hasil pengukuran yang ditunjukkan alat ukur harus sesuai dengan ukuran

yang dianggap benar (ukuran standar). Karena kesalahan dalam proses pembuatan

alat ukur atau keausan/kerusakan setelah alat ukur tersebut digunakan, maka alat

ukur tersebut kemungkinan tidak lagi menunjukkan harga yang dianggap benar.

Landasan poros ukur penafsiran dari bentuk dan jumlah garis-garis

Tetap keparalelan

a). Kedua permuaan rata/datar dan pararel

kepararelan : 0,32 x 20,6

b). Kedua permukaan rata/datar dan pararel

keparalelan : 0,32 x 80,96 = 1

c.) landasan tetap berbentuk bulat, sebesar

0,32 x 2 = 0,64 .poros ukurberbentuk

lengkung dengan kemiringanterhadap

landasan tetap sebesar 0,32 x 3 =1

keparalelan : 0,32 x 5 =1,6

d). Landasan tetap berbentuk bulat sebesar 0,6 dan poros

ukur berbebtuk bulat pada ujungnya.

Keparalelan : 0,32 x 41,31

Gambar 45. Pemeriksaan kesejajaran kedua muka ukur dengan kaca paralel

Tabel 6 jumlah garis maksirnum (ketidak sejajaran maksimum) yang diijinkan menurut standar Jepang, JIS B7502.

Kapasitas mikrometer (mm) Jumlah garis Kesejajaran dalam

58

s.d75

di atas 75 s.d. 175

di atas 175 s.d.275

di atas 275 s.d.375

di atas 374 s.d.475

di atas 475 s.d.500

6

9

13

16

19

22

2

3

4

5

6

7

Untuk memeriksa kebenaran dan skala mikrometer digunakan satu atau

beberapa blok ukur dan kelas 1 atau kelas 2 sebagai ukuran standar. Seluruh daerah

ukuran mulai dari nol sampai dengan kapasitas maksimum (25 mm) harus diperiksa

dengan cara bertingkat, yaitu memilih beberapa blok ukur dengan kenaikkan ukuran

sebesar 0,5 mm. Setelah posisi nol diperiksa (kalau perlu distel dahulu) maka

kalibrasi dimulai dengan mengukur blok ukur 0.5 mm dan kesalahan (kesalahan

sistematik) yang mungkin terjadi adalah

Kesalahan = pembacaan mikrometer - ukuran blok ukur

Harga kesalahan ini setiap kali dicatat sampai akhirnya dicapai kapasitas

maksimum dan mikrometer (25 mm). Kemudian pengukuran diulangi lagi dari mulai

kapasitas maksimum sampai ke nol. Setelah kedua harga kesalahan (dan pengamatan

naik dan pengamatan turun) dirata-ratakan, maka dapat dibuat grafik kesalahan

kumulatif (cumulative error) seperti gambar 46. Jarak antara titik teratas dan titik

terbawah pada kurva kesalahan kumulatif disebut dengan kesalahan total (total error).

Jika perlu, kurva disekitar titik teratas dan titik terbawah (0,5 mm sebelah kirinya

sampai 0,5 mm sebelah kanannya) diperjelas dengan cara mengambil tingkatan

ukuran blok ukur sebesar 0,1 mm.

Dalam cara kalibrasi seperti di atas, kedudukkan silinder putar selalu diputar

penuh satu putaran, dengan demikian untuk kedudukan yang lain tidak diperiksa.

Supaya silinder putar tidak selalu diputar penuh, maka dapat dipilih ukuran blok ukur

59

dengan tingkatan ukuran kenaikan sebagai berikut 2.5; 5.1; 7.7; 10.3; 12.9; 15.0;

17.6; 20.2; 22.8; dan 25.0

Gambar 46 Kurva kesalahan kumulatif

Tabel 7. Harga kesalahan kumulatif maksimum yang diijinkan menurut standar Jepang JIS B7502.

2.3.3 Beberapa Jenis Mikrometer

Mikrometer Luar (Outside Micrometer).

Kapasitas ukur dari mikrometer yang paling kecil adalah sampai dengan 25

mm. Untuk mengukur dimensi luar yang lebih besar dan 25 mm dapat digunakan

mikrometer luar yang mempunyai kapasitas ukur dan 25 mm sampai dengan 50 mm,

dan 50 mm sampai dengan 75 mm dan seterusnya sampai 1000 mm yang masing-

masing dengan dengan kenaikan tingkatan ukuran sebesar 25 mm. Pembatasan

60

kenaikan tingkat sebesar 25 mm ini dimaksudkan untuk menjaga ketelitian dari

mikrometer.

Untuk kapasitas ukur yang besar maka rangka mikrometer dibuat sangat kuat

guna menghindari lenturan akibat adanya tekanan pengukuran atau karena beratnya

sendiri. Lenturan akibat beratnya sendiri (berat rangka) tidak banyak berpengaruh

pada hasil pengukuran bagi mikrometer dengan kapasitas ukur sampai dengan 300

mm. Sedangkan untuk mikrometer dengan kapasitas lebih dan 300 mm, maka posisi

pengukuran menjadi sangat kritis. Sedapat mungkin posisi pengukuran adalah

vertikal dengan ditumpu pada rangka disebelah landasan tetapnya, lihat gambar 47.

Apabila hal ini tidak memungkinkan maka sebelum pengukuran di lakukan, stel

kembali kedudukan minimum (kedudukan nol) dibantu batang ukur ataupun kaliber

penyetel yang tersedia. Penyetelan kedudukan nol ini dilaksanakan dengan

memegang mikrometer dengan posisi persis sama dengan posisi pengukuran yang

akan dilakukan (mendatar, miring, terlentang atau telungkup).

Gambar 47 Posisi pengukuran untuk mikrometer dengan kapasitas ukur lebih dan

300 mm

Gambar 48 mikrometer luar dengan landasan yang tetap yang dapat diganti

61

Mikrometer luar dengan landasan tetap yang dapat diganti

(Outside Micrometer with interchangeable anvil).

Suatu jenis mikrometer dibuat dengan rangka yang besar dan mempunyai

kapasitas ukur yang relative besar yaitu 0-100 mm, 0-150 mm, 100-200 mm dan

seterusnya sampai kapasitas 900- 1000 mm dengan kenaikkan tingkat sebesar 100

atau 150 mm. Untuk semua kapasitas ukur tersebut jarak gerak poros ukurnya tetap

sebesar 25 mm. Dalam hal ini landasan tetapnya yang diganti, sehingga didapat

mikrometer luar dengan kapasitas ukur yang bervariasi. Misalnya suatu mikrometer

luar dengan kapasitas 0-100 mm mempunyai 4 buah landasan tetap dengan tingkatan

perubahan panjang sebesar 25 mm, maka daerah pengukuran dapat diubah menjadi

0-25 mm, 25-50 mm. 50-75 mm dan 75-100 mm. Setiap penggantian landasan tetap

harus disertai dengan penyetelan kembali kedudukan nol (skala mikrometer dimulai

dengan angka nol) dengan bantuan kaliber penyetel yang sesuai. Oleh sebab itu

besarnya pembacaan setiap hasil pengukuran harus dijumlahkan dengan jarak ukur

minimum yang sesuai (panjang dan kaliber penyetel).

Mikrometer Indikator (Indicating Micrometer)

Mikrometer Indikator adalah gabungan antara mikrometer dengan jam ukur.

Sebagian dari rangka mikrometer digunakan sebagai tempat untuk mekanisme

penggerak jarum dan jam ukur. Dalam hal ini landasan tetap dan mikrometer dapat

bergerak dan berfungsi pula sebagai sensor dari jam ukur, lihat gambar 49. Jarak

gerak landasan tetap sangat kecil, dengan demikian daerah ukur dari jam ukur sangat

terbatas (± 0,02 mm) akan tetapi mempunyai kecermatan pembacaan yang tinggi

(0,00 1 mm).

Mikrometer Indikator selain berfungsi sebagai mikrometer luar juga dapat

dipakai sebagai kaliber. Apabila dipakai sebagai mikrometer luar maka pembacaan

ukuran pada skala mikrometer dilakukan setelah jarum pada indikator menunjuk

angka nol. Dengan demikian, meskipun mikrometer ini tidak dilengkapi dengan gigi

gelincir tetapi tekanan pengukuran dapat dijaga secukupnya dan selalu tetap.

62

Gambar 49 mikrometer indikator

Gambar 50 mikrometer batas

Pada jam ukur terdapat dua jarum pembatas yang dapat diatur kedudukannya.

Fungsi dan jarum pembatas ini adalah sebagai batas atas dan batas bawah dari suatu

daerah toleransi benda ukur yang mempunyai ukuran dasar tertentu. Bila mulut ukur

telah diatur untuk suatu ukuran dasar (dengan bantuan blok ukur), maka benda ukur

dalam jumlah yang banyak dapat diperiksa toleransinya dengan cepat dan mudah.

Pengukuran dilakukan dengan menekan tombol penekan yang akan memundurkan

landasan tetap sehingga benda ukur dapat masuk pada mulut ukur (dalam hal ini

kedudukan silinder putar telah dikunci sewaktu menetapkan ukuran dasar). Jika

tombol dilepaskan, sensor (landasan tetap) akan menekan benda ukur (karena adanya

pegas) dan jarum penunjuk akan bergerak kemudian berhenti pada daerah di sekitar

kedu jarum pembatas. Apabila jarum penunjuk ternyata berhenti diluar daerah yang

dibatasi oleh kedua jarum pembatas tersebut, berarti benda ukur yang bersangkutan

63

mempunyai dimensi yang jelek (keluar daerah toleransi). Kapasitas ukur dan

mikrometer jenis mi bermacam-macam, mulai dan 0-25 mm sampai 75-100 mm.

Mikrometer Batas (Limit Micrometer)

Mikrometer batas adalah dua buah mikrometcr yang disatukan seperti

ditunjukkan gambar 50. Mikrometer ini dapat digunakan sebagai kaliber batas bagi

benda ukur dengan suatu ukuran dari daerah toleransi yang tertentu. Mulut ukur dan

mikrometer yang di atas diatur dan dimatikan sehingga sesuai dengan ukuran

maksimum sedangkan mulut ukur dan mikrometer yang di bawah sesuai dengan

ukuran minimum. Pengaturan jarak kedua mulut ukur tersebut dilakukan dengan

bantuan alat ukur standar (blok ukur). Benda ukur yang baik harus masuk pada mulut

ukur di atas (go) dan tidak masuk pada mulut ukur di hawah (not go). Dalam hal ini

mikrometer tersebut berfungsi sebagai kaliber rahang.

Beberapa jenis mikrometer yang lain ditunjukkan sebagaimana gambar 51 s.d

gambar 55, cara berturut-turut dengan disertai keterangan singkat mengenai.

64

65

66

67

68

3.ALAT UKUR LINEAR TAK LANGSUNG

Tidak semua masalah pengukuran linear dapat diatasi dengan menggunakan

alat ukur lansung, karena dalam beberapa hal diperlukan kecermatan yang lebih

tinggi atau kondisi obyek ukur tidak memungkinkan digunakan alat ukur langsung.

Untuk itu diperlukan cara pcngukuran tak langsung yang dilaksanakan

dengan memakai dua jenis alat ukur yaitu alat ukur standar dan alat ukur

pembanding. Beberapa macam alat ukur dari dua jenis alat ukur tersebut antara lain

adalah :

Alat ukur standar

- Blok ukur (gauge blok)

- Batang ukur (length bar)

- Kaliber induk (height master)

Alat Ukur Pembanding

- Jam Ukur (Dial Indicator)

- Jam Ukur Test/Pupitas (Dial Test Indicator)

- Pembanding (Comparator)

Untuk mempermudah dan mempercepat pengukuran dimensi produk yang

dibuat dalam jumlah banyak diperlukan alat ukur batas atau kaliber.

3.1 Blok Ukur

Blok ukur yang dalam bahasa Inggris dikenal dengan Gauge6 Block, End

Gauge, Slip ‘ J Gauge atau Johannsen Gauge. Blok ukur adalah merupakan alat ukur

standar. sesuai dengan fungsinya maka blok ukur mempunyai dua permukaan yang

disebut muka rata, dimana kedua permukaan ini sangat halus, rata, sejajar serta.

Dua atau lebih blok ukur dapat disusun sedemikian rupa dengan

mempertemukan muka ukurnya. Karena kehalusan dan kerataan muka ukur tersebut,

maka dua muka ukur dapat disatukan dengan rapat dan kuat. Hal ini disebabkan

karena tekanan udara dalam ruang relatif hampa serta memungkinkan penyusunan

blok ukur untuk memperoleh dimensi/jarak tertentu. Selanjutnya ukuran yang

6

69

diperoleh tersebut dapat dipakai sebagai ukuran standar untuk digunakan pada proses

kalibrasi suatu alat ukur atau untuk proses pengukuran tak langsung.

Blok ukur biasanya dibuat dari baja karbon tinggi, baja paduan atau karbida

logam yang telah mengalami proses perlakuan panas (heat treatment) akan memiliki

sifat-sifat penting, yaitu :

- Tahan aus, karena kekerasannya tinggi (65 RC)

- Tahan korosi, sama seperti stainless steel

- Koefisien muai yang sama dengan baja komponen mesin (12 x lO °C’)

- Kestabilan dimensi yang baik.

Gambar 56 Suatu set blok ukur

Untuk mendapatkan permukaan yang halus dan rata tersebut maka proses

akhir dari pembuatan blok ukur tersebut adalah proses gosok-halus (lapping). Sifat-

sifat yang harus dimiliki oleh suatu blok ukur tersebut di atas menyebabkan harga

blok ukur menjadi sangat mahal.

3.1.1 Set Blok Ukur dan Kualitasnya

Blok ukur biasanya dipakai secara kombinasi, oleh sebab itu blok ukur

tersedia dalam suatu set yang terdiri dari bermacam-macam ukuran. Jumlah blok

ukur dalam satu set dapat bermacam-macam dan menurut standar metrik, jumlah

blok ukur tersebut adalah : 27, 33, 50, 87, 105 atau 112 buah. Contoh dan satu set

blok ukur diperlihatkan pada gambar 56. Disamping jumlah tiap set, ukuran masing-

masing blok pada set tersebut telah distandarkan pula. Contoh ukuran-ukuran blok

70

ukur dari suatu set yang terdiri dan 112 buah blok ukur terdapat pada tabel 8 dan 9

dimana tebal dasarnya masing-masing 1 mm dan 2 mm.

Tabel 8. Set blok ukur 112 buah dengan tebal dasar 1 mm.

Tabel 9.set blok ukur 112 buah dengan tebal dasar 12mm

Tabel 10 kelas blok ukur dan pengguanaanya

Masing-masing set blok ukur dibuat menurut kualitas tertentu yang sesuai

dengan kualitas toleransi pembuatannya (ISO), yaitu : Kelas 01, Kelas 0, Kelas 1,

Kelas 2 dan Kelas 3. Penggunaan blok ukur berdasarkan pembagian kelas

disesuaikan dengan tingkat kecermatan pengukuran yang diperlukan sebagaimana

yang dijelaskan pada tabel 10.

3.1.2 Pemeliharaan dan pemakaian blok ukur

71

1. Blok ukur disimpan dalam kotak khusus dan masing-maising blok ukur

memiliki tempat tersendiri, dengan maksud agar ukuran yang dikehendaki

dapat diambil dengan mudah serta tidak tercampur apabila kotak tersebut

dipindahkan. Blok ukur hanya digunakan dalam ruangan yang bersih dan

sebaiknya temperatur ruangan dikontrol pada 20°C dan 50-60%.

Petunjuk pemakaian blok ukur di atas hendaknya diikuti, sehingga blok ukur

yang merupakan alat ukur standar dan bernilai tinggi ini tetap terawat dengan baik.

Blok ukur yang berkarat, dengan muka ukur yang banyak goresan harus digosok

kembali atau sebaiknya kembalikan ke pabrik pembuat agar dimensinya diperbaiki

serta dikalibrasi lagi. Apabila secara tak sengaja blok ukur terjatuh, hampir pasti

bagian pinggirnya rusak. Hindarkan pemakaian blok ukur sebagai ganjal bagi benda

ukur maupun alat ukur lain yang sangat berat.

3.1.3 Pemilihan Susunan Blok Ukur dan Perlengkapannya

Prosedur pemilihan beberapa blok ukur untuk mendapatkan ukuran akhir

yang dikehendaki. Prosedur ini bertujuan untuk mempercepat proses penyususnan

blok ukur untuk suatu ukur akhir tertentu.

- Misalkan ukuran standar yang harus diperoleh adalah : 58.975 mm

- Mulailah dengan angka desimal yang terbelakang, dalam hal ini adalah

0,005 mm, maka blok ukur yang harus diambil adalah berukuran 1,005

mm (atau 2.005 mm bila menggunakan tebal dasar 2 mm).

- Sisa ukuran yang tertinggal adalah : 58.975 - 1.005 = 57.970 mm

- Perhatikan dua angka desimal terakhir, untuk itu ambilah blok berukuran

1.47mm (sebab blok 1.97 mm tak tersedia, sedangkan bila diambil ukuran

1.07mm, maka blok ukuran 1.4 mm harus digunakan). Tujuan pemilihan

blok ukur 1.47mm adalah untuk mandapatkan kombinasi blok ukur

dengan jumlah minimum.

- Sisa ukuran adalah : 57.97- 1.47 56.5mm

- Untuk itu dapat dipilih blok ukur dan 6.5 mm dan 50 mm

- Dengan demikian kita peroleh susunan sebagai berikut

72

1.005 + 1.47 + 6.5 + 50 = 58.975 mm7

- Jikalau blok ukur pelindung dipunyai, maka tebal dasarnya harus

diperhitungkan terlabih dahulu.

Blok ukur dapat digunakan secara langsung dalam beberapa proses

pengukuran dan kalibrasi.

Gambar 57 Perlengkapan blok ukur

Dengan menggunakan beberapa perlengkapan khusus, maka kemampuan

serta kemudahan dari proses pengukuran yang menggunakan blok ukur dapat

ditingkatkan. Contoh dari perlengkapan tersebut ditunjukkan pada gambar 57.

Sepasang rahang ukur bersama-sama dengan suatu susunan blok ukur dapat dipasang

dalam batang pemegang sedemikian rupa sehingga jarak antara rahang tersebut

merupakan ukuran yang sesuai dengan ukuran susunan blok ukur. Ada dua jenis

rahang ukur masing-masing digunakan untuk mengukur dimensi luar dan dimensi

dalam. Untuk dimensi dalam maka tebal ujung rahang ukur dalam harus

diperhitungkan. Batang penggores dan batang senter dapat menggantikan fungsi dari 7 Apabila blok ukur 1.47 tidak dipunyai maka dapat digunakan susunán sebagai berikut:

1.005 + 1.07 + 1.9 + 5 + 50 = 58.975

73

sepasang rahang ukur, sehingga suatu lingkaran dengan diameter yang cermat dapat

dibuat di atas permukaan benda kerja. Apabila suatu susunan blok ukur dengan satu

rahang ukur telah dipasangkan dalam batang pemegang dan selanjutnya batang

pemegang ini dipasang tegak lurus pada landasan, maka diperoleh alat ukur

ketinggian. Dalam hal yang terakhir ini tinggi yang dimaksud adalah sesuai dengan

susunan blok ukur ditambah dengan tebal dasar dan batang pemegang dan landasan.

Garis gores dengan ketinggian tertentu relatif terhadap permukaan meja rata dapat

dibuat pada benda kerja, untuk itu rahang perlu diganti dengan batang penggores.

3.2 BATANG UKUR (LENGTH BAR)

Dalam satu set, ukuran blok ukur yang terpanjang biasanya 100 mm untuk set

khusus yang terdiri dan 8 buah mempunyai ukuran dari 25 mm sampai dengan 200

mm. Ukuran maksimum yang masih dapat disusun dengan mudah adalah sebesar 150

mm, sedangkan untuk susunan yang mencapai 250 mm diperlukan perlengkapan

pemegang. Untuk mendapatkan ukuran standar yang lebih besar diperlukan batang

ukur, yaitu sejenis blok ukur dengan ukuran yang lebih panjang.

Batang ukur dibuat dan baja karhon dengan penanipang lingkaran

berdiameter kurang Icbih 22 mm. Proses pengerasan hanya diberikan pada kedua

ujung batang dan selanjutnya digosok halus sehingga rata dan sejajar. Sebagaimana

dengan 1)10k ukur, batang ukur m dibuat dalam beberapa kelas dan setiap set terdiri

dan bcrhagai ukuran. Meskipun kedua muka ukurnya mempunyai sifat mampu lekat

akan tetapi karena batang ukur lebih berat maka mereka disatukan dengan bantuan

baut lepas. Dengan demikian pada kedua muka ukur dibuat lubang yang berulir.

Biasanya pada kedua ujung dan suatu susunan batang ukur ditambahkan lagi

satu batang ukur berukiiran 25 mm (tak berulir) yang berfungsi scbagai bidang datar

referensi untuk scluruh panjang/ukuran yang dirmaksud. Untuk nienghindari lenturan

maka susunan batang ukur dipakai secara tegak lurus. Apabila digunakan dalam

posisi mendatar maka niereka ditumpu pada kedua ti Airy (d = 0,577 L), sehiugga

meskipun ada lenturan kecil ditengah, sumbu pada kedua ujung tetap akan tetap

segaris atau kedua muka ukur tetap sejajar. Karena ukurannya yang panjang, maka

batang ukur jarang dipunyai oleh industri permesinan. Dalam Laboratorium

74

Metrologi Industri batang ukur biasanya dipakai untuk kalibrasi susunan blok ukur

dan untuk penyetelan posisi nol dan alat ukur yang besar

3.3 KALIBER INDUK TINGGI (HEIGHT MASTER).

Pengukuran tak langsung (perbandingan) dengan memakai alat ukur standar

dan alat ukur pembanding dapat memberikan kecermatan yang tinggi. Selain

daripada itu kesalahan akibat temperatur kamar ukur yang tidak sama dengan

temperatur standar (20°C) relatif kecil dan dapat diabaikan. Akan tetapi pengukuran

tak langsung yang menggunakan blok ukur scbagai ukuran standar mernpunyai

kelemahan yaitu perlu waktu yang relatif lama untuk persiapan dan penyusunan blok

ukur. Terlebih jika benda ukur mempunyai objek ukur yang banyak, misalnya jarak

senter antara beberapa lubang, jarak antara beberapa tingkatan permukaan dan

sebagainya, maka waktu pengukuran akan lebih lama. Untuk mempercepat dan

mempermudah pengukuran maka dibuat suatu alat ukur standar yang dinamakan

Kaliber Induk Tinggi.

Prinsip kerja kaliber induk tinggi adalah merupakan gabungan antara susunan

blok ukur dan mikrometer yang peka. Beberapa blok ukur dengan ukuran/tebal

tertentu (10 mm atau 20 mm) dipasang tetap secara berurutan dengan posisi

sedemikian rupa sehingga ujung dan satu blok dengan ujung blok berikutnya tidak

pada satu bidang datar (yang satu lebih menonjol dari yang lain). Dengan demikian

diperoleh suatu tingkatan permukaan (muka ukur) dengan jarak yang tetap sesuai

dengan tebal dan dua blok ukur (yang menonjol dan yang tidak). Susunan blok

tersebut dipasang dalam alur vertikal dari suatu rangka/badan dan dapat dinaikkan

atau diturunkan melalui suatu mikrometer peka yang terletak di atas badan.

Terkadang dua susunan blok ukur dipasang tetap secara berdampingan dengan posisi

tonjolan blok yang berbeda. Jarak gerak dan mikrometer terbatas sesuai dengan jarak

antara tingkatan muka ukur (15 mm, 20 mm atau 25 mm). Contoh dari kaliber induk

tinggi dan cara pemakaiannya adalah seperti gambar 58.

75

a. Kaliber Induk Tinggi

b. Pupitas Elektronik

c. Dudukan pemindah.

1.Mikrometer

2.Ring Gans Indeks

3.Kuncl Ring (penyotelan not)

4.Penunjuk Digital

5.Skala

6.Badan

7. Muka Ukur (atas & bawah).

Gambar 58 Kaliber Induk Tinggi dan penggunaannya di atas meja rata.

3.4 JAM UKUR (DIAL INDICATOR).

Jam ukur merupakan alat ukur pembanding yang banyak digunakan. Prinsip

kerjanya adalah secara mekanik, dimana gerakan linier dari sensor diubah menjadi

gerakan putar dari jarum penunjuk pada piringan yang berskala dengan perantaraan

batang bergigi dan susunan roda gigi, lihat gambar 59.

76

Gambar 59 jam ukur,prinsip kerja, nama bagian dan jenis skala

Pegas koil berfungsi sebagai penekan batang bergigi sehingga sensor selalu

menekan ke bawah, sedangkan pegas spiral berfungsi sebagai penekan sistem

transmisi roda gigi sehingga permukaan gigi yang berpasangan selalu menekan sisi

yang sama untuk kedua arah putaran guna menghindari back-lash8 yang mungkin

terjadi karena profil gigi yang tak sempurna atau akibat terjadinya keausan.

Sebagaimana dengan jam tangan, beberapa jenis jam ukur mempunyai batu (jewel)

untuk mengurangi gesekan pada dudukan poros roda giginya.

Kecermatan pembacaan skala adalah 0.01. 0.005 atau 0.002 mm dengan

kapasitas ukur yang berbeda, misalnya 20, 10, 5, 2 atau 1 mm. Untuk kapasitas ukur

yang besar biasanya dilengkapi dengan jam kecil pada piringan jam yang besar,

dimana satu putaran penuh dari jarum yang besar adalah sesual dengan satu angka

dan jam yang kecil. Pada pinggir piringan ada kalanya dilengkapi dengan dua tanda

pembatas yang dapat diatur kedudukannya. Pembatas ini menyatakan batas atas dan

batas bawah dari daerah toleransi suatu produk yang hendak diperiksa. Selain dari

8 Back-lash, ‘gerak-terlambat’, ialah keterlambatan bergerak scwaktu pembalikan arah!gerakanputaran. Hal ini disebabkan oleh karena adanya celah di antara permukaan gigi (dan roth maupun gigi ulir) yang berpasangan. Adalah sangat sulit untuk membuat profil ulir/gigi sedemikian rupa.

77

pada itu piringan skala dapat juga diputar untuk mengatur posisi nol sewaktu

pengukuran dimulai.

Gambar 60 Dudukan jam ukur dan blok V.

Ujung sensor dapat diganti dengan berbagai bentuk (bulat, pipih, runcing) dan

terbuat dari baja, karbida atau sapphire. Pemilihan jenis sensor disesuaikan dengan

kondisi benda ukur dan penggunaannya.

Dalam pemakaiannya jam ukur biasanya dipasangkan pada dudukan seperti

pada gamhar 60. Tinggi sensor disesuaikan dengan tinggi nominal/ukuran dasar dari

produk yang akan diperiksa dimensinya dengan bantuan blok ukur (pengaturan posisi

nol). Setelah dua tanda pembatas pada jam ukur diatur posisinya sesuai dengan

daerah toleransi obyek ukur, maka pemeriksaan kualitas geometrik dari produk dapat

dilakukan dengan mudah.

Benda silindrik dapat diperiksa kesilindrisannya ataupun kebulatannya

dengan jam ukur, dalam hal ini benda ukur harus diletakkan di atas blok V. Toleransi

kesalahan putar (run-out tolerance) diperiksa dengan cara menempatkan jam ukur

pada posisi yang tetap dan benda ukur diputar pada sumbu yang tertentu.

3.5 PUPITAS/JAM UKUR TEST (DIAL TEST INDICATOR)

Pupitas adalah sejenis jam ukur dengan kapasitas ukur yang lebih kecil (0,8

atau 0,2 mm), sebab lintasan gerakan sensor tidak merupakan garis lurus melainkan

berupa busur yang pendek, lihat gambar 61. Posisi dari jarum peraba (sensor) dapat

diatur sehingga dapat membuat sudut atau sejajar dengan sumbu dari badan pupitas.

Pada setiap kedudukan tersebut sensor dapat digerakan secara perlahan-lahan

78

melintasi busur yang pendek dengan arah tertentu sehingga jarum jam penunjuk

bergerak searah jarum jam. Setelah jarum penunjuk bergerak satu putaran lebih

sedikit maka penekanan pada sensor lebih lanjut tidak akan menggerakkan jarum

penunjuk melainkan hanya akan mengubah posisi sensor (dengan demikian posisi

“nol” berubah). Gerakan pengukuran dapat diubah dengan mengubah posisi kunci

pada badan pupitas, sehingga memungkinkan pengukuran permukaan pada dua arah

(menghadap ke atas atau ke bawah). Suatu jenis pupitas yang lain mampu mengukur

dalam dua arah gerakan pengukuran (tanpa kunci pcngubah).

Gambar 61 Pupitas dan posisi sensor sewaktu melakukan pengukuran.

Kedudukan sensor sewaktu melakukan pengukuran haruslah diperhatikan,

sebab dalam segala hal garis pengukuran harus berimpit dengan garis dimensi dan

obyek ukur. Sesungguhnya garis pengukuran dari sensor pupitas adalah berupa

busur, akan tetapi karena kecilnya sudut gerakan sensor maka panjang busur tersebut

hampir sama dengan tali busurnya. Dengan demikian tali busur ini harus tegak lurus

dengan permukaan benda ukur atau dengan kata lain posisi sensor harus sejajar

dengan permukaan benda ukur. Apabila posisi sensor terlalu miring maka akan

terjadi “kesalahan kosinus” sebagaimana yang ditunjukkan gambar 61.

Karena lemahnya tekanan sensor maka pupitas sangat sesual sebagai alat ukur

pembanding, dalam hal ini diperlukan alat pemegang pupitas yang disebut sebagai

79

dudukan pemindah (tranfer stand), lihat gambar 62. Dudukan ini mempunyai alas

yang halus dan rata, oleh karena itu dapat digeserkan dengan mudah pada meja rata.

Tiang dan dudukan sangat kuat dimana pemegang pupitas dapat digeserkan padanya

naik atau turun sehingga posisi sensor pupitas dapat diatur sampai ke dekat

permukaan benda ukur atau blok ukur. Kemudian untuk mempermudah penyetelan

nol, sensor pupitas dapat digerakkan secara lebih halus dengan tombol pada

pemegang atau pada dudukan. Apabila tak ada dudukan pemindah maka mistar

ingsut ketinggian dapat pula digunakan sebagai pemegang pupitas. Dudukan

bermagnit dengan batang kaku maupun yang fieksibel dapat dipasangkan pada benda

ukur yang besar atau pada mesin perkakas sehingga berbagal pengukuran yang

menggunakan pupitas maupun jam ukur dapat dilaksanakan. Karena permukaan dari

dudukan bermagnit ini tidak selebar pada dudukan pemindah maka jangan digunakan

sebagai pemegang pupitas dalam pengukuran yang memakai meja rata.

Gambar 62 Beberapa jenis duduk alat ukur pembanding.

3.6 KALIBER BATAS (LIMIT GAUGE).

Untuk memeriksa obyek ukur dari suatu produk/komponen mesin yang dibuat

dalam jumlah besar mungkin digunakan alat ukur langsung, misalnya mikrometer

indikator atau jam ukur. Dengan alat ukur tersebut dimensi dari obyek ukur dapat

secara langsung diketahui dan selanjutnya ditentukan apakah ukuran tersebut berada

pada daerah toleransi atau tidak. Sebetulnya pada suatu obyek ukur yang telah

80

ditentukan toleransinya cukup diperiksa apakah obyek ukur tersebut berada di dalam

daerah toleransi yang diijinkan atau tidak, jadi ukuran sebenarnya tidak perlu

diketahui. Selain daripada itu pemeriksaan pada satu elemen geometri terkadang

tidak menjamin segi fungsional dari suatu suaian, untuk itu diperlukan pemeriksaan

atas elemen-elemen geometri lain yang berhubungan erat. Bila pemeriksaan seperti

ini dilakukan secara tcrpisah maka diperlukan waktu yang relatif lama, terlebih jika

benda ukur berjumlah banyak (mungkin dibutuhkan waktu pengukuran satu produk

yang cepat berhubungan dengan tingginya kecepatan produksi). Berdasarkan

pertimbangan di atas maka dibuat suatu alat ukur yang disebut kaliber batas (limit

gauge).

3.6.1 Toleransi dan Kaliber Batas

Misalkan diameter suatu lubang pada benda ukur telah ditentukan harga

maksimum dan minimumnya, maka berdasarkan ukuran tersebut dapat dibuat suatu

kaliber pemeriksa berupa poros dengan dua macam diameter. Poros dengan diameter

tepat sama dengan diameter lubang minimum (berarti lubang tepat pada kondisi

material maksimum) disebut dengan lubang poros “GO”, karena poros pemeriksa ini

selalu akan masuk ke dalam lubang yang diperiksa bila diameter lubang tidak lebib

kecil dari diameter minimum yang diijinkan.

Sedangkan poros pemeriksa yang lain memiliki diameter yang tepat sama dengan

diameter lubang maksimum (berarti lubang tepat pada kondisi material minimum)

dan disebut sebagai kaliber poros ‘NOT GO”, karena poros ini selalu tidak akan

masuk ke dalam lubang yang diperiksa asalkan diameter lubang tidak lebih besar dari

diameter maksimum yang diijinkan.

Dengan demikian lubang yang diperiksa dikatakan bagus (diameter masih dalam

batas batas/toleransi yang diijinkan) apabila dipenuhi dua hal yaitu, kaliber poros GO

dapat masuk dan kaliber poros NOT GO tidak masuk ke dalam lubang yang

diperiksa. Sebaliknya lubang dikatakan jelek (diameternya lebih besar dari

maksimum atau lebih kecil dan minimum) apabila salah satu dari dua hal di atas

tidak dipenuhi.

81

Kaliber pemeriksa tersebut di atas merupakan kaliber yang mempunyai diameter

tepat seperti yang dikehendaki sehingga sulit untuk dibuat. Oleh karena itu diberikan

suatu toleransi pembuatan baik bagi diameter GO maupun NOT GO. Tentu toleransi

pembuatan kaliber ini harus lebih kecil dari toleransi lubang atau poros yang akan

diperiksa. Selain daripada itu, posisi relatif dari toleransi pembuatan tersebut

terhadap posisi toleransi yang akan diperiksa ditentukan sedemikian rupa sehingga

benda ukur yang bagus sebanyak mungkin diterima dan sebaliknya benda ukur yang

jelek sesedikit mungkin diterima. Apabila proses produksi berjalan normal maka

produk yang bagus banyak dihasilkan akibatnya kaliber NOT GO jarang masuk dan

sebaliknya kaliber GO sering masuk.

3.6.2 ,Jenis dan Kaliber Batas

Secara garis besar kaliber batas dapat dikiasifikasikan menurut fungsinya, yaitu

1. Kaliber pemeriksa lubang.

2. Kaliber pemeriksa poros.

3. Kaliber pemeriksa konis.

4. Kaliber pemeriksa posisi & kedalaman.

5. Kaliber pemeriksa kombinasi.

6. Kaliber pemeriksa profil dan ulir.

dari kaliber poros dan lubang adalah seperti gambar dibawah ini.

82

a. Bentuk silinder penuh (fufi fomi cylindrical)

Suatu alur kadang kala dibuat diujung.

memisahkan selinder depan yang mempunyai

diameter lebih keci dari pada silinder belakang.

Dimaksudkan untuk mempermudah

pemeriksaan )lubang.

b. bentuk bola

(spherical)

c. bentuk silinder terpotong

(segmental cylindncal)

d. Bentuk bola terpotong

(segmental apherical)

e. Bentuk selinder dengan pengurangan

(segmental cylindrical with reduced faces)

f. bentuk tongkat dengan ujung

bermuka bola

(rod with apherical ends)

gambar 64 (lanjutan) kaliber pemeriksa lubang

Kaliber flog (Ring Gauge)

(diameter kecil)

83

d1 22/112 mm

d2 3-5mn

b 5-22mm

Go sesual dengan prinsip Taylor

NOT GO dak susual dengan prinaip Taylor.

b. Kaliber ring (Ring Gauge)

(diameter besar)

d 125

d2 -100-280mm

d3 — 70-80mm1238-250

b —12-28

c Kailber eJah (Snap Gauge)

Kaiiber Rahang

-GO tidak sesuai dengan prinsip Taylor

-NOT GO sesual dengan prinsip Taylor

d. Kallber c YDflU d8pa1 tlI

Muks ukur dapat diatur posistnya dengen bantijan

blok ukur. Kaliber tnt sangat praktls, karena muka

ukur Go yang aus dapat dlaseh halus kemuadian

dipasangkan kembali

Gambar 65 Kaliber Pemeriksa Poros.

4. ALAT UKUR SUDUT

4.1 PENDAHULUAN

84

Satu derajat (1°) adalah sudut dari 1/360 bagian dari lingkaran sempurna.

Apabila satu derajat ini dibagi dalam 60 bagian yang sama maka terbentuklah bagian

dari derajat yang disebut satu menit (1’). Selanjutnya bila satu menit dibagi lagi

dalam 60 bagian yang sama maka didapat bagian yang dikenal sebagai satu detik

(1”). Dengan demikian praktis tidak diperlukan suatu standar absolut bagi satuan

sudut, karena teoritik setiap orang dapat membuat satuan sudut dengan cara membagi

suatu lingkaran.

Sebagaimana dengan pengukuran linier, maka pengukuran sudut dapat

dilaksanakan dengan dua cara yaitu, cara langsung dan cara tak langsung. Beberapa

jenis alat ukur sudut yang akan dibahas adalah

Alat ukur sudut langsung:

- busur baja,

- busur bilah,

- profil proyektor,

- clinometer.

Alat ukur sudut tak langsung:

- blok ukur,

- pelingkup sudut, -

- alat ukur sinus,

- angle dekkor.

4.2 BUSUR BAJA (STEEL ENGINEER PROTRACTOR)

Busur baja merupakan alat ukur sudut langsung dengan kecermatan sampai

satu derajat. Oleh sebab itu hanya digunakan untuk memperkirakan harga sudut

secara kasar. Alat ini berupa suatu tembereng setengah lingkaran dari pelat baja

dengan pembagian skala dalam satu derajat pada tepi lingkaran. Satu pelat baja yang

berengselkan pada titik pusat lingkaran dapat berputar sehingga bagian yang runcing

berfungsi sebagai garis indeks untuk pembacaan skala yang merupakan harga sudut

antara dasar tembereng dengan salah satu sisi pelat yang panjang. Jika sudut antara

permukaan benda ukur terlalu kecil, sudut terpancung, atau karena dasar dari

tembereng tidak cukup lebar, maka diperlukan bantuan suatu penyiku, gambar 66.

85

Gambar 66 Pemakaian Busur Baja.

4.3 BUSUR BILAH (BEVEL PROTRACTOR)

Untuk pengukuran sudut antara dua permukaan benda ukur dengan

kecermatan lebih kecil dari satu derajat, maka dapat digunakan busur bilah.

Konstruksi dari busur bilah ini hampir sama seperti busur baja.

4.3.1 Bagian dan Busur Bilah dan jenisnya

Bagian-bagian utama dan busur bilah adalah (lihat garnbar 4.4.2)

Badan/Piringan dasar, berupa lingkaran penuh dengan diameter ± 55 mm.

Pada tepi dari permukaan atas terdapat skala dengan pembagian dalam

derajat dan diberi nomor dan 00 - 90° - 00 - 90° (skala kiri dan kanan).

Pelat dasar, bersatu dengan piringan dasar. Panjang, lebar dan tebal dan

pelat dasar, ± 90 x 15 x 7 mm. dengan toleransi kerataan 0,01 mm untuk

sepanjang sisi kerja.

Piringan indeks, Pada piringan ini tercantum garis indeks dari skala

nonius sudut (skala nonius kiri dan skala nonius kanan), biasanya dengan

kecermatan sampai 5 menit.

Bilah utama, dapat diatur kedudukannya dengan kunci yang terletak pada

piringan indeks. dengan toleransi kerataan sebesar 0,02 sampai 0,03 mm

untuk seluruh panjangnya.

86

Gambar 67 Beberapa jenis busur bilah.

Piringan indeks dapat berputar bersama-sama dengan bilah utama dan dapat

dikunci/dimatikan kedudukannya relatif terhadap piringan dasar. Dengan demikian

sudut antara salah satu sisi dari bilah utama dengan sisi kerja dari pelat dasar dapat

dibaca pada skala piringan dasar dengan bantuan garis indeks dan skala nonius.

Busur bilah universal mempunyai bilah bantu yang dipasangkan tegak lurus

terhadap pelat dasar. Kedudukan bilah bantu ini dapat diatur, sehingga

memungkinkan pengukuran sudut antara dua permukaan dengan lebih mudah. Jenis

yang lain dan busur bilah memakai sistem optik untuk pembacaan skala sudutnya,

sehingga dapat dicapai kecermatan pembacaan sampai 2 menit.

4.3.2 Pamakaian Busur Bilah

Harga sudut yang ditunjukkan oleh skala pada busur bilah adalah sudut antara sisi

bilah utama dan sisi kerja dan pelat dasar, jadi bukan sudut sesungguhnya dari benda

ukur. Oleh sebab itu pemakaian busur bilah harus dilakukan dengan seksama supaya

sudut dari busur bilah betu1-betul sesuai dengan sudut benda ukur. Tiga hal penting

yang harus diperhatikan dalam pemakaian busur bilah adalah sebagai berikut :

Permukaan benda ukur dan permukaan kerja dari busur bilah harus bersih.

Kesalahan pengukuran dapat terjadi akibat adanya debu atau geram dan dapat

merusakkan busur bilah. Aturlah kedudukan dari bilah utama dengan

memakai kunci bilah.

87

Gambar 68 Pengaturan posisi busur bilah.

Bidang dari busur bilah harus berimpit atau sejajar dengan bidang dari sudut

yang diukur (bidang normal). Apabila kondisi ini tidak dipenuhi, maka harga

sudut yang dibaca pada busur bilah mungkin lebih kecil dari sudut benda

ukur, lihat gambar 68.a.

Sisi kerja dari pelat dasar dan salah satu sisi dari bilah utama harus betul-betul

berimpit dengan permukaan benda ukur, tidak boleh terdapat celah. Untuk

mempermudah pengukuran dari benda ukur yang besar, maka kunci piringan

indeks dapat dikendorkan dan kemudian geserkan busur bilah (dengan sisi

kerja pelat dasar berimpit dengan permukaan benda ukur) menuju permukaan

yang menyudut sampai bilah utama terputar dan berimpit dengan permukaan

tersebut, lihat gambar 68.b. Bacalah harga sudut pada kedudukan ini, atau

kunci indeks terlebih dahulu baru dibaca harga sudutnya dengan cara

memiringkan busur bilah untuk rnempermudah pembacaan skala noniusnya

(atau untuk “mengintip” okuler dan busur bilah optik).

Pengukuran dan pembacaan harga sudut sebaiknya diulang untuk beberapa kali.

Sudut antara dua permukaan benda ukur dapat secara langsung diukur dengan

melingkupi sudut tersebut dengan bilah utama dan pelat dasar atau dengan

meletakkan benda ukur pada meja rata. Untuk sudut yang kecil atau yang besar maka

pembacaan harga sudut pada skala adalah. secara langsung ataupun dengan

mengurangkannya terhadap 1800 (sudut pelurusnya). Sedang untuk sudut benda

kerja yang hampir sama dengan 450 (misalnya 440 atau 46°) maka mungkin timbul

88

keraguan. Untuk itu harus diperhatikan arah pemutaran bilah utama apabila posisi

semula adalah 90°, lihat gamban 69.

Bagi yang pertama kali memakai busur bilah nonius, mungkin timbul keraguan

dalam menentukan pemakaian skala nonius kanan atau nonius kiri. Keraguan ini

dapat dihindari dengan cara melihat arah kenaikan angka pada skala utama. Apabila

garis nol nonius terletak di daerah angka skala utama yang membesar ke kanan, maka

skala nonius kanan yang dipakai atau sebaliknya.

Posisi utama terhadap pelat dasar

adalah tegak lurus. Garis indeks (garis

not nonius) menunjuk 900

Diputar kebalikan jarum jam

- digunakan skata nonius kanan

- sudut yang terbaca adalah dart bilah

utama kepetat dasar kebalikan jarum

jam

- sudut peturus adalah dart pelat dasar

kebitah utarna, kebalikan jarum jam.

Diputar searah jarum jam

- digunakan skata nonius kin

- sudut yang terbaca adaIah dart bilah

utama kepelat dasar, searah Jarum jam

- sudut pelurus adaIah dart petat dasar

kebitah utama, searah jarum Jam.

Gambar 69 Pemakaian busur bilah nionius.

Sudut benda ukur yang kecil terkadang tak mungkin dilingkupi oleh busur

bilah (karena bilah utama dan pelat dasar kurang panjang), dalam hal ini sudut benda

ukur mungkin masih bisa diukur dengan meletakkannya pada meja rata, atau dengan

memakai bilah bantu. Pemasangan bilah bantu tersebut dapat dilaksanakan dengan

89

dua cara, tergantung pada jenis busur bilah, lihat gambar 70. Untuk busur bilah

universal maka harga sudut dapat langsung dibaca, sedangkan bagi busur bilah

dengan kedudukan bilah bantu tegak lurus pelat dasar maka harga sudut merupakan

penyiku dan sudut yang terbaca.

Gambar 70 Pemakaian bilah bantu untuk mengukur sudut yang kecil.

4.4 PROFIL PROYEKTOR

Sudut antara dua permukaan obyek ukur dapat diukur melalui bayangan yang

terbentuk pada kaca buram dari profil proyektor, lihat gambar 71. Setelah bayangan

difokuskan (diperjelas garis tepinya) dengan cara mengatur letak benda ukur di depan

lensa kondensor dari profil proyektor, maka sudut dari kedua tepi bayangan yang

akan ditentukan besarnya dapat diukur dengan salah satu dari dua cara berikut

Cara pertama, dengan memakai garis silang dari skala piringan. Salah satu

garis silang pada kaca buram dibuat berimpit dengan salah satu tepi

bayangan, yaitu dengan cara menggerakkan meja (pada mana benda ukur

diletakkan) dan memutar piringan kaca buram. Untuk kedudukan ini

kemiringan garis silang dibaca pada skala piringan dengan bantuan skala

nonius. Kemudian meja digerakkan dan piringan kaca buram diputar sampai

garis silang yang bersangkutan berimpit dengan tepi bayangan yang lain.

Pembacaan skala piringan dilakukan lagi. Dengan demikian sudut yang dicari

adalah merupakan selisih dari pembacaan yang pertama dan yang kedua.

Cara kedua, dengan memakai gambar dan beberapa sudut.

Suatu gambar transparan berupa kumpulan dari beberapa sudut dengan harga

tertentu dapat dipasang pada kaca buram. Besar sudut dari kedua tepi

90

bayangan dapat ditentukan dengan membandingkan dengan gambar sudut

tersebut sampai ditemukan sudut yang cocok.

Gambar 71 Berbagai pengukuran dengan memakai profli proyektor.

91

gambar 72 clinometer

4.5 CLINOMETER

Clinometer adalah alat ukur kemiringan bidang dengan menggunakan prinsip

gabungan dari pendatar (spirit level) dan skala sudut dari busur bilah. Setelah

clinometer diletakkan di atas permukaan benda ukur, maka skala piringan diputar

sampai posisi tabung dengan gelembung kurang lebih datar. Kemudian pemutaran ini

dilakukan dengan harus sampai gelembung tepat ditengah diantara dua skala utama.

Selanjutnya harga sudut dapat dibaca pada skala sudut sampai kecermatan menit atau

detik bergantung pada konstruksi clinometer yang digunakan (pembacaan langsung

melalui garis indeks atau melalui sistem optik). Dengan demikin sesungguhnya

clinometer ini mengukur kemiringan bidang dari benda ukur relatif terhada bidang

horisontal (bidang datar air). Pengukuran sudut relatif antara dua bidang dapat

dilakukan dengan cara menempatkan clinometer pada kedua bidang tersebut,

kemudian harga sudut yang dimaksud adalah merupakan selisih dua pembacaan.

4.6 BLOK SUDUT (ANGLE GAUGE)

Jika pada pengukuran linear dikenal standar panjang yaitu blok ukur, maka

dalam pengukur sudut juga dikenal suatu alat ukur standar sudut yang disebut blok

sudut. Dimensi dari setiap blok sudut kurang lebih mempunyai panjang dan lebar

sebesar 76 x 16 mm. Dibuat dari baja yang dikeraskan dan mempunyai kestabilan

dimensi yang baik. kedua muka ukurnya digosok halus sehingga rata dan mempunyai

sifat mampu lekat sebagaimana halnya dengan blok ukur

92

Suatu set blok sudut biasanya terdiri dari tiga belas buah dengan berbagai

ukuran sudut. Beberapa blok sudut dapat disusun sehingga didapat dua permukaan

yang mempunyai sudut tertentu sesuai dengan yang dikehendaki. Harga beberapa

sudut sebagai mana yang diusulkan oleh Tomlinson9 adalah :

Satuan derjat : 10, 30, 90, 27° dan 41° = 5 blok

Satuan menit : 1’, 3’, 9’, dan 27’ = 4 blok

Satuan detik : 3”, 6’, 18’, dan 30” = 4 blok

(O.05’,O.I’, 0.3’danO.S’)

jumlah 13 blok

Dari ketiga betas blok sudut tersebut, hampir semua sudut yang dikehendaki

dapat dibuat, hal ini disebabkan karena harga yang diinginkan dapat dicapai dengan

cara penjumlahan dan pengurangan, lihat gambar 4.4.8.

Apabila ketiga belas blok tersebut disusun berurutan naik (penjumlahan)

maka akan diperoleh sudut sebesar 810 40’59” Sudut yang Iebih besar dari harga

tersebut dapat dicapai dengan bantuan blok segi empat (square block). Cara

menentukan susunan blok sudut untuk membuat sudut yang tertentu adalah :

- Misalkan harga sudut yang akan dibuat ada!ah 57°34’9”.

- Pertama-tama perhatikan harga detiknya. Untuk harga 9” dapat dicapai

dengan menyusun blok sudut dan

- Selanjutnya perhatikan harga menitnya, apabila harga menit lebih besar

dan 40’, maka harga tersebut harus dicari dari pengurangan terhadap 10

(misalnya 47’ = 60’ -13 ‘= +60’-l ‘-9’) dan harga 1° ini harus

ditambahkan pada angka derajatnya. Untuk contoh ini maka 34’ dapat

dicapai dengan menyusun : +1’-3’+9’+27’.

- Terakhir, perhatikan harga derajatnya, tentukan lebih dahulu apakah harus

ditambahkan 10 akibat dan penyusunan angka menitnya, selanjutnya dapat

dicari susunan yang cocok. Dalam contoh mi 57° dapat disusun dan

+10 30 - 9° + 27° + 410

9

93

Pada setiap blok sudut, selain dicantumkan harga nominal sudutnya, dituliskan

pula dua buah tanda + dan - pada kedua sisinya atau tanda sudut (<) pada salah satu

sisinya, guna mempermudah penyusunan (penambahan atau pengurangan).

Gambar 74 Pemakaian blok sudut.

Blok sudut harus dirawat dengan baik, sebagaimana memperlakukan blok

ukur. Perhatikan cara pembersihan muka ukur, cara penyusunan blok sudut dan cara

penyimpanan blok sudut dalam kotak penyimpanannya. Blok sudut adalah

merupakan alat ukur standar, oleh sebab itu hanya digunakan dalam proses

pengukuran perbandingan.

Benda ukur diletakkan di atas meja rata. Sudut antara salah satu permukaan

benda ukur terhadap meja rata (bidang dasar) dapat ditentukan dengan cara

menyusun blok sudut dan kemudian diletakkan disamping benda ukur (lihat gambar

74.a). Harga sudut benda ukur terlebih dahulu diperkirakan dengan rnemakai busur

bilah (sampai kecermatan 5’). Tinggi permukaan benda ukur dengan muka ukur yang

teratas dan blok sudut diatur supaya berimpit dengan cara menggeserkan susunan

blok sudut atau dengan bantuan blok ukur untuk mempertinggi salah satu permukaan

yang dibandingkan. Kemudian kesejajaran antara permukaan benda ukur dengan

muka ukur dan blok sudut teratas diperiksa dengan memakai pisau lurus (straight

edge). Pisau digeserkan sepanjang permukaan yang diukur sambil diperhatikan garis

kontak antara mata pisau lurus dengan permukaan yang diukur. Selama penggeseran

ini tidak boleh terlihat adanya celah (latar belakang hams terang, untuk itu dapat

digunakan “kotak cahaya”). Apabila masih terlihat adanya celah, maka susunan blok

sudut haruss diubah dan pemeriksaan kesejajaran harus diulangi lagi sampai tidak

terjadi celah.

94

Untuk pemeriksaan sudut yang besar, maka digunakan blok persegi (square block)

serta dibantu dengan beberapa blok ukur seperti yang diperlihatkan pada gambar

74.b. Sebagaimana dengan pemakaian pisau lurus di atas, maka pada setiap

permukaan yang berimpit dari susunan blok sudut, blok persegi dan benda ukur harus

tidak terdapat celah.

Pengukuran perbandingan dengan cara memperhatikan celah seperti ini

tidaklah selalu memberikan hasil yang teliti, karena sampai seberapa jauh kesalahan

antara sudut benda ukur dengan sudut dan susunan blok sudut tidak diketahui dengan

pasti. Untuk pengukuran sudut dengan lebih cermat, maka blok sudut dapat

digunakan bersama-sama dengan Angle Dekkor.

Gambar 75 pelingkup sudut dan pemakainya

4.7 PELINGKUP SIJDUT (ANGLE TRANSFER)

Apabila sudut dari benda ukur terlalu sulit untuk diukur secara langsung dengan

membandingkannya dengan blok sudut, maka dapat dipakai Pelingkup Sudut. Alat

ini tidak mempunyai skala dan terdiri dan dua atau tiga bilah pelingkup yang

disatukan dengan memakai poros pengunci, lihat gambar 75. Posisi antara bilah yang

satu dengan bilah yang lain dapat diatur dan dikunci, sehingga sudut antara dua

permukaan benda ukur dapat “diambil” oleh pelingkup sudut. Kemudian besar dari

95

sudut antara dua bilah pelingkup ini dapat diketahui dengan cara membandingkannya

dengan susunan blok sudut atau diukur bayangan sudutnya dengan memakai profil

proyektor.

4.8 ALAT UKIIR SINUS

Suatu sudut dapat diketahui besarnya apabila diketahui harga sinusnya, sebagaimana

rumus sinus dalam ilmu ukur sudut, yaitu

Dengan demikian masalah pengukuran sudut menjadi masalah pengukuran linier,

yaitu mengukur tinggi h dan hipotenusa (sisi terpanjang) 1. Pengukuran dilaksanakan

dengan meletakkan benda ukur pada meja rata, dan sudut antara salah satu

permukaannya dengan permukaan referensi (permukaan meja rata) ditentukan

dengan cara mencari harga sinusnya. Supaya tinggi h dapat ditentukan maka pada

permukaan yang miring tersebut diletakkan dua buah rol dengan diameter yang sama

pada jarak tertentu, lihat gambar 76a.

Gambar 76 Mengukur sudut dengan menentukan harga sinusnya.

Kemudian dengan mistar ingsut ketinggian selisih tinggi kedua rol diukur.

Untuk mempermudah pengukuran maka kedua rol tersebut di pasangkan pada batang

baja dengan jarak senter yang tetap, misalnya 100 mm atau 200 mm guna

96

menyederhanakan perhitungan sinusnya, lihat gambar 76b. Misalkan setelah diukur

dengan mistar ingsut ketinggian, selisih tinggi tersebut adalah:

h = 35.02 mm

Sedangkan jarak antara senter dan dua ro! tersebut adalah

1=100mm

maka sin = h/l 0.3502

Dengan menggunakan daftar sinus (biasanya tercantum juga di dalam buku daftar

logaritma) dicari harga sudut yang mempunyai harga sinus yang sama atau

mendekati harga sinus yang dihitung di atas. Ternyata sudut yang dicari adalah

terletak di antaraharga 20°29’ dan 20°30’, yaitu:

sin 20°29’ = 0.34993 dan

sin 20°30’ = 0.3502 1.

Karena 0.3502 lebih dekat dengan 0.35021, maka dianggap sudut yang dicari

adalah berharga 20°30’. Dalam hal ini tidak diperbolehkan untuk menginterpolasi

supaya mendapatkan harga sudut yang lebih cermat (sampai dengan harga detiknya),

karena selisih tinggi dari dua rol (h) ditentukan dengan mistar ingsut ketinggian yang

hanya mempunyai kecermatan sampai 0,02 mm10.

Gambar 77 Batang sinus dan pemakaiannya.

10

97

4.9 BATANG SINUS (SINE BAR)

Batang sinus berupa suatu batang baja dengan dua buah rol yang dilekatkan

pada kedua ujungnya pada sisi bawah, lihat gambar 77a. Batang dari rol tersebut

dikeraskan dan diasah halus pada permukaannya yang penting. Kedua silinder/rol

mempunyai kesamaan diameter dan kesilindrisan dengan toleransi yang cukup

sempit (0,003 mm). Mereka dipasangkan pada batang dengan jarak antara senter

yang tertentu (100, 200, 250 atau 300 mm), dengan toleransi posisi dan kesejajaran

yang tinggi (0,005 mm).

Kesejajaran kedua rol tersebut terhadap batang permukaan sebelah atas atau

kesamaan jarak dari sumbu ke sumbu terhadap permukaan batang sebelah atas,

dibuat dengan toleransi sempit (0,003 mm). Toleransi kerataan dari permukaan

batang sebelah atas adalah sekitar 0,003 mm. Tidak semua batang sinus dibuat

dengan toleransi sebagaimana yang disebutkan di atas, ada pula yang dibuat dengan

kualitas yang lebih rendah. Toleransi yang sempit tersebut dimaksudkan untuk

menjamin ketelitian dari harga sudut yang akan diukur.

Dalam pemakaiannya, batang sinus diletakkan pada meja rata. kemudian

benda ukur diletakan dipermukaan atas dan menempel pada sisi penahan. Ujung dan

batang sinus pada sisi yang tidak berpenahan diangkat dan suatu susunan blok ukur

dengan tinggi yang tertentu diletakkan di bawah silinder dari batang sinus

sedemikian rupa sehingga permukaan yang lain dari benda ukur menjadi sejajar

dengan permukaan meja rata (permukaan referensi). Kesejajaran tersebut diperiksa

dengan memakai jam ukur atau pupitas yang dipelihatkan pada gambar 77b.

Gambar 78 Pemeriksaan kesejajaran permukaan benda ukur terhadap meja rata

98

Sebelum pengukuran dimu1ai, tinggi h terlebih dahulu diperkirakan yaitu

dengan mengukur sudut a dan benda kerja dengan memakai busur bilah Setelah

dihitung harga sinusnya, maka dicari kombinasi blok ukur supaya mempunyai tinggi

susunan sebesar h. Setelah susunan blok ukur tersebut diletakan di bawah silinder

batang sinus, maka pemeriksaan kesejajaran pemukaan atas dari benda ukur dengan

meja rata dilakukan dengan memakai jam ukur. Apabila tinggi h tersebut ternyata

memang tepat, maka selama digeserkan sepanjang 1’ jarum jam ukur tetap diam

(tetap menunjuk nol). Seandainya tidak, maka akan timbul penyimpangan dari jam

ukur sebesar d (positif atau negatif). Dalam hal ini tinggi dari susunan blok ukur

harus diubah sebesar y, (positif atau negatif), sebagaimana rumus yang tercantum

pada gambar 78.

Contoh pengukuran sudut benda ukur dengan memakai batang sinus.

Misalkan sudut benda ukur telah diukur dengan busur bilah (kecermatan

hanya sampai 5 menit) mempunyai harga sebesar

= 20025f

Sudut ini hendak diukur dengan memakai batang sinus, supaya diperoleh

kecermatan pengukuran sudut sampai dengan harga detik. Dan tabel, didapat harga

sinusnya sebesar

sin = sin 200 25’ = 0.34884

Apabila jarak antara senter dan kedua rol adalah sebesar 1 = 100 mm, maka

tinggi susunan blok ukur ialah

h = I sin = 34.884 mm

Dalam hal ini dapat disiapkan blok ukur dari beberapa ukuran, yaitu

25; 6; 1.40; 1.48, dan 1.004mm

Jika untuk jarak 50 mm pada permukaan benda ukur yang menghadap keatas

ternyata jam ukur menujukkan selisih ketinggian sebesar 0.0 12 mm, maka tinggi h

semula harus dikoreksi sebesar (misalkan penambahari)11

11 (misalkan dari nol tetap turun kearah rol semula.

99

Dengan demikian tinggi susunan blok ukur yang baru adalah

h = 34.884 +0.024 = 34.908

Jika ternyata setelah dikoreksi (tinggi h tersebut) permukaan benda ukur menjadi

sejajar dengan meja rata, maka harga sinus dan sudut yang dicani adalah:

Interpolasi dapat dilakukan untuk mencani harga detiknya, sebagai berikut:

sinus sudut yang dicari = 0.34908 sinus sudut 20°26’ = 0.34912

sinus sudut 20°25’ = 0.34884 sinus sudut 20°25’ = 0.34884

selisih = 0.00024 selisih = 0.00028

Harga detik yang harus ditambahkan pada sudut 20°25’ adalah

=

maka sudut yang dicari adalah = 20°25’Sl “.

Batasan ketelitian dan pemakaian batang sinus.

Semakin besar sudut yang diukur, maka kecermatan penentuan harga sinus

akan semakin turun. Hal ini disebabkan karena sinus adalah merupakan hasil bagi

antara sisi tegak dengan hipotenusa, sedangkan harga hipotenusa (jarak antara kedua

pusat rol) dan batang sinus adalah tetap. Dari gambar 79 terlihat perbedaan harga

sinus untuk kenaikkan sebesar 200, yaitu dan 200 menjadi 40°, dan 40° menjadi 60°

dan dari60° menjadi 600 menjadi 80°. Perbedaan tersebut akan lebih jelas terlihat

untuk perbedaan sudut yang kecil disekitar 00 dengan perbedaan sudut yang kecil

disekitar 90°, misalnya:

Sin 20 = 0.03490 sin 890 = 0.99985

Sin 10 = 0.01745 sin 88 = 0.99939

0.01745 0.00046

sin 400 = 0.642

100

sin 200 = 0.342

0.300

sin 600 = 0.866

sin 400 = 0.642

0.224

sin800 = 0.984

sin600 = 0.866

0.118

Gambar 79 perubahan harga sinus pada daerah dekat o0 dan daerah dekat 900

Seandainya interpolasi hendak dilakukan untuk mencapai harga kelebihan menit dan

sudut sebesar 1° didapatkan dengan membagi 0.01745 dengan 60°, sedangkan pada

sudut 88° didapatkan dengan membagi 0.00046 dengan 60°. Dengan demikian

kecermatan pengukuran linier dan tinggi h atau kecermatan penentuan kesejajaran

permukaan benda ukur dengan menjadi rata menjadi berkurang apabila sudut yang

diukur adalah besar.

Gambar 80 Pengukuran sudut besar sedapat

Untuk menjaga ketelitian dan hasil pengukuran sudut dengan menggunakan batang

sinus, maka harga sudut dibatasi hanya sampai 60°12. Oleh sebab itu untuk harga

sudut yang lebih besar dan 60°, maka pengukuran sedapat mungkin dilakukan bagi

sudut penyikunya, lihat gambar 80.

12 Untuk keadaan yang memerlukan kecermatan yang kbih tinggi. maka batasan besar sudut yang boich diukur

hanya sampai dengan 45°.

101

Gambar 81 Pengukuran sudut keci dengan memakai batang sinus.

Pengukuran sudut yang kecil

Pengukuran sudut yang kecil (lebih kecil dan 10) dapat pula dilakukan dengan

memakai batang sinus. Oleh karena tebal dasar dari blok ukur yang dipakai adalah

sebesar 1 mm atau 2 mm, maka kedua rol dari blok sinus yang harus diganjal dengan

susunan blok ukur supaya dapat memperoleh tinggi h yang Iebih kecil dan 1 mm,

lihat gambar 81.

Kecermatan sudut ini bergantung pula pada kondisi benda ukur, dengan kata lain

permukaan benda ukur harus rata dan halus supaya kecermatan harga sudut yang

diperoleh menjadi berarti.

BAB IV

MESIN UKUR KOORDINAT (CMM)

102

Mesin Ukur Koordinat merupakan alat ukur geometri modern hasil

pengembangan teknologi pengukuran untuk mengimbangi dampak kemajuan

teknologi proses produksi. Alat ini memanfaatkan komputer untuk mengontrol

gerakan sensor, relatif terhadap benda yang diukur (benda ukur) serta menganalisis

data pengukuran.

Seperti namanya, pengukuran yang dilakukan Mesin Ukur Koordinat adalah

berdasarkan koordinat titik-titik di dalam ruang. Pertama alat ini harus mampu

menentukan posisi (koordinat) titik-titik tertentu daribagian benda ukur. Kedua, dari

data posisi (koordinat) titik-titik tersebut alat ini harus mampu mengolahnya menjadi

suatu informasi yang dibutuhkan.

Pada dasarnya Mesin Ukur Koordinat (MUK) memiliki tiga sumbu yang saling tegak

lurus yang masing-niasing dilengkapi dengan suatu Sistem Ukur Panjang (Length

Measuring System) sehingga membentuk suatu sistem koordinat kartesian. Dengan

bantuan probe yang terletak pada ujung lengan ukur dan dapat bergerak dalam ketiga

arah sumbu sistem koordinat MUK tersebut, maka harga koordinat setiap titik dalam

ruang ukur MUK dapat ditentukan. Selanjutnya dengan bantuan komputer, data-data

harga koordinat titik di dalam ruang ukur diolah menjadi suatu inforrnasi

pengukuran.

Gambar 82 Mesin Ukur Koordinat

1. KLASIFIKASI MESIN UKUR KOORDINAT

103

1.1 KLASIFIKASI RANCANG BANGUN

Secara umum, menurut rancang bangunnya Mesin Ukur Koordinat dibedakan

menjadi empat jenis, yaitu :

- Jenis Jembatan (Bridge Type)

- Jenis Kolom (Column Type)

- Jenis Lengan Horisontal (Horizontal Arm Type)

- Jenis Kantilever (Cantilever Type)

Hal yang mendasari munculnya berbagai jenis rancang bangun MUK adalah

beragamnya tugas pengukuran yang memerlukan MUK sehingga rancang bangun

MUK harus disesuaikan dengan tugas-tugas pengukuran tersebut. Perbedaan antara

rancang bangun satu dengan yang lainnya, secara umum adalah:

- Jangkauan ukur (measuring range)

- Ketelitian (accuracy)

- Mampu capai (accessability).

Masing-masing jenis rancang bangun tersebut memiliki kekurangan dan

kelebihan. Dan keempat jenis rancang bangun tersebut dikembangkan beberapa

rancang bangun dengan berbagai variasi dan kombinasi.

Mesin Ukur Koordinat dengan rancang bangun jenis jembatan seperti yang

ditunjukkan pada gambar 83 memiliki struktur mekanik yang cukup kaku sehingga

memiliki ketelitian ukur yang tinggi dengan jangkauan ukur yang cukup besar.

Kerugian struktur ini terletak pada tingkat mampu capai yang relatif rendah karena

kolom-kolom jembatan menyulitkan peletakan benda ukur dalam ruang ukur. MUK

dengan rancang bangun ini memiliki ukuran yang sangat bervariasi dari yang

berukuran kecil sampai dengan yang berukuran besar (Gantry Type).

104

Gambar 83 MUK jenis Jembatan Gambar 84 MUK jenis Kolom

Gambar 85 MUK jenis Lengan Horisontal Gambar 86 MUK jenis kantilever

Mesin Ukur Koordinat dengan rancang bangun jenis kolom seperti yang

ditunjukkan pada gambar 84 pada umumnya memiliki jangkauan ukur yang relatif

lebih kecil. Susunan strukturnya memberikan penyimpangan terhadap prinsip ABBE

yang paling kecil sehingga memiliki ketelitian ukur yang tinggi dan memiliki mampu

capai (accessability) yang tinggi pula sehingga benda ukur dengan mudah dapat

ditempatkan dalam ruang ukur MUK.

Mesin Ukur Koordinat dengan rancang bangun jenis lengan horisontal seperti

yang ditunjukkan pada gambar 85 memiliki mampu capai yang tinggi, tetapi

ketelitian ukur yang relatif rendah karena lengan sorong MUK ini hanya didukung

pada satu ujung, panjang sorong dan berat peraba yang berbeda akan menghasilkan

defleksi dari kolom dan lengan sorong.

Mesin Ukur Koordinat dengan rancang bangun jenis kantilever seperti yang

ditunjukkan pada gambar 86 memiliki ketelitian ukur dan tingkat mampu capai yang

tinggi.

105

1.2 KLASIFIKASI PENGGERAK MUK

Menurut sistem kontrol geraknya, Mesin Ukur Koordinat dibedakan menjadi

tiga kelompok, yaitu:

- Manual

- Penggerak motor dengan Joystick

- Penggerak motor dengan CNC

Pada Mesin Ukur Koordinat dengan penggerak manual operator harus

menggerakkan probe ke titik pengukuran secara manual. Sehingga ketergantungan

operator dalam menyentuhkan probe pada benda ukur masih mempengaruhi hasil

pengukuran. Pada umumnya MUK dengan ketelitian rendah yang menggunakan

penggerak manual.

Pada Mesin Ukur Koordinat penggerak motor dengan joystick komponen-

komponen gerak digerakkan secara motorik sepanjang sumbu-sumbu MUK dengan

bantuan joystick untuk mengarahkan gerakan probe pada titik yang dituju.

Pada Mesin Ukur Koordinat penggerak motor CNC, komponen-komponen gerak

digerakkan secara motorik sepanjang sumbu-sumbu MUK dan dikontrol secara

numerik oleh komputer. Karena pergerakan probe dapat diprogram maka proses

pengukuran dapat dilakukan dengan cepat serta faktor ketergantungan operator dapat

ditekan sekecil niungkin. Biasanya MUK CNC memiliki ketelitian dan ketepatan

yang tinggi.

2. SISTEM KONFIGURASI MESIN UKUR KOORDINAT

Pada dasarnya Mesin Ukur Koordinat terdiri atas Bagian Utama (Main Unit),

Kontroler (untuk jenis penggerak motor) dan Unit Pengolah Data (komputer).

Secara umum bagian utama dari mesin ukur koordinat terdiri atas struktur mekanik,

tempat peletakan benda ukur, sistem bantalan, komponen pembimbing, alat

penggerak (untuk penggerak motor), sistem ukur posisi (displacement measuring

system) dan sistem peraba (probe).

106

Gambar 88 Konfigurasi Mesin Ukur Koordinat Manual

Gambar 89 Konfigurasi Mesin Ukur Koordinat Motorik dan CNC

Mesin ukur koordinat yang digerakkan secara manual memiliki sistem

konfigurasi seperti yang ditunjukkan pada gambar 88. Pergerakan (perubahan posisi)

probe saat menentukan posisi titik-titik sentuh pada benda ukur di dalam ruang ukur

mesin akan terbaca oleh Sistem Ukur Posisi (Displacement Measuring System) yang

terdapat di ketiga sumbu mesin. Kemudian ketiga Sistem Ukur Posisi akan mengirim

107

sinyal perubahan posisi tersebut ke Unit Pengolah Data. Oleh Counter sinyal tersebut

diterjemahkan menjadi harga koordinat masing masing sumbu yang tidak lain adalah

harga koordinat posisi probe relatif terhadap sistem koordinat yang digunakan.

Selanjutnya apabila ada sinyal yang diterima komputer dan probe saat menyentuh

benda ukur maka komputer akan menyimpan koordinat posisi probe saat itu untuk

selanjutnya diolah oleh komputer sesuai dengan jenis pengukuran yang dilakukan.

Mesin Ukur koordinat dengan motor penggerak biasanya dilengkapi dengan joystick

untuk mengontrol pergerakan probe. Sinyal yang diberikan joystick melalui kontroler

akan memerintahkan motor pada masing-masing sumbu untuk menggerakkan

komponen-komponen gerak membawa probe pada posisi yang diinginkan. Sementara

pergerakan terjadi, Sistem Ukur Posisi akan mengirirnkan sinyal pergerakan pada

Unit Pengolah Data yang kemudian diterjemahkan oleh Counter menjadi koordinat

posisi probe. Pada saat probe telah mencapai tempat yang diinginkan (titik sentuh)

maka probe akan mengirim sinyal pada komputer untuk menyimpan koordinat posisi

probe saat itu disamping itu probe memberikan sinyal pada kontroler untuk

menghentikan perintah pada motor.

Pada Mesin Ukur Koordinat yang dikontrol secara numerik oleh komputer maka

program komputerlah yang mengatur dan memberikan perintah pada motor melalui

kontroler untuk menggerakkan komponen-komponen gerak membawa probe pada

posisi yang diinginkan. Konfigurasi Mesin Ukur Koordinat penggerak motor

ditunjukkan pada gambar 89

108

Gambar 91 Sistem Koordinat Mesin

3. SISTEM KOORDINAT

Pada dasarnya operasi yang dilakukan oleh Mesin Ukur Koordinat dalam

melakukan pengukuran adalah menentukan posisi titik-titik tertentu dari benda ukur,

kemudian mengolah data koordinat posisi titik-titik tersebut menjadi suatu informasi

yang diperlukan. Dalam hal ini sistem koordinat memegang peranan yang sangat

penting dalam memperoleh hasil pengukuran yang benar dan akurat.

Sistem koordinat yang digunakan adalah sistem koordinat kartesian, dimana terdiri

atas tiga sumbu yang saling tegak lurus, yaitu sumbu X, Y dan Z. Masing-masing

sumbu berpasangan membentuk bidang koordinat X-Y, X-Z dan Y-Z.

Pada saat pengukuran sistem koordinat yang digunakan dapat dibedakan menjadi dua

sistem koordinat yaitu sistem koordinat mesin dan sistem koordinat benda ukur.

Sistem koordinat mesin adalah sistem koordinat yang dimiliki mesin yaitu sistem

koordinat yang aktif saat mesin dinyalakan dan biasanya orientasi sumbu

koordinatnya sejajar (sama) dengan sumbu pergerakan komponen gerak mesin.

Sistem Koordinat Mesin ditunjukkan pada gambar 91. Sistem koordinat yang lainnya

adalah sistem koordinat benda ukur yaitu sistem koordinat yang orientasi sumbu-

sumbu koordinat atau orientasi bidang koordinatnya telah disesuaikan dengan

orientasi benda ukur, seperti yang ditunjukkan gambar 92. Untuk suatu benda ukur

yang kompleks biasanya memerlukan lebih dari satu sistem koordinat benda ukur

dengan orientasi yang berbeda-beda.

109

Gambar 92 sistim koordinat benda ukur

Pengolahan data pengukuran sangat bergantung pada sistem koordinat yang

digunakan, sebagai contoh adalah pengukuran dua lingkaran seperti yang

ditunjukkan pada gambar 93. Dalam hal ini kedua lingkaran harus memiliki bidang

referensi yang sama. Titik-titik yang diukur dari tiap lingkaran akan diproyeksikan

pada bidang referensi masing-masing lingkaran, kemudian kedua elemen tersebut

akan diproyeksikan pada bidang referensi yang disebut bidang referensi umum

(common reference plane).

Untuk mencegah timbulnya kesalahan dalam menentukan koordinat titik-titik dalain

pengukuran maka, sistem koordinat benda ukur lebih tepat untuk digunakan karena

telah disesuaikan dengan orientasi benda ukur. Penyesuaian orientasi sistem

koordinat dengan orientasi benda ukur disebut penyelarasan (alignment).

3.1 I (ALIGNMENT)

Seperti telah disebutkan di atas. penyelarasan (alignment) adalah proses penyesuaian

orientasi sistem koordinat yang akan digunakan dalam pengukuran dengan orientasi

benda ukur. Penyelarasan biasanya dilakukan dengan bantuan komputer dan

prosesnya bergantung pada perangkat lunak yang digunakan. Dalam menentukan

orientasi sumbu koordinat biasanya digunakan bentuk-bentuk elemen yang dimiliki

benda yang akan diukur.

Penyelarasan tiga dimensi dalam arti penyelarasan yang menyesuaikan onientasi

ketiga sumbu koordinat, terdiri atas tiga tahapan, yaitu

- Penentuan titik pangkal dan sistem koordinat baru.

- Penyesuaian onientasi bidang koordinat dan sistem koordinat baru dengan

orientasi bidang benda ukur, yaitu dengan menentukan orientasi salah satu

sumbu koordinat.

110

- Penyesuaian orientasi dua sumbu koordinat lainnya dan sistem koordinat

baru dengan orientasi yang diharapkan.

Gambar 93 Proyeksi Elemen Lingkaran

Contoh suatu proses penyelarasan ditunjukkan pada gambar 94. Pada contoh

tersebut ditentukan titik pangkal berada ditengah-tengah bidang atas benda ukur,

gambar a. Selanjutnya adalah penyesuaian orientasi bidang X’-Y’ dengan orientasi

bidang atas benda ukur dengan menentukan orientasi sumbu Z’ yaitu tegak lurus

bidang atas benda ukur, gambar b. Proses terakhir adalah penyesuaian orientasi

sumbu Y’ dari sumbu Z’ yaitu masing-masing sejajar dengan sisi benda ukur,

gambar C.

4. KETELITIAN MESIN UKUR KOORDINAT

Tingkat ketelitian yang dimiliki Mesin Ukur Koordinat menjadi salah satu

parameter yang menentukan kualitas mesin tersebut. Tingkat ketelitian ini sangat

dipengaruhi oleh kondisi lingkungan seperti suhu. Biasanya untuk suatu mesin ukur

koordinat ditentukan suhu ruang ideal tempat mesin berada atau operasi pengukuran

dilakukan. Bahkan untuk mendapatkan tingkat ketelitian yang tinggi suatu mesin

111

ukur koordinat dilengkapi dengan sensor temperatur yang dihubungkan dengan

komputer, sehingga komputer dapat mengompensasi dampak yang diakibatkan oleh

suhu ruang.

Ketelitian Mesin Ukur Koordinat dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu

- Axial Length Measurement Accuracy, U

- Volumetric Length Measurement Accuracy. U

Gambar 94 Penyelarasan

Kedua tingkat ketelitian tersebut dinyatakan oleh rumus :

U1,U3 = A + B.L < C ( )

A,B dan C = konstanta

L = Panjang pengukuran, mm

Harga-harga konstanta tersebut diperoleh dari pengujian yang mengacu pada JIS B

7440.

Misalkan suatu Mesin Ukur Koordinat memiliki harga U1 = (1.5 + L/400) , maka

bila suatu pengukuran sejajar sumbu ini menghasilkan L = 400, maka harga hasil

pengukuran sesungguhnya adalah antara 399,9975 dan 400,0025.

5. PROBE

Fungsi probe pada Mesin Ukur Koordinat adalah sebagai sensor yang

menentukan posisi titik-titik pengukuran pada henda ukur. Probe terletak pada ujung

112

lengan ukur dan dapat digerakkan dalam ketiga arah sumbu sistem koordinat Mesin

Ukur Koordinat, sehingga setiap posisi titik dalam ruang ukur MUK dapat

ditentukan.

Gambar 95 Touc Trigger Probe

Secara umum probe dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu : Trigger Probe, Hard

Probe dan Optic Probe. Penggunaan jenis-jenis probe tersebut bergantung pada jenis

pengukuran yang dilakukan dan keadaan dari benda yang diukur. Untuk pengukuran

umum biasanya digunakan trigger probe dan untuk digitizing atau scanning biasanya

digunakan hard probe.

Untuk mengukur benda kerja yang mudah terdeformasi biasanya digunakan

video probe untuk menghindari terjadinya ledutan pada benda ukur yang dapat

mempengaruhi hasil pengukuran. Untuk mempercepat pengukuran dan memudahkan

probe menjangkau titik-titik ukur pada benda ukur dan segala arah, pada suatu prose

pengukuran dapat digunakan lebih dan satu probe dengan arah yang berbeda-beda

seperti yang ditunjukkan gambar 95.

5.1 TRIGGER PROBE

Probe jenis ini biasanya digunakan untuk pengukuran titik ke titik, dalam arti

posisi titik-titik pengukuran ditentukan satu persatu. Tugas dari probe ini adalah

memberikan sinyal pada komputer (misalnya pemutusan arus listrik) saat batang

113

probe mengalami defleksi akibat menyentuh benda ukur. Sinyal tersebut

memerintahkan komputer untuk menyimpan posisi probe pada saat itu.

Pada saat batang probe tidak terdefleksi tiga bola yang berhubungan dengan

batang probe akan menghubungkan konduktor yang teraliri arus listrik. Apabila

batang probe terdefleksi maka sedikitnya satu bola penghubung akan terangkat dari

konduktor, sehingga arus listrik yang mengalir pada konduktor akan terputus.

Pemutusan arus listrik ini merupakan sinyal pada komputer untuk menyimpan posisi

probe pada saat itu.

5.2 HARD PROBE

Probe jenis ini biasanya digunakan untuk

melakukan scanning atau digitizing,

dimana komputer harus terus menerus

membaca posisi probe selama ujung probe

menyentuh benda ukur. Dengah kata lain

komputer membaca posisi probe selama

batang probe dalam keadaan terdefleksi,

sehingga besarnya defleksi batang probe

harus diperhitungkan atau dikompensasi

untuk menghidari kesalahan akibat defleksi tersebut.

Pada probe ini terdapat sistem ukur posisi

kecil yang membantu sistem ukur posisi

utama Mesin Ukur Koordinat. Posisi probe Gambar 97 Hard Probe

ditentukan dengan memjumlahkan posisi

yang ditunjukkan sistem ukur posisi utama MUK dengan posisi yang ditunjukkan

sistem ukur posisi kecil yamh dimiliki probe. Sebuah Hard Probe dengan tiga buah

LVDT (Linear Variable Differential Transfomer) sebagai sistem ukur posisi

ditunjukkan pada gambar 97.

Secara sederhana cara kerja dan probe mi ditunjukkan pada gambar 98.

Sebelum batang probe terdefleksi terlihat sistem ukur posisi utama menunjukkan

harga 100 (KM = 100) dan sistim ukur posisi probe menunjukan harga 0 (P0 0)

114

sehingga harga yang dibaca oleh komputer adalah 100 (HP 100). Setelah batang

probe terdefleksi harga yang terbaca pada sistem ukur posisi utama adalah 99.9 (KM

= 99.9) dan harga yang terbaca pada sistem ukur posisi probe adalah +0.1 (P0+0.1)

sehingga harga yang terbaca oleh komputeradalah 100 (HP = 100).

Gambar 98 Mekanisme Kerja Hard Probe

I

5.3 KALIBRASI PROBE

Pada pemkaian umum, ujung probe berbentuk bola dengan berbagai diameter

dan terbuat dan ruby, karena material ini sangat homogenious dan tahan terhadap

gesekan. Pada bentuk bola, titik-titik pada permukaannya memiliki jarak yang sama

terhadap titik pusat bola•(equidistat), sehingga sangat ideal untuk pengukuran semua

benruk elemen benda ukur.Posisi probe yang terbaca oleh komputer adalah

berdasarkan posisi titik pusat bola tersebut.

Semua perhitungan yang dilakukan komputer adalah berdasarkan posisi titik pusat

ujung probe yang berbentuk bola, sedangkan posisi tersebut akan dibaca oleh

komputer saat permukáan bola menyentuh benda ukur, sehingga posisi yang terekam

bukanlah posisi yang diharapkar(lihat gambar 99 dan 100). Karena terdapat jarak

antara permukaan bola dengan titik pusat bola, maka, untuk mendapatkan posisi yang

benar komputer harus mengoreksi perbedaan ersebut dengan memperhitungkan

diameter probe yang digunakan. Untuk itu komputer harus mengetahui diameter

setiap probe yang digunakan, salah satu caranya adalah mengkalibrsi probe yang

digunakan dengan menggunakan bola referensi yang diameternya telah diketaui.

115

Gambar 99 Pengukuran Poros Gambar 100 Pengukuran Lubang

116