11/3/2010

1

Nama : ARY SULISTYO UTOMO, S.ST

ALAMAT : KUDUS

ASAL PT : POLINES (2005)PENS-ITS (2008)

STATUS : SENDIRI

KEAHLIAN : PEMROGRAMAN ( C, VB , Delphi )SCADA SYSTEMDAQ ( DATA ACQUISTION)PLC ( SIEMENS, OMRON, SCHANEIDER, AB)MIKROKONTROLER ( ATMEGA, MCS51)

ARY SULISTYO UTOMO, S.ST

EMAIL: ary.utomo@gmail.com

Facebook: www.facebook.com\aryutomo

Blog: www.aryutomo.co.nr

Alat Ukur dan Pengukuran(2SKS)

Mahasiswa mampu membahas cara kerja berbagaialat ukur listrik yang sederhana untuk sinyal DC danAC serta sinyal analog dan digital, sehingga dapatmenggunakan alat ukur listrik tersebut sebaikmungkin yaitu dengan melakukan kalibrasimungkin yaitu dengan melakukan kalibrasi,pemasangan serta perbaikan kerusakan ringan.

11/3/2010

2

Pengukuran adalah suatu perbandingan antara besarandengan besaran lain yang sejenis secara eksperimentdan salah satu besaran dianggap standar. Alat bantuuntuk pengukuran dinamakan alat ukur atauinstrumen.

Pengukuran besaran listrik seperti arus (ampere), tegangan (volt),daya listrik(watt).

Pengukuran non listrik seperti suhu, kuat cahaya, tekanan,dll

Instrument atau alat ukur

Sebuah alat yang digunakan untukt k il i t b d i tmenentukan nilai atau besaran dari suatu

kuantitas atau variabel.

11/3/2010

3

Sifat Sifat alat ukur

1.Rantai Kalibrasi dan keterlacakan2.Kecermatan (Resolution)3 Kepekaan (Sensitivity)3.Kepekaan (Sensitivity)4.Keterbacaan (Readability)5.Histerisis (Histerysis)6.Kepasifan/Keterlambatan reaksi7.Pergeseran (shifting drift)8.Kestabilan nol (zero stability)8.Kestabilan nol (zero stability)9.Pengembangan/ketidakpastian (floating)

Rantai Kalibrasi dan keterlacakan

Yaitu membandingkan suatu besaran dengan besaran standart

Mata rantai kalibrasi

Tingkat 1 kalibrasi alat ukur dengan memakai acuan alat ukurstandar.

Tingkat 2 kalibrasi alat ukur standar dengan memakai acuan alat ukurstandar.

Tingkat 3 kalibrasi alat ukur standar dengan acuan alat ukur standard ti k t l bih ti i ( t d i l)dengan tingkatan yang lebih tinggi (standar nasional)

Tingkat 4 kalibrasi standar nasional dengan acuan standarinternasional

11/3/2010

4

Kecermatan (Resolution)

Pembacaan alat ukur yang didasarkan skala yang terdapat pada alat ukur.

Attenuator pemilih pada multimeter Nilai digit pada alat ukur digital.

Kepekaan (Sensitivity)

Yaitu kemampuan alat ukur untuk menerima, mengubah danmeneruskan isyarat sensor (dari sensor menuju ke bagianpenunjuk pencatat atau pengolah data pengukuran)penunjuk,pencatat, atau pengolah data pengukuran)

Contoh

Volt meter ( dari pembacaan tegangan menuju ke skala yang untukmengolah dan ke bagian pecatat yang berupa bergeraknya jarum.

Soal

Apakah semua alat ukur mempunyai kepekaan ?

11/3/2010

5

Keterbacaan (readability)

Pengamat dapat membaca nilai dari alat ukur denganlebih mudah dan cepat.

Histerisis (Histerysis)

Adalah perbedaan atau penyimpangan yang timbulsewaktu dilakukan pengukuran secara berkesinambungandari dua arah yang berlawanan. Mulai dari minimun (nol) sampai maksimum.

Cara Supaya histerisis tidak terjadi adalah gesekan antara poros danbantalan harus dihilangkan atau setidak-tidaknya diperkecil.

11/3/2010

6

Kepasifan / Kelambatan Reaksi

Kepasifan yang rendah sangat menguntungkan sebab alat ukur cepatreaksinya.

Contoh

Pada alat ukur jenis mekanik yang disebabkan oleh pengaruhkelembaban misalnya besarnya masa komponen dan pegas tidakelastik sempurna.

Pada alat pneumatik dengan sistem tekanan balik yaitu apabilapipaelastik yang menghubungkan sensor dengan runga pelantaraterlalu panjang. Karena volume udara (yang di ukur terlalu besartekanannya)

Pada alat ukur jenis elektrik atau opto elektrik jika kecepatankomponen yang di ukur jarak getarannya melebihi kecepatanmaksimum sesuai dengan kemampuan/kecepatan penghitungelekroniknya. Sensor tak sampai pada penunjuk digital.

Pergeseran (Shift Drift)

Pergeseran yaitu apabila jarum penunjuk atau pena pencatatbergeser dari posisi yang semestinya. Disebabkan karenaper bahan temperat r di dalam alat k r terseb t angperubahan temperatur di dalam alat ukur tersebut yangmemperngaruhi sifat-sifat komponennya yang kualitasrendah atau mengalami penuaan.

Agar data pengukuran yang diperoleh selama jangka waktutertentu tidak terjadi pergeseran sebaiknya dilakukanpengecekan lang dengan perioda tertentpengecekan ulang dengan perioda tertentu.

11/3/2010

7

Kestabilan Nol (Zero Stability)

Kestabilan mengalami pergeseran yang di sebabkanbergesernya pencatatan yang di sebabkan seperti kasuspergeseran Yait jar m pen nj k tidak berada pada posisipergeseran. Yaitu jarum penunjuk tidak berada pada posisinol.

Untuk sistem pengukuran geometrik penyebab ketidakstabilan nol umumnya karena ketidakkakuan sistempemegang alat ukur atau benda ukur, kelonggaran sistem

(pengencangan atau keausan sistem pemosisi(alat banturekam posisi)

Pengambangan/ketidak pastian (floating)

Pengambangan terjadi apabila jarum penunjukselalu berubah ubah posisinya (bergetar) atauangka terakhir (paling kanan penunjuk digitalangka terakhir (paling kanan penunjuk digital berubah-ubah.

Semakin peka alat ukur kemungkinan terjadinyapengambangan sewaktu proses pengukuran. Oleh karena itu alat ukur yang mempunyaikepekaan yang sangat peka harus digunakankepekaan yang sangat peka harus digunakansecara seksama dan getaran pada sistempengukuran tidak boleh terjadi.

11/3/2010

8

Alat ukur listrik yaitu peralatan yang memungkinkan untukmengamati besaran-besaran listrik.

Hal-hal yang harus diperhatikan agar tidak terjadi kesalahan :

Alat Ukur Tidak boleh membebani yang di ukur (impedansi kecil)

Alat Ukur Mempunyai Ketelitian tinggi dan ketepatan

Alat ukur Mempunyai kepekaan (sensitifitas) yang tinggi

Alat ukur Mempunyai Stabilitas yang tinggi

Alat ukur Mempunyai Kemampuan baca (realibitas) yang baik

Pengelompokan alat ukur :Menurut macam arus : Arus searah (DC) Arus bolak balik (AC)

Menurut instrument sebagai pengukur besaran : Ampere Meter Volt Meter OhmMeter WattMeter Frequensimeter Cos Ø meter

ARY SULISTYO UTOMO, S.ST

Menurut sifat penggunaan : Portable tetap

11/3/2010

9

Kesalahan penyimpangan proses pengukuran

Pengkuran merupakan proses yang mencakup tiga halyaitu benda ukur,alat ukur dan pengukuran/pengamatan.

Setiap alat ukur yang terpenting adalah ketelitian danketepatan. Tetapi tidak ada satupun pengkuran yang memberikan ketelitian yang absolut di karenakan pengaruhlingkungan.

Ketelitian ( Accuracy)

Harga terdekat dengan mana suatu pembacaan instrumenmendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur.

Katagori penyimpangan

Penyimpangan rambang ( acak,random) yaitu jikapenyimpangan tidak melebihi kecermatan sasaran(besarnya toleransi kesalahan)

Penyimpangan sistematik yaitu jika penyipanganmelebihi kecermatan sasaran.

11/3/2010

10

Ketepatan (precision)

Suatu ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasilpengukuran yang serupa.

Kemungkinan yang bisa terjadi mengenai hasil pengukuran Proses pengkuran yang tak tepat dan tak teliti. Proses pengukuran yang tak tepat tetapi teliti. Proses pengukuran yang tepat tetapi tak teliti. Proses pengukuran yang tepat dan teliti.

Angka angka yang berarti

Suatu indikasi bagi ketepatan yang diperoleh dari banyaknyaangka angkat yang berarti (significant figures)

Contoh

78 Ώ berarti tahanan tersebut lebih mendekati 78 daripada 77Ώ atau 79Ώ

Contoh soalSuatu retetan pengkuran pada tegangan diperoleh 117 02Suatu retetan pengkuran pada tegangan diperoleh 117,02 volt, 117,11 V, 117,08 V dan 117,03 V.a) Tentukan tegangan rata-ratab) Rangkuman kesalahan

11/3/2010

11

Jawab

A. Erata-rata = E1 + E2 + E3 + E4N

= 117.02 + 117.11 + 117.08 + 117. 034

11 06 V= 117.06 V

B. Rangkuman = Emaksimum – Erata-rata

= 117.11 – 117.06= 0.05 V

Tetapi juga = Erata-rata – Eminimum

= 117.06 – 117.02= 0.04 V

Maka rangkuman kesalahan rata rata menjadi :Maka rangkuman kesalahan rata-rata menjadi :

= 0.05 + 0.042

= 0.045 V

Pertanyaan

Dilakukan pengukuran arus oleh 5 pengamat yang hasil

dari pengamatan adalah sebagai berikut 5.03 A , 5.12 A ,

5.20 A , 5.22 A , 5.07 A.

a) Tentukan arus rata-rata

b) Rangkuman keselahan

11/3/2010

12

Jenis jenis kesalahan

Kesalahan umum (gross-error) : kesalahan yang disebabkanoleh manusia yaitu kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yangpenyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai dan kesalahan penapsiran.

Kesalahan sistemtik (systematic errors) : disebabkan olehkekurangan-kekurangan pada instrument sendiri sepertikerusakan adanya bagian-bagian yang aus dan pengaruhlingkungan terhadap peralatan atau pemakai.

Kesalahan yang tak disengaja (random errors) : diakibatkanoleh penyebab-penyebab yang tidak dapat langsungdiketahui sebab perubahan parameter atau sistempengukuran terjadi secara acak.

Contoh soal

Sebuah volt meter dengan kepekaan (sensitifyti 1000Ώ/volt membaca 100 V pada skala 150 V. bila di hubungkan di antara ujung-ujung sebuahtahanan yang besarnya tidak di ketahui. Tahanan ini di hubungkan secaraseri dengan sebuah miiamperemeter. Bila miliampere meter membaca 5 mA. Tentukan (a) tahanan yang terbaca (b) nilai tahanan aktual daritahanan yang di ukur (c) kesalahan karena efek pembacaan voltmeter.

Jawab

(a) Tahanan totalRt = Vt = 100 V = 20KΏ

It 5 mA

(b) Tahanan Volt meterRt= 1000 Ώ x 150v = 150 kΏ

V karena volt meter paralel dengan tahanan yang di ketahui makadidapatkanRx = Rt x Rv = 20 x 150 = 23,05 KΏ

Rv – Rt 130

11/3/2010

13

(c) Presentasi kesalahan

% Kesalahan = Aktual-terbaca x 100%aktual23 05 20 100%= 23.05 – 20 x 100%23.05

= 13.23 %

Pertanyaan

Jika milliampermeter menunjukkan 800mA dan volt meter menunjukkan 40 v skalaj150V. Tentukan (a) tahanan yang terbaca(b) nilai tahanan aktual dari tahanan yang diukur (c) kesalahan karena efek pembacaanvoltmeter ?

11/3/2010

14

Kesalahan Sistematis

Jenis – jenis kesalahan sistematis

Kesalahan lingkungan yaitu kesalahan yang

disebabkan oleh keadaan-keadaan luar yang

mempengaruhi pengkuran

Kesalahan instrumen yaitu kekurangan-kekurangan

dari instrumen itu sendiri.

Cara menghindari kesalahan instrument :

Pemilihan instrumen yang tepat untuk pemakaian tertentu

Menggunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui banyakknya

kesalahan instrumen.

Mengalibrasi instrumen tersebut terhadap sebuah instrumen standar

Cara menghindari kesalahan lingkungan :

Pengkondisian udara Pengkondisian udara

Penyegelan komponen tertentu serapat mungkin

Pemakaian pelindung magnetik

11/3/2010

15

Tugas1. Apa perbedaan atara ketelitian dan ketepatan2. Sebutkan empat sumber kesalahan yang mungkin dalam instrument-

instrument3 Sebutkan 3 kelompok kesalahan yang umum3. Sebutkan 3 kelompok kesalahan yang umum4. Artikan

a. kesalahan instrumentb. kesalahan lingkunganc. kesalahan kalibrasi

5. Empat buah resistor dihubungkan secara seri. Nilai tahanan-tahanan tersebutadalah 28.4Ώ , 4.25 Ώ, 56.605 Ώ , 0.75 Ώ dengan keragu- raguan satu satuandalam angkat terakhir masing-masing bilangan. Tentukan tahanan total. g g g gBerikan hanya angka-angka yang berarti di jawaban ?

6. Penurunan tegangan sebesar 112.5 V diukur pada sebuah tahanan yang dialiri arus listrik sebesar 1.62 A. tentukan disipasi daya tahanan tersebut. Berikan hanya angka-angka yang berarti di dalam jawaban ?

S ki dSekian danTerimakasih

ARY SULISTYO UTOMO, S.ST