teknik pengukuran

5/24/2018 Teknik Pengukuran

1/138

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Besaran Standard

Mengukur adalah membandingkan parameter pada b!ek !ang

diukur terhadap besaran !ang telah distandardkan" sedangkan

pengukuran merupakan suatu usaha untuk mendapatkan in#rmasi

deskripti#$kuantitati# dari %ariabel$%ariabel #isika dan kimia suatu &at

atau benda !ang diukur. Besaran !ang dipakai sebagai a'uan dalam

prses pengukuran harus memenuhi pers!aratan antara lain adalah

sebagai berikut (

) Dapat dide#iniskan se'ara #isik

) *elas dan tidak berubah dalam kurun +aktu tertentu

) Dapat digunakan sebagai pembanding dimana sa,a di dunia ini.

Adapun besaran dan satuan !ang telah ditetapkan dan diakui

Internatinal dapat dilihat pada table berikut ini.

1


2/138

-ambahan ( $ Sudut bidang radian rad

$ Sudut uang steradian

sr

1

-abel 1./ Besaran -urunan SI.units

N0 BESAAN -UUNAN SA-UANSIMB2L

1 Luas m /

/ 3lume Isi m 4

4 5e'epatan ms 6 5e'epatan Sudut rads 7 Per'epatan ms /

8 Per'epatan Sudut rads /

9 :ra%itasi Bumi ms /

; 5erapatan Massa *enis 5gm 4

< =rek+ensi Hert& H& > s $

1

10 :a!a dan Berat Ne+tn N >

kgms/

11 -ekanan dan -egangan Nm/

1/ Usaha dan Energi *ule * > Nm 14 Da!a atau -enaga ?att ?att

> *s

16 3isksitas 5inematik m /s17 3isksitas Dinamik Nsm /

18 Muatan Listrik @ulmb @ > A.s 19 3ltasePerbedaan Ptensial 3lt 1; 5uat Medan Listrik 3m 1< -ahanan Listrik 2hm >

3A/0 5apasitansi Listrik =arad = >

A.s3

2


3/138

/1 =luks Magnit ?eber ?b >

3.s// Induktansi Henr! H >

3.sA/4 5erapatan =luks Magnit -esla - >

?bm/

/6 5uat Medan Magnit Am /7 =luks @aha!a Lumen lm >

'd.sr/8 Luminasi @dm /

/9 Illuminasi Lu l >

lmm/

... ...

Dalam praktekn!a sering ditemukan besaran !ang mempun!ai nilai

sangat besar seperti ,arak antara planet" Bilangan A%gadr ataupun

nilai !ang sangat ke'il !ang tak dapat diabaikan seperti ,arak antara

atm" diameter atm dan sebagain!a. Untuk men!atakan nilai$nilai

tersebut maka dibuat suatu bilangan pengali dengan nama dan istilah

seperti tabel berikut ini.

-abel 1.4 Nama dan Simbl Bilangan Pengali

3


4/138

N2 A?ALAN PEN:ALI SIMB2L

1 -era 10 1/ -

/ :iga 10


5/138

a. Standard Pan,ang

Menurut se,arah mulai tahun 700 SM" manusia merupakan

standard ukuran benda" kemudian tahun 1100 ,arak u,ung hidung ke

u,ung ,empl a,a Henr! I di,adikan standar pan,ang !ang disebut

Card. Pada -ahun 1;;< dibuatn!a line standard !aitu ,arak kedua

u,ung tengah batang berpenampang terbuat dari platinum iridium!ang

diletakan di atas tumpuan se'ara simetrik !ang diukur pada suhu 00

'el'ius ditetapkan leh Internatinal @mmittee n ?eights F

Measures G@IPM @mite Internatinal des Pids et Mesures sebagai

a'uan standard meter di dunia. Alat ini di simpan di kta Se%res Paris.

Pada -anggal 16 2ktber 1


6/138

ialah United States Natinal Prtt!pe kilgram N./0 !ang

dipelihara leh Bir Standard Nasinal. Peraturan Mendenhall tahun

1; 674"7 10"986 #eet/

b. 3lume

3lume adalah perkalian antara pan,ang"lebar dan tinggi 3lume > p l

t m4

6


7/138

1 m4> 104dm4> 108@m4> 10 1 dm4 1 @' >

1 @m4

1 m4> 810/4"966 in'i4> 47"417 #eet4 1 :aln > /41 in'i4

1 m4> /86"19/ :alln

Barrels # 2il EJui%alen

A barrel r 'ask is a

hll+ '!lindri'al'ntainer"

traditinall! made #%erti'al +den sta%es and

bund b! +den r metal

hps. -raditinall!"

the barrel +as a

standard si&e # measure

re#erring t a set 'apa'it!

r +eight # a gi%en

:ambar 1.1 Barrel 'mmdit!. A small barrel is 'alled

a keg.

Smene +h makes barrels is 'alled a Kbarrel makerK r 'per.

Standard 2il @mpan!blue 77$US galln G /0; L barrel Gdrum. -he

standard barrel # 'rude il r ther petrleum prdu't is 6/ US

gallnsG17;.


8/138

1 barrel eJuals 6/ USgallns 1 BPD > 6//680 > .0/ 46./< BPD 1 barrel eJuals 17;. tS

ms$1

Per'epatan adalah perbandingan ke'epatan dan +aktu a > tV ms$/

Per'epatan gra%itasi disebut ga!a gra%itasi mempun!ai satuan ms$/

d. :a!a dan Berat

:a!a adalah perkalian massa dan per'epatan = > m a kg.

ms$/ GNe+tn

Dalam satuan 'gs" satuan ga!a adalah = > gram 'm s$/

G D!ne

Berat adalah perkalian massa dan gra%itasi ? > m g kg. ms$/

GNe+tn

e. -ekanan dan -egangan

-ekanan dan tegangan adalah perbandingan antara :a!a dan Luas

penampang p > AF Nm/ dan > A

F Nm/ 1

Nm/ > 1 Pas'al

Dalam kalangan industri masih ban!ak !ang menggunakan satuan tekanan

!ang lain !aitu ( 1 Bar > 1 kg'm/> 24541000 54,2x > 16"/1 Psi > 16"/1

lbin'/

1 Bar > 1 Atm > 98 @mhg > 10"448 mka >


9/138

#. Massa *enis

Massa *enis adalah perbandingan antara Berat dan 3lume VolW

=

kgm4

Massa *enis air a > 1000 kgm4> 1 kgdm4> 1 gram''

Massa *enis besi b > 9; 9";< kgdm4> 9"; 14"8 kgdm4>

498"9;7 lbin'4

Berat *enis min!ak li m > ;000 Nm4

g. Energi" Usaha " dan Mmen

Energiusaha adalah perkalian ga!a kali ,arak ? > = S dimana= S sedangkan Mmen M > = S dimana = tegal lurus S . 5e dua

parameter tersebut mempun!ai satuan Nm atau disebut *ule. Satuan

energi dan mmen dalam 'gs adalah gram.@m dan sering disebut erg

h. -enaga Da!a

Da!a adalah kemampuan melakukan usaha setiap detik. Hal ini dapat

dirumuskan P > tW

> tFxS

Nms$1

> *uledet > +at. Di lapangan

maupun beberapa re#erensi" satuan tenaga sering di'antumkan dalam

bentuk HP" -k" ataupun PS !ang mana ke tigan!a mempun!ai maksud

!ang sama !aitu (

HP( Hrse P+er -k ( -enaga 5uda PS(

P#erdestrke

9

325,01000

4546,13

x

x


10/138

2rang pertama !ang melakukan per'baan pengukuran tenaga adalah

*ames ?att dengan beberapa 'ara !aitu (

$ Meletakkan beban brut diatas gerbak sebesar /00 punds dan

ditarik leh

seekr kuda. Dalam beberapa kali per'baan diprleh data bah+a

untuk

men'apai ,arak 187 #eets diperlukan +aktu 1 menit.

$ Sebuah mbil seberat 4400 punds ditarik leh empat ekr kuda.

Dalam

beberapa kali per'baan diprleh data bah+a untuk men'apai ,arak

se,auh

10 #eets diperlukan +aktu menit.

5arena dalam per'baan ini menggunakan 5uda maka satuan tenaga

dipakai tenaga kuda GHurse$p+er > Hp. Selan,utn!a sesuai

perkembangan

teknlgi maka disesuaikan dengan standard Internasinal GSI !aitu

?att

sebagai penghargaan kepada penemun!a.

Hubungan antara Hp dan ?att atau 5+ dapat diuraikan sebagai

berikut (

Satuan Da!a GP+er menggunakan GHP atau 5+

@ara 1. 1 Hp > G= S ( t > G/00 187 ( 80 >

770 lb#tdet

@ara /. 1 Hp > G= S ( t > G4400 106 ( 17 >

770 lb#tdet

Bila 1 In'i > /"7 'm maka 1 #eet > 0"40 m

10


11/138

1 Hp > 770 lb#tdet > 770 . 0"676 . 0"40 > 96" 97 948

+att > 0"948 5+

Bila 1 In'i > /"76 'm maka 1 #eet > 0"406; m

1 Hp > 770 lb#tdet > 770 . 0"676 . 0"406; > 98"11

5gmdet

> 98"11

0"96886 5+

*adi 1Hp > 770 lb#tdet > 97 5gmdet > 0"948 5+ > 948

+att

Dalam e#erensi lain ada ,uga men,elaskan bah+a (

1 PS > 0" 0"948 5+

1.4 -u,uan Pengukuran

Untuk mendapatkan in#rmasi teknis diperlukan prses pengukuran baik

langsung atau tidak langsung. Hasil pengukuran dapat digunakan untuk (

a. PemnitranPengukuran Prses dan 2perasi.

Hasil pengukuran digunakan sekedar untuk menun,ukkan kndisi

lingkungan

dan hasiln!a tidak mempun!ai #ungsi pengendalian. Misaln!a meteran

air" gas dan listrik di rumah tangga menun,ukkan ,umlah pemakaian

!ang di,adikan dasar untuk menghitung bia!a tanpa ada kaitann!a

dengan mengapa air atau listrik sering mati atau tidak mengalir

se'ara nrmal.

11


12/138

:ambar 1./ -eknik menge'ek Meteran Air

b. Pengendalian Prses dan 2perasi.Hasil pengukuran digunakan sebagai kmpnen sistem pengendalian

prses dan perasi se'ara tmatis. Misaln!a dalam pengperasian

kmpresr " bila tekanann!a sudah men'apai nilai tertentu maka

se'ara tmatis mesinn!a akan mati sendiri. Begitu ,uga dalam

pengisian air untuk kebutuhan biler maka pmpa air akan hidup atau

mati bila bila ,umlah air di dalamn!a sudah kurang atau penuh sesuaikebutuhan. Dalam artian !ang lebih luas gerakan setiap langkah rbt

merupakan aplikasi dari hasil pengukuran terhadap pengendalian

gerakan berikutn!a. *adi sistem pengendalian dapat diartikan sebagai

kumpulan kmpnen !ang tersusun se'ara sistematis sehingga dapat

memerintahkan"mengarahkan atau mengatur diri sendiri atau sistem

lain.

12


13/138

:ambar 1.4 Sistem 5endali Prduksi

'. Analisa 5eteknikanEksprimental guna Pengembangan.

Dalam ban!ak hal misaln!a untuk mengetahui apakah suatu mesin

prduksi masih la!ak dipakai atau tidak maka umumn!a dilakukan

pengukuran terhadap se,umlah prduk !ang dihasilkan mesin tersebut

kemudian di analisa dengan metde tertentu sehingga didapat

kesimpulan. Dalam hal ini berarti dilakukan dengan 'ara eksprimen

kemudian dianalisa se'ara teritis" karena itu maka dalam keteknikan

dikenal beberapa metde eksprimental dan analisa teritis !ang salah

satu diantaran!a dapat menggunakan teri statistik tentang kntrl

kualitas.

:ambar 1.6 Diagram 5ntrl 5ualitas

13

Batas Peringatan Bawah

Batas Peringatan Atas

Batas Kontrol

Batas Kontrol Bawah

Batas Kontrol Atas

95%

99,9

%

Nomor Sampel10987654!

Kara"teristi"#ang$

iseli$i"i

1


14/138

1.6 =aktr$#aktr Pen!ebab 5esalahan Hasil Pengukuran

Salah satu penentu kualitas gemetris suatu prduk adalah ketepatan

ukuran dan tingkat kehalusan permukaan benda ker,a. Dalam prses

pengukuran sering ter,adi pen!impangan atau kesalahan ukur" hal ini dapat

ter,adi karena beberapa #aktr antara lain adalah (

a. Bentuk gemetris benda ker,a !ang kmpleks dan tidak teratur

b. *enis alat ukur !ang digunakan tidak sesuai dengan #ungsi dan

ketelitiann!a

'. -eknik atau metde pengukuran !ang kurang sesuai" kadang kala tidak

dapat

se'ara langsung tetapi harus menggunakan alat bantu !ang benar.

d. 5urangn!a kemampuan dan pengetahuan peratr GSDM tentang

penggu$

naan alat ukur maupun metde pengukurann!a.

e. Metde analisa !ang digunakan tidak sesuai.

Prses pengukuran tidak dapat berlangsung dengan baik bila salah

satu dari #a'tr diatas tidak sesuai. =aktr lingkunganpun selalu

berpengaruh terhadap hasil pengukuran misaln!a suhu ruangan !ang

tidak stabil atau adan!a #rek+ensi mesin !ang tinggi di sekitar area

pengukuran. 5elima #aktr di atas perlu dipahami agar kesalahan !ang

ditimbulkan leh setiap elemen dapat dipela,ari.

1 2b!ek ukur

2b!ek ukur adalah kmpnen sistem pengukuran !ang harus di'ari

karakteristik dimensinaln!a" misal pan,ang" ,arak" diameter" sudut"

kekasaran permukaan maupun gemetris benda !ang diukur dst" agar

hasil

14


15/138

ukurn!a memberikan nilai !ang aktual" maka sebelum prses

pengukuran dilakukan" b!ek ukur harus dibersihkan dahulu dari

debu" min!ak atau bahan lain !ang menutup atau mengganggu

permukaan !ang akan diukur. Standar ukur adalah kmpnen sistem

pengukuran !ang di,adikan a'uan #isik pada prses pengukuran. Bagi

pengukuran dimensinal standar satuan ukuran adalah standar

pan,ang dan turunann!a. Dalam prses pengukuran !ang baik

menuntut standar ukur !ang mempun!ai akurasi !ang memadai dan

mampu telusur ke standar nasinal internasinal.

@nth gemetris benda ker,a !ang kmpleks

:ambar 1.7 :emetris suatu 5mpnen

/ Alat Ukur

Alat ukur adalah kmpnen sistem pengukuran !ang ber#ungsi

sebagai sarana pembanding antara b!ek ukur dan standar ukur"

agar nilai b!ek ukur dapat ditentukan se'ara kuantitati# dalam

satuan standarn!a. @iri$'iri alat ukur !ang baik antara lain

adalah (

15


16/138

%. entang Ukur Gange besarn!a daerah pengukuran suatu alat

ukur.

*angka srng mempun!ai range 0 sd 170 mm" Mikrmeter luar

mempu

n!ai span ukur /7 mm" artin!a rentang ukur 0 O /7" /7 O 70"

70 dst.

&. Da!aba'a G reslusireslutin ,arak ukur antara dua garis skala

!ang

berdampingan pada alat ukur analg" penun,ukkan terba'a angka

desi $

mal !ang ,elas pada alat ukur digital.Q

'. 5epekaan Gsensiti%it! perbandingan antara perubahan besarn!a

nilai

keluaran dan masukkan pada suatu alat ukur setelah

kesetimbangan

pengukuran ter'apai.

(. 5emampuan ulang Grepeatibilit! kesamaan penun,ukkan suatu alat

ukur

,ika digunakan untuk mengukur b!ek pada psisi dan nilai !ang

sama"

dalam +aktu !ang relati%e sama pula.

@nth penggunaan alat ukur !ang tidak sesuai dengan

spesi#ikasin!a

16


17/138

:ambar 1.8 Penggunaan Alat Ukur !ang salah

4 2peratr pengukur

2peratr pengukur adalah rang !ang men,alankan tugas

pengukuran dimensnal baik se'ara keseluruhan maupun bagian demi

bagian. -ugas ini terdiri dari ps peker,aan" diantaran!a(

pemeriksaan b!ek ukur Gsesuai gambar ker,a

pemilihan alat$alat ukur Gsesuai kapasitas dan ketelitian alat

ukur

persiapan pengukuran Gkebersihan" -eknik pengukuran" lingkungan

analisis hasilkesalahan pengukuran

pen!a,ian hasil pengukuran Gdalam bentuk lapran pengukuran.

Sehubungan dengan itu maka sebagai peratr kualiti 'ntrl

hendakn!a mempun!ai pengetahuan tentang (

kemampuan memba'a gambar ker,a

pengetahuan tentang sistem tleransi

kemampuan men,alankan alatmesin ukur

pengetahuan tentang statistika pengukuran dan teri kualiti

kntrl

6. Metde Pengukuran

Prses pengukuran dalam prses prduksi biasan!a mempun!ai

tempat dan psisi tertentu" lain haln!a dengan pengukuran prduk

massal !ang biasan!a mempun!ai tempat dan psisi !ang lebih

n!aman. Hal ini akan memerlukan teknik dan metde !ang berbeda

17


18/138

pula. Misaln!a pengukuran suatu prses !ang digunakan untuk

pengembangan maka prses pengukuran biasan!a dilakukan lebih dari

dua kali pada psisi !ang sama se'ara berulang" sehingga dapat

memiliki peluang !ang lebih baik untuk mendekati harga !ang

sebenarn!a. Sebelum pengukuran dilakukan " se'ara administrati#

perlu dipersiapkan petun,uk pemakaian alat ukur" dan gra#ik untuk

men'atat hasil pengambilan data" serta gambar tata letak dari

sistem pengukuran. Alat ukur !ang akan digunakan perlu dilakukan

pemeriksaan" !aitu u,i %isual" #ungsinal dan un,uk ker,a.

1.7 -ugas dan Diskusi

1. *elaskan pers!aratan besaran !ang dapat di,adikan sebagai a'uan R

/. *elaskan dua standard pan,ang !ang diakui leh internatinal R

4. Standard satuan tempratur menurut SI adalah 5" 'ba anda

kn%ersi

$/44 5 men,adi @" = dan R

6. Satuan -ekanan menurut SI adalah Nm/GPa" ,elaskan 7 satuan

tekanan !ang sering digunakan dalam dunia teknik R

7. Sebuah Pmpa sentri#ugal mempun!ai kapasitas 7 :allndet dengan

tinggi angkat ;0 mka" n!atakan dalam satuan m4,am dan kg'm/ R

8. *elaskan tu,uan pengukuran dan beri 'nthn!a R

18


19/138

9. Sebuah strika listrik akan mati dengan sendirin!a bila telah

men'apai suhu

tertentu" apakah ini termasuk tu,uan pengukuran dan 'ba skets

rangkaian listrikn!a R

;. *elaskan #aktr$#aktr pen!ebab kesalahan dalam prses

pengukuran R


20/138

52NS-U5SI ALA- U5U

/.1 5mpnen Utama

Se'ara umum alat ukur terdiri dari beberapa kmpnen +alaupun ada

,uga han!a terdiri dari satu kmpnen sa,a seperti :auge" =iller dan

lainn!a. Ditin,au dari prses ker,an!a maka kmpnen alat ukur dapat

dibagi men,adi tiga bagian utama !aitu Sensr sebagai Dete'tr "

-randu'er sebagai Pengkndisi signal dan Peraga sebagai pen!a,i Data

:ambar /.1 5mpnen =ungsinal suatu Instrumen

Menurut mekanisme ker,an!a" ke tiga kmpnen tersebut umumn!a

bersi#at mekanik" hidraulik" ptik dan elektrik. Adapun 'nth

penggunaan ke tiga kmpnen tersebut dapat ditun,ukkan pada tabel

berikut ini.

-abel /.1 *enis$,enis 5mpnen Instrumen

20


21/138

/./ Sensr

Sensr ber#ungsi untuk mendeteksi atau merasakan adan!a

perubahan besaran #isik pada b!ek !ang diukur. Sensr ini langsung

berhubungan dengan medium !ang akan diukur karena itu maka pemilihan

bahann!a harus disesuaikan dengan si#at medium tersebut. 5e dua

ahang *angka srng merupakan sensr !ang harus keras" tahan haus

dan karat. Untuk pengukuran presisi seperti %ariasi mekanis" magnetis"

panas" sinar dan kimia dideteksi dan diubah men,adi tegangan dan arus

listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan rbtika" sensr

memberikan kesamaan !ang men!erupai mata" pendengaran" hidung"

lidah !ang kemudian akan dilah leh kntrler sebagai takn!a. *adi

pan'a indera manusia merupakan sensr !ang kmplit dan +aktu tanggap

!ang 'epat akan tetapi hasiln!a kurang presisi.

21


22/138

http(&$the.blgspt.'m/01010s$e$n$s$

$r.html

:ambar /./ *enis O *enis SensrElektrnikSensr dalam teknik pengukuran dan pengaturan se'ara elektrnik

ber#ungsi mengubah besaran #isik Gmisaln!a ( temperatur" ga!a"

ke'epatan putaran men,adi besaran listrik !ang prpsinal. Sensr

dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi

pers!aratan$pers!aratan kualitas !akni (

1. Linieritas" karakteristik dan kn%ersi harus linier

/. -idak tergantung tempratur ke'uali memang untuk sensr suhu.

4. Peka terhadap medium dan parameter !ang diukur" misaln!a

mengukur

suhu 'airan" bahan sensr tahan panas" knduktr dan #aktr muai

besar.

6. ?aktu tanggap 'epat" dapat dengan 'epat men!erap dan

mentrans#er

perubahan parameter se'ara ttal

7. ange #rek+ensi !ang besar" artin!a ,angkauan perubahan nilai !ang

besar8. Stabilitas +aktu" si#atn!a tetap dalam +aktu !ang lama

22
http://oz-theo.blogspot.com/2010/10/s-e-n-s-o-r.htmlhttp://oz-theo.blogspot.com/2010/10/s-e-n-s-o-r.htmlhttp://1.bp.blogspot.com/_4VNttyfrnag/TMsQ9wAKNdI/AAAAAAAAAEk/4pz9L_azV4I/s1600/2-wire-sensor-for-automotive-industry-P36651.jpghttp://oz-theo.blogspot.com/2010/10/s-e-n-s-o-r.htmlhttp://oz-theo.blogspot.com/2010/10/s-e-n-s-o-r.html


23/138

9. Histeris" pen!impangan data" pada perubahan parameter !ang

sama.

Misaln!a ( -hermter digunakan mengukur 'airan bersuhu 90 @"

kemudian

digunakan mengukur 'airan bersuhu 1/0 @"

selan,utn!a diguna

kan kembali mengukur 'airan !ang lain bersuhu 90

@" hasiln!a

/.4 -randuser

-randu'er ber#ungsi sebagai penkndisian sin!al !ang dihasilkan

pada tahap pertama agar dapat din!atakan ke tahap terakhir.

Perlakuan !ang dilakukan pada tahap ini biasan!a pen!aringan"

penguatan dan trans#rmasi sin!al. =ungsi umum tahap ini adalah

meningkatkan kemampuan sin!al ke le%el !ang mampu mengakti#kan

tahap akhir. Peralatan pada tahap ini harus diran'ang sedemikian rupa

agar sesuai dengan kndisi antara tahap pertama dan tahap terakhir.

Suatu de#inisi mengatakan transdu'er adalah sebuah alat !ang bila

digerakkan leh energi di dalam sebuah sitem transmisi" men!alurkan

energi dalam bentuk !ang sama atau dalam bentuk !ang berlainan ke

sistem transmisi kedua. -ransmisi kedua ini bisa listrik" mekanik"

kimia" ptik Gradiasi atau termal Gpanas.

Ghttp(id.+ikipedia.rg+iki-ransduser

-ransduser GInggris( transdu'er adalah sebuah alat !ang

mengubah satu bentuk da!a men,adi bentuk da!a lainn!a untuk berbagai

tu,uan termasuk pengubahan ukuran atau in#rmasi. Dalam pengertian!ang lebih luas" transduser men'akup alat$alat !ang mengubah ga!a

23
http://id.wikipedia.org/wiki/Transduserhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggrishttp://id.wikipedia.org/wiki/Transduserhttp://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Inggris


24/138

atau perpindahan mekanis men,adi sin!al listrik. Alat$alat ini

membentuk kelmpk transduser !ang sangat besar dan sangat penting

!ang la&im ditemukan dalam instrumentasi industri. dan ahli

instrumentasi terutama berurusan dengan ,enis pengubahan energi ini.

Ban!ak parameter #isis lainn!a Gseperti panas" intensitas 'aha!a"

kelembaban ,uga dapt diubah men,adi energi listrik dengan

menggunakan transduser. -ransduser ini memberikan sebuah sin!al

keluaran bila diransang leh sebuah masukan !ang bukan mekanis

sebuah transmistr bereaksi terhadap %ariasi temperatur sebuah

#tsel bereaksi terhadap perubahan intensitas 'aha!a sebuah berkas

elektrn terhadap e#ek$e#ek maknetik" dan lain$lain. -ransduser dapat

dikelmpkan berdasakan pemakaiann!a" pertama adalah transduser

pasi# Gmemerlukan da!a dari luar" !ang memberi tambahan dalam

sebuah parameter listrik seperti haln!a tahanan" kapasitansi dan lain$

lain !ang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau kuat

arus. 5ategri ke dua adalah transdu'er ,enis pembangkit sendiri" !ang

menghasilkan suatu tegangan atau arus analg bila dirangsang dengan

suatu bentuk #isis energi.

-abel /./ -ransduser Pasi# Gda!a dari luar

Parameter listrik

dan kelastransduser

Prinsip ker,a dan si#at alat Pemakaian alat

Ptensimeter Perubahan nilai tahanankarena psisi kntak bergeser

-ekanan"pergeseranpsisi

Strain gage Perubahan nilai tahananakibat perubahan pan,angka+at leh tekanan dari luar

:a!a" trsi"psisi

-rans#rmatrselisih GL3D-

-egangan selisih duakumparan primer akibat

pergeseran inti tra#

-ekanan" ga!a"pergeseran

24


25/138

:age arus pusar Perubahan induktansikumparan akibat perubahan

,arak plat

Pergeseran"ketebalan

-abel /.4 -ransduser Akti# Gtanpa da!a luar

Parameter listrikdan kelastransduser

Prinsip ker,a dan si#at alat Pemakaian alat

Sel #temisi# Emisi elektrn akibat radiasi!ang masuk pada permukaan#temisi#

@aha!a danradiasi

Phtmultiplier Emisi elektrn sekunder akibatradiasi !ang masuk ke katdasensiti# 'aha!a

@aha!a" radiasidan rela!sensiti# 'aha!a

-ermkpel Pembangkitan ggl pada titiksambung dua lgam !angberbeda akibat dipanasi

-emperatur"aliran panas"radiasi

:eneratrkumparan putarGta'hgeneratr

Perputaran sebuah kumparan didalam medan magnit !angmembangkitkan tegangan5e'epatan" getaran

Pie&elektrik Pembangkitan ggl bahan kristalpie& akibat ga!a dari luar

Suara" getaran"per'epatan"tekanan

Sel #t tegangan -erbangkitn!a tegangan pada

sel #t akibat rangsanganenergi dari luar

@aha!a

matahari

-ermmetertahanan G-D Perubahan nilai tahanan ka+at

akibat perubahan temperatur

-emperatur"panas

H!grmetertahanan

-ahanan sebuah strip kndukti#berubah terhadap kandunganuap air

5elembabanrelati%e

-ermistr GN-@ Penurunan nilai tahanan lgam

akibat kenaikan temperatur

-emperatur

25


26/138

?illiam D. @per

5adangkala sensr dan tranduser merupakan satu bagian !ang tak dapat

dipisahkan tapi han!a dapat diketahui dari segi #ungsin!a. Bagian !ang

berhubungan langsung dengan parameter medium !ang diukur disebut

sensr. Sin!al !ang diterima sensr dikirim ke tranduser. Sin!al !ang

diterima tranduser dilah Gmungkin dimanipulasidibesarkanditransmisi

atau ketigan!a guna mempermudah pen!a,ian pada alat peragan!a.

Bentuk

perubahan sin!al sumber ke sin!al lain dapat di,elaskan dengan rumus

dasar sesuai dengan tipe tranduser !ang digunakan. Adapun 'nth$

'nth perubahan dan perhitungan sin!al input ke sin!al utput pada

tranduser diba+ah ini dapat di,elaskan sebagai berikut (

1. Perubahan -ekanan ke Arus Listrik

:ambar /.4 Perubahan -ekanan ke Arus Listrik

26


27/138

Bila V > 0 maka t maksimum" dan V besar maka t minimum

Sin!al masuk berupa tekanan diterima leh bell+s sebagai sensr"

diredam dan dimanupulasi leh tranduser kedalam bentuk

pergeseranperubahan tahanan pada resistr sehingga sin!al keluar

berupa arus listrik !ang dapat diukur pada ampheremeter. Besaran

pergeseran ini berbanding lurus dengan tekanan dan luas penampang tapi

berbanding terbalik dengan knstanta pegas !ang digunakan. Harga V

harus lebih ke'il atau sama dengan pan,ang langkah rhestart

/. Perubahan :erak Linier ke tasi

27


28/138

:ambar /.6 Perubahan :erakLinier ke tasi

Dari gambar di atas dapat di,elaskan bah+a Dial Indikatr mempun!ai

kemampuan ukur sampai 10 mm dengan tingkat ketelitian 0"01 mm.

Pada saat batang a Gsensr disentuhkan ke benda ker,a" maka ter,adi

pergerakan linier ke atas. :erakan batang ini memutar da gigi b

Gtranduser sehingga ter,adi gerak putar. da gigi b memutar rda gigi

' dan d. Pegas g ber#ungsi sebagai peredam dan pengendali batang a"

sedangkan pegas # ber#ungsi sebagai peredam dan pengendali rda gigi

' dan d.

Bila batang a bergeser naik se,auh ! > 10 mm " maka rda gigi b

berputar satu kali keliling. Jadi dty .=

ydt = diameter tusuk

rda gigi zmdt .=

da gigi b satu prs dengan rda gigi ' sehingga putarann!a sama.

da gigi ' " d dan e berpasangan berarti mduln!a harus sama m' >

md > me sehingga berlaku persamaam (

! > 10 mm eJi%alen dengan 1 putaran rda gigi b > 10 putaran rda

gigi e dan eJi%alen dengan 1 putaran ,arum pendek > 10 putaran

,arum pan,ang.

Perubahan dan perhitungan sin!al input men,adi sin!al utput

menggunakan rumus$rumus dasar berdasarkan ,enis tranduser !ang

28


29/138

digunakan. Adapun nama dan bentuk dari transduser antara lain dapat

dilihat pada gambar$gambar berikut ini.

1. -randuser -ekanan

:ambar /.7 -randuser -ekanan

/. -randuser :etaran

29


30/138

hendragalus.+rdpress.'m

:ambar /.8 -randuser :etaran4. -randuser LD

'tali'a$e/.blgspt.'m/01109

:ambar /.9 -randuser LD G Light Dependentesistr

30


31/138

5mpnen elektrnika !ang bergantung pada intensitas 'aha!a untuk

merubah nilai resistansin!a. *ika 'aha!a semakin besar" maka nilai

resistansi pada LD akan ke'il" dan sebalikn!a.

6. -randuser Pht -ransistr

Psiti%e -empratur@e#i'ien Neg. -empratuer @e#isien

:ambar /.; -randu'er Pht -ransistr

*enis transistr !ang sangat peka terhadap 'aha!a !ang ada di

sekitarn!a. Apabila 'aha!a mele+ati pht transistr" maka arus

klektr akan tinggi G I@ . Prinsipn!a sama seperti transistr" han!a

sa,a memerlukan parameter 'aha!a untuk mendapatkan kndisi 'ut ##

dan saturasi.

Semakin tinggi suhu !ang mempengaruhin!a" maka nilai resistansi pada

P-@ akan meningkat dan pada N-@ akan menurun.

7. -randuser Strain :auge

31


32/138

:ambar /.< -randu'er Strain :auge

Sensr dan tranduser strain gauge mengalami perubahan resistann!a

akibat perubahan pan,ang dindingplat karena adan!a tegangan atau

beban.

/.6 Peraga GPen!a,ian Data

Peraga ber#ungsi sebagai pen!a,ian data !ang mengandung in#rmasi

dalam le%el !ang dapat disensr leh manusia atau perangkat kendali.

Untuk mempermudah pemba'aan" maka bentuk alat ini biasan!a

berupa (

a. :erakan elati# seperti ,arum penun,uk skala indikatr" gerakan

gelmbang pada silskp" nnius dan

sebagain!a.

b. Digital dan re'rder bentuk ini mempresentasikan angka$angka"

misaln!a

dmeter" termmeter dan Multimeter

digital dan lainn!a.

32


33/138

*arum penun,uk atau indikatr bertugas untuk mena!angkan data ukur

!ang berupa garis$garis skala pada mikrmeter atau ,arum !ang

bergerak melingkar dengan menun,uk skala ukur !ang melingkar pula.

ekrder dapat men'atat data ukur dalam bentuk numerik atau gra#ik"

sedangkan kntrler sebagai pengendali ber#ungsi untuk mengendalikan

besarn!a nilai b!ek !ang diukur sesuai dengan nilai ukur !ang

dikehendaki. -idak semua alat ukur dilengkapi dengan rekrder atau

kntrler" namun untuk alat$alat ukur !ang mdern biasan!a dilengkapi

dengan pemba'aan digital dan ada !ang dilengkapi dengan penglah

data se'ara statistik GSP@ O statisti' pr'ess 'ntrl. 5mpnen

penglah data ini sangat membantu khususn!a bagi mereka !ang beker,a

dibagian pengendalian mutu prduk !ang dibuat se'ara massal Gmass

prdu't. Setiap dimensi dilakukan pengukuran beberapa kali" kemudian

data tersebut dilah" sehingga peratr dapat memperleh in#rmasi

tentang harga rata$rata" simpangan baku dan parameter statistik

lainn!a termasuk pena!angan histgram" diagram dan sebagain!a.

Adapun bentuk umum dari peragadispla! dapat dilihat pada gambar

berikut .

:ambar /.10 Peraga dengan *arum Penun,uk

33


34/138

h

ttp(+++.s'ribd.'md'76


35/138

/. Pengukur -ekanan

35


36/138

:ambar /.16 5mpnen =ungsinal Alat Ukur -ekanan

Primar! Sensing element Gelemen perasa utama adalah !ang pertama kali

menerima energi dari medium !ang diukur dan mengeluarkan keluaran

sin!al dan diteruskan ke elemen trandu'er. Sin!al keluaran ini marupakan

%ariabel #isik seperti pergeseran atau dapat ,uga berupa tegangan listrik.

3ariable 'n%ersin element ber#ungsi sebagai perubah sin!al misaln!a

pergeseran gerak lurus diubah men,adi gerak putar atau digunakan untuk

mengubah tahanan listrik pada resistr. Perlu di'atat bah+a ada

instrumen !ang tidak menggunakan alat ini tapi ada ,uga !ang memiliki

lebih dari satu.

3ariable manipulatin element" perubahan sin!al biasan!a mempun!ai

besaran !ang relati# ke'il sehingga perlu dimanipulasi atau diperbesar

36


37/138

dengan berbagai 'ara misaln!a tegangan listrik !ang ke'il dapat

diperbesar melalui Step up" pergeseran !ang ke'il dapat diperbesar

menggunakan lengan mmen atau ,arum putar dan sebagain!a.

Data tranmissin element" +alaupun tidak selalu ada atau di+akili leh

kmpnen lainn!a" alat ini ber#ungsi untuk mentransmisikan sin!al dari

kmpnen satu ke kmpnen lainn!a. Bentuk sederhana #ungsi alat ini

seperti 'nth di atas !aitu mentransmisi ga!a drng pistn ke kmpnen

pegas" sedangkan bentuk !ang 'ukup kmpleks seperti telemetri sin!al

dari satelit ke statsiun bumi dengan radi.

Data presentatin element" tu,uan akhir dari prses pengukuran untuk

mendapatkan besaran suatu %ariabel !ang dapat diterima leh salah satu

indera manusia. 5mpnen ini ber#ungsi sebagai penter,emah sin!al ke

besaran !ang dapat disa,ikan dalam bentuk perekaman atau lainn!a.

Se'ara umum kmunikasi antara instrumen dengan manusia melalui indera

penglihatan tetapi melalui pendengaran dan perabaan pun tidak dapat di

abaikan.

/.8 5alibrasi Alat Ukur

Dalam Buku IS2


38/138

atau internasinal. Sistem mana,emen mutu memerlukan sistem

pengukuran !ang e#ekti#" termasuk di dalamn!a kalibrasi #rmal"

berkala dan terdkumentasi. Di beberapa negara" termasuk Indnesia"

terdapat direktrat metrlgi!ang memiliki standar pengukuran Gdalam

SI dan satuan$satuan turunann!a !ang akan digunakan sebagai a'uan

bagi perangkat !ang dikalibrasi. Direktrat metrlgi ,uga mendukung

in#rastuktur metrlgi di suatu negara dengan membangun rantai

pengukuran dari standar tingkat tinggiinternasinal dengan perangkat

!ang digunakan. 5alibrasi biasan!a lebih ditekankan pada kalibrasi !ang

dilakukan di luar Perusahaan 2rganisasi !ang terkait sedangkan

3eri#ikasi merupakan kalibrasi !ang dilakukan se'ara internal leh

petugas ber+enang !ang ditun,uk.

Sebagai 'nth !ang dimaksud dalam hal ini adalah %eri#ikasi !ang

dilakukan se'ara internal leh bagian kualiti 'ntrl baik bagi

instrument baru ataupun !ang sudah digunakan dalam ,angka tertentu.

5alibrasi -ermmeter Air aksa !ang baru dibuat GSe'ara -eri

1. -egakkan thermmeter dan 'atat 3lume Hg di dalam thermmeter.

/. -andai tinggi Hg pada batang" !ang menun,ukkan suhu ruangan/;@

L/; >L G 1 /8.

4. -entukan tinggi ba+ah untuk suhu 0@ L > '.261%28

+

Lsebagai

titik 0@

6. -entukan tinggi tengah untuk suhu 70@ L70 > L G 1 70.sbg ttk 70@

7. -entukan tinggi atas untuk suhu 100@ L100 > L G 1 100.ttk 100@

38
http://id.wikipedia.org/wiki/Indonesiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Indonesiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Metrologihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Direktorat_metrologi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Indonesiahttp://id.wikipedia.org/wiki/Metrologihttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Direktorat_metrologi&action=edit&redlink=1


39/138

8. -entukan ,umlah bagian setiap skala" satu bagian skala >100

100 oLL

>

1 @

5alibrasi -hermmeter Air aksa !ang barulama Gse'ara Praktis

1. Siapkan +adah air G satu Liter" thermmeter !g telah terkalibrasi"batu es

/. Masukkan batu es dan thermmeter standar dan !ang baru ke +adahair

4. Amati suhu pada thermmeter standar" bila menun,uk 0

@" makaberi tanda

tinggi Hg pada thermmeter !ang baru" sebagai tanda 0@ ,uga.

6. Panasi air dalam +adahn!a se'ara perlahan" bila thermmeter

standar sudah menun,uk 100@" maka beri tanda tinggi Hg

pada thermmetr baru sebagai tanda 100@.

7. Bagi tanda dari 0 $ 100@ men,adi 100 bagian" sehingga setiapsatu skala

menun,ukan 1@

8. Ulangi hal di atas beberapa kali Glima kali dan lakukan analisa

apakah

hasiln!a dapat diterima atau adan!a #a'tr ketidak pastian.

*adi pengkalibrasian termmeterdilakukan untuk mengetahui kesalahan

indikasi atau kreksi !ang ter,adi dan hasiln!a dapat menentukan

#aktr kreksi Gknstanta kalibrasi" sehingga termmeter tersebut

menun,ukan temperatur!ang sebenarn!a dalam 'el'iuspada titik$titik

tertentu di skala. Hasil kalibrasi harus disertai pern!ataan Ktra'eable

39
http://id.wikipedia.org/wiki/Termometerhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konstanta_kalibrasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Temperaturhttp://id.wikipedia.org/wiki/Celciushttp://id.wikipedia.org/wiki/Skalahttp://id.wikipedia.org/wiki/Termometerhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Konstanta_kalibrasi&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Temperaturhttp://id.wikipedia.org/wiki/Celciushttp://id.wikipedia.org/wiki/Skala


40/138

un'ertainit!K untuk menentukan tingkat keper'a!aan !ang di e%aluasi

dengan seksama dengan analisa ketidakpastian.

Perhitungan Dasar 5alibrasi Anemmeter

Anemmeter adalah alat !ang digunakan untuk mengukur ke'epatan

angin. Alat ini umumn!a digunakan di Lapangan terbang dan dipsisikan

pada ketinggian tertentu supa!a tidak terhalang gedung atau

pephnan. 5nstruksin!a terdiri dari 4 atau 6 mangkk !ang

dihubungkan leh ,ari$,ari pengikat dan penghubung ke prs putar. Bila

ditiup angin maka mangkk bergerak memutar prs. 5e'epatan gerak

mangkk dengan #aktr kreksi dianggab sama dengan ke'epatan angin

mengalir. 5arena mangkk ini bergerak melingkar maka ke'epatan

kelilingn!a adalah 3m > 3a > W.d.n #k

Setiap ,enis anemmeter mempun!ai diameter dan #aktr gesek !ang

berbeda" salah satu diantaran!a adalah Mdel 00410/ ?ind Sentr!

Anemmeter !ang memiliki @alibratin =rmulas sebagai berikut (

o ?IND SPEED %s @UP ?HEEL PM ms > G0.01/70 rpm 0./ knts > G0.0/6/9 rpm 0.6 mph > G0.0/9 G0.066 G0.9700 H& 0./ knts > G1.678/ H& 0.6 mph > G1.8990 H& 0.6 kmhr > G/.8


41/138

/. *elaskan pers!aratan kualitas !ang harus dipenuhi leh

sensrtranduser R

4. *elaskan pengetahuan dasar !ang harus dipahami sebagai kualiti kntrl

R

6. Sket dan ,elaskan perhitungan perubahan sin!al input ke sin!al utput

bila alat ukur tekanan menggunakan tranduser hidraulik R

7. en'anakan tranduser mekanik !ang dapat merubah gerak linier se,auh

1/ mm

men,adi gerak putar se,auh 170R

8. Apa !ang dimaksud dengan histeris pada alat ukur" beri 'nth

aplikasin!a R

9. @ba ,elaskan bagaimana 'ara mengukur debit air bila menggunakan

Anemmeter R

;. en'anakan alat ukur tekanan biler dengan menggunakan tranduser

elektrik dan beri perhitungan perubahan sin!al input Gtekanan ke sin!al

utput dalam bentuk arus !ang terdeteksi dan ,elaskan 'ara kalibrasin!a

R.

41


42/138

BAB IIII

ALA- U5U :E2ME-IS

4.1 Pendahuluan

5etepatan bentuk dan ukuran suatu prduk merupakan 'iri kualitas !ang

men,amin #ungsi suatu kmpnen. :emetris suatu benda ditentukan

leh ukuran pan,ang ke arah tiga sumbu sehingga perlu pemahaman

tentang 'ara$'ara pengukurann!a. 5eterampilan seserang untuk

melakukan pengukuran serta kemampuan untuk menganalisa hasil

pengukuran sangat bergantung pada pengetahuann!a tentang prsedure

dan penggunaan alat ukur sesuai dengan gemetris kmpnen !ang

diukur. Hal ini perlu diketahui bah+a alat ukur !ang digunakan dalam

metrlgi industri sangat beragam mulai dari !ang umum sampai !ang

khusus dibuat untuk tu,uan tertentu.

Ditin,au dari pemakaiann!a" alat ukur gemetris dapat dibagi men,adi (

a. Dire't Linier Measuring Instrument GAlat ukur Linear Langsung

b. Indire't Linier Measuring Instrument GAlat ukur Linear -ak

Langsung

'. Angle Measuring Instrument GAlat ukur Sudut

d. Hri&ntal" Straightness" =latness Alignment GAlat ukur 5edataran"

5elurusan

dan 5erataan

42


43/138

e. S're+ -hread Metrlg! G Pengukuran Ulir

#. :ear Metrlg! GPengukuran da :igi

g. undness" @i!lenderis Metrlg! GPengukuran 5ebulatan"

5eselinderisan

h. Sur#a'e ughness Measuring Instrument GAlat Ukur 5ekasaran

Permukaan

Dari semua alat ukur tersebut di atas sebagian akan di,elaskan se'ara

sederhana dan lainn!a dapat diba'a dari buku re#erensi !ang lebih khusus

atau buku manual dari Industri pembuat alat ukur tersebut.

4./ Alat Ukur Linear Langsung

Dari beraneka ragam pengukuran kmpnen permesinan" pengukuran

linear Gpan,ang" ,arak" tebal" tinggi" kedalaman" diameter merupakan

hal !ang umum dan sering ditemukan. Prses pengukuran parameter

tersebut dapat diba'a langsung pada skala alat ukur maka disebut Alat

ukur linear langsung. *enis Alat ukur !ang sering digunakan adalah "

Mistarmeteran" *angka Srng dan Mikrmeter.

a. MistarMeteran

Mistar merupakan alat ukur linear !ang ban!ak ditemukan dalam kehidupan

sehari$hari. Bahan alat ini terbuat dari ba,a" kuningan atau plastik dan

diberi skala metrik dan in'i. Pan,ang skala ukuran ber%ariasi mulai dari

100 sampai 400 mm dan ada !ang lebih dengan ke'ermatan atau

pembagian skala X atau 1 mm.

43


44/138

:ambar 4.1 Mistar dan Meter :ulung

Dalam metrlgi industri han!a dipakai untuk memperkirakan ukuran kasar

atau memba'a hasil pengukuran dengan ke'ermatan rendah dan biasan!a

alat bantu membuat gambar dasar dengan penggresan di permukaan

benda ker,a. Pengukuran dengan alat ini pun harus dilakukan dengan

seksama dan harus memperhatikan #aktr$#aktr !ang dapat menimbulkan

kesalahan seperti ketidak benaran psisi nl atau ketidak segarisan garis

ukur dengan sisi benda ker,a.

b. *angka Srng

*angka srng sering ,uga disebut Mistar Ingsut atau 3ernier @aliper

!ang ditemukan leh S'hui#maat memiliki skala linear pada batang dengan

u,ung !ang ber#ungsi sebagai sensr" penahan benda ukur disebut rahang

tetap. Pelun'ur !ang se,a,ar dan mempun!ai bentuk sama dengan rahang

tetap disebut rahang ukur gerak. Benda ukur ditahan pada rahang tetap

kemudian rahang gerak digeser sampai menempelmen,empit benda ker,a

kemudian lakukan pemba'aan hasil pengukuran pada skala indeks sebelum

dilepas dari benda ker,a" atau ,ika tidak memungkinkan maka dikun'i dan

dikeluarkan dari benda ukur se'ara seksama supa!a psisi kedua rahang

44


45/138

tidak berubah lalu lakukan pemba'aan pada skala utama dan nnius se'ara

benar.

Sesuai dengan prinsip ker,an!a !ang selalu digeser dan men,epit benda

ker,a maka bahann!a harus diran'ang tahan aus dan ketelitian gemetrik

!ang tinggi.

*angka srng ini dapat digunakan untuk mengukur antara lain adalah (

$ mengukur pan,ang Gtebal" tinggi atau lebar

$ mengukur diameter luar dan dalam benda ker,a

$ mengukur ,arak 'elah atau lebar alur

$ mengukur kedalaman

:ambar 4./ *angka Srng

5apasitas ,angka srng umumn!a sampai 170 mm" tetapi ada ,uga !ang

lebih besar !aitu 700 mm dan 1000 mm. 5e'ermatan pemba'aan

tergantung pada skala nniusn!a !aitu 0"1" 0"07 dan 0"0/ mm dan

0"001

Menentukan Skala Nnius dengan 5e'ermatan k > 0"1

45


46/138

*umlah bagian skala nnius &

*arak satu bagian skala utama u

*arak satu bagian skala nnius n

n > u $ k > 1 O 0"1 > 0" u ( k > 1 ( 0"1 > 10 bagian

Pan,ang ukuran & > 10 bgn 0"< > < mm

Menentukan Skala Nnius dengan 5e'ermatan k > 0"07

n > u $ k > 1 O 0"07 > 0" u ( k > 1 ( 0"07 > /0 bagian

Pan,ang ukuran & > /0 bgn 0" 1< mm

Menentukan Skala Nnius dengan 5e'ermatan k > 0"0/

n > u $ k > 1 O 0"0/ > 0" u ( k > 1 ( 0"0/ > 70 bagian

Pan,ang ukuran & > 70 bgn 0" 6< mm

Menentukan Skala Nnius dengan 5e'ermatan k > 0"00/

n > u $ k > 1 O 0"00/ > 0" 1 ( 0"00/ > 700 bagian

Pan,ang ukuran & > 700 bgn 0" u $ k > 0"0/7 O 0"001 > 0"0/6

46


47/138

& > u ( k > 0"0/7 ( 0"001 > /7 bagian

Pan,ang ukuran & > /7 bgn 0"0/6 > 0"8

Sesuai dengan reslusi 0"0/ atau 0"00/ berarti ktak nnius relatip 'ukup

pan,ang sehingga mengurangi daerah ukur. Untuk menanggulangi hal

tersebut maka skala nnius dapat diubah dalam bentuk melingkar seperti

penun,uk ,am dan diberi nama ,angka srng dial GDial @aliper seperti

:ambar 4.4

:ambar 4.4 Dial @aliper

47


48/138

-abel 4.1 5esetaraan *arak :erak -ranslasi dan tasi pada *angka

Srng

5e'ermatan

5esetaraan satu

Putaran G100 bgn

dgn ,arak translasi

Penulisan Angka

pada Skala Dial 5eterangan

0"1 mm 10 mm 10 bagian 0"07 mm 7 mm /0 bagian

0"0/ mm / mm

7 bagian dalam

satuan 0"1 mm

'. Mikrmeter

Mikrmeter adalah alat ukur linear !ang mempun!ai ke'ermatan lebih

tinggi dari *angka srng !aitu ( 0"01" 0"007" 0"00/ dan 0"001 mm.

Alat ini diran'ang untuk pemakaian praktis !ang digunakan leh peratr

Mesin prduksi dalam rangka pembuatan kmpnen berdasarkan a'uan

tleransi gemetrik dengan tingkat kualitas sedang dan menengah. Ditin,au

dari #ungsin!a" mikrmeter dapat dibagi tiga !aitu ( mikrmeter dalam"

mikrmeter luar" dan mikrmeter kedalaman.

1. 2utside Mi'rmeter digunakan untuk mengukur dimensi luar

/. Inside Mi'rmeter digunakan untuk mengukur dimensi dalam

4. Mikrmeter kedalaman G Dept Mi'rmeter untuk mengukur

kedalaman

48


49/138

:ambar 4.6 *eis$,enis Mikrmeter

@ara memba'a Skala Mikrmeter luar dengan tingkat ketelitian 0"01 mm

*arak tiap strip diatas garis hrisntal pada uter slee%e adalah 1 mm"

dan ,arak tiap strip diba+ah garis adalah 0"7 mm. Pada skala timble tiap

strip nilain!a 0"01 mm. Hasil pengukuran pada mikrmeter di ba+ah ini

adalah ,umlah pemba'aan ketiga skala tersebut !aitu 6 0"7 0 >

6"70 mm

:ambar 4.7 @ara memba'a Mikrmeter k >

0"01

@ara memba'a Skala Mikrmeter luar dengan tingkat ketelitian 0"001 mm

*arak tiap strip diatas garis hrisntal pada uter slee%e adalah 1 mm"

dan ,arak tiap strip di+ah garis adalah 0"/7 mm. Pada skala thimble tiap

strip nilain!a 0"01 mm dan pada skala %ernier 0"001 mm. Hasil

pengukuran pada mikrmeter adalah ,umlah pemba'aan ketiga skala

tersebut !aitu (

49


50/138

5001,0

5,0===

kxz

:ambar 4.8 @ara memba'a Mikrmeter k > 0"001

Menentukan *umlah Bagian Skala Putar dengan ke'ermatan k > 0"01

Selinder putar diputar satu kali maka Prs ukur ma,umundur se,auh >

0"7 mm" dengan ke'ermatan k > 0"01 mm. *umlah bagian pada skala

putar dapat dihitung sebagai berikut (

50


51/138

100005,0

5,0===

k

xz

:ambar 4.9 Mikrmeter Luar dengan k > 0"01

Menentukan *umlah Bagian Skala Putar dengan ke'ermatan k > 0"007

Selinder putar diputar satu kali maka Prs ukur ma,umundur se,auh >

0"7 mm" dengan ke'ermatan k > 0"007 mm. *umlah bagian pada skala

putar dapat dihitung sebagai berikut (

:ambar 4.; Mikrmeter Luar dengan k > 0"007

4.4 Alat Ukur Linear -ak Langsung

Dalam dunia industri ban!ak di,umpai kmpnen permesinan !ang

mempun!ai knstruksi !ang 'ukup kmpleks ataupun 'ara pengukurann!a

terlalu lama" karena itu maka dibutuhkan 'araalat pengukuran !ang

praktis dan 'ukup teliti dengan ,alan menggunakan alat !ang disebut

alat ukur linier tak langsung. Adapun alat !ang dimaksud antara lain

dapat diuraikan berikut ini.

1. =uller :auge GPengukur @elah

Pengukur 'elah adalah alat ukur !ang digunakan untuk mengukur 'elah

!ang ke'il seperti 'elah busi" 'elah katup dan sebagain!a. 5aliper 'elah

51


52/138

dibuat dari ba,a !ang lentur dan berkualitas tinggi !ang biasan!a tiap

set terdiri dari 10 buah daun atau lebih.

:ambar 4.< =uller :auge

Ukuran !ang tertera pada tiap$tiap kaliper" dimulai dari ukuran 0"07

0"10 0"17 0"/0 0"40 0"60 0"70 0"80 0"90 dan 0";0 milimeter.

Ada ,uga kaliper 'elah dengan ukuran dalam in'h. Ukuran terke'il dari

kaliper 'elah adalah sekaligus menun,ukkan tingkat ketelitian !ang

dapat di'apai dari

alatalat ukur tersebut.

/. BlkBatang Ukur

Blkbatang Ukur berbentuk persegi pan,ang" bulat atau persegi

mempun!ai dua sisi se,a,ar dengan ukuran !ang tepat dan bahann!a

dibuat dari ba,a perkakas" ba,a khrm" ba,a tahan karat" khrm

karbida atau karbida tungsten. Satu set Blkbatang Ukur antaraterdiri dari ;; blk dan ada ,uga 11/ blk dengan rin'ian sebagai

berikut (

a. Dari Buku As!ari Dar!us

$ 4 blk !ang berukuran 0"7 1"00 1"0007 mm

$ < blk !ang berukuran 0"001 mm mulai dari 1"001 hingga

1"00 66/ mm.

Berapakah harga radius luar selinder tersebut

> G L O d /( ;d > G 66/ O 60 / ( ; 60

> 181806 ( 4/0 > 707"01/7 > 707 mm

4.6 Alat Ukur Sudut

Sudut adalah besaran pembukaan antara dua garis lurus !ang

berptngan pada suatu titik. 5mpnen permesinan mempun!ai

beraneka bentuk !ang tak bisa lepas dari pertemuan garis$garis lurus

sehingga membentuk sudut$sudut !ang harus diperhatikan dalam prses

pembuatann!a. Satuan sudut bidang dapat din!atakan dengan dera,at G

dan radian sedangkan sudut ruang din!atakan dengan steradian Gsr.

Satu keliling > /.W radian > 480 1 rad >

.2

360 >

180

1 radian > 79"/9/9/... 1 >

80Z > 4800

1 radian > 79 18Z /4

Alat ukur sudut langsung adalah busur " busur bilah GBe%el Prtra'tr"

pr#ile pr,e'tr dan 'linmeter. Alat ukur sudut tidak langsung adalah

Blk Ukur" Blk Sinus dan Angle Dekkr.

1. Busur Dera,at

60


61/138

:ambar 4.17 Busur Dera,at

/. Busur Bilah

:ambar 4.18 Busur Bilah

4. Pr#ile Pr,e'tr

61


62/138

:ambar 4.19 Pr#il Pr,ektr

6. @linmeter

:ambar 4.1; @linmeter

7. Blk Ukur Sudut

Dalam kmpnen tertentu diperlukan pengukuran sudut !ang tak dapat

dilakukan dengan pengukuran sudut lain ke'uali dengan men!isipkan blk

ukur sudut kedalamn!a. Untuk keperluan tersebut maka para akhli

instrumen meran'ang satu set blk ukur sudut dengan ukuran !ang

ber%arisai !aitu (

62


63/138

a. Menurut -mlinsn " satu set terdiri dari 14 blk !aitu (

$ 7 blk berukuran 1 4


64/138

dDLdDSin

=22

dDLdDarcSin

=2

.2

:ambar 4./0 Blk Ukur Sinus

@nth lain untuk mengukur benda ker,a tirus" maka diletakkan diatas dua

rl !ang berdiameter d dan D !ang dapat digeser$geser untuk mengatur

supa!a bagian atas benda ker,a men,adi datar.

8. Angle Dekkr

Angle Dekkr adalah salah satu instrumen untuk mengukur besaran sudut

dengan prinsip ker,a ptik dengan kapasitas pengukuran 0 sampai 1Z . @ara

pengukurann!a dapat dilakukan sebagai berikut (

$ Pasang blk standar sudut /0Z" stel lensa sehingga garis %ertikal pd

angka /0Z

64


65/138

$ Pasang benda ker,a dengan perlahan sambil amati sampai gerakan

stabil" garis

%ertikal pada angka 60Zberarti besar sudut benda > 60 O /0 > /0Z

:ambar 4./1 Angle Dekkr

4.8 Alat Ukur kedataran

Pengukuran sudut biasan!a dimulai dari sumbu mendatar psiti# sebagai

a'uan Gdatum. 5edataran !ang dimaksud adalah bila sudut !ang ter,adi

adalah 0atau 1;0. Ini artin!a tegak lurus terhadap gra#itasi bumi.

Dasar dari kedataran ini adalah si#at dari air !ang selalu menu,u

kedataran. Aplikasi dari kedataran ini ban!ak digunakan dalam dunia

teknik" misaln!a pembangunan gedung tinggi" pndasi permesinan maupun

dalam Land -pgraph!. Alat !ang sederhana dan ban!ak digunakan

untuk mengukur kedataran ini adalah Pendatar G?ater pas dan !ang

mdern adalah Autklimatr.

65


66/138

:ambar 4.// ?ater Pass

66


67/138

-au#iJ 'him

67


68/138

4.9 -ugas dan Diskusi

1. :ambarkanlah Skala utama dan nnius ,angka srng untuk

menun,ukkan

hasil pengukuran

a. 6"/0 mm b. ;"87 mm '. 1/"7/ mm d. inci12855

e. 6412 in'i

/. :ambarkanlah Skala utama dan nnius mikrmeter untuk

menun,ukkan

hasil pengukuran a. 6"/0 mm b. ;"84 mm '. 1/"6/7 mm d. 7"177 mm

e. 16"/// mm

4. *elaskan 'ara menentukan ukuran 'elah sebuah busi dengan

menggunakan

#iller R

6. Susunlah blk ukur !ang akan digunakan untuk mengukur 'elah !anglebarn!a ( a. 1/"4/1 mm b. 79"/1/ mm '. 96";89 mm

7. Berapakah besar sudut dari susunan blk ukur sudut di ba+ah ini R

68


69/138

8. *elaskanlah langkah$langkah mengukur sudut kedua benda diba+ah

dengan menggunakan blk ukur dan rll kemudian hitung besar

sudutn!a R

BAB I3

*ENIS DAN ME-2DE ALA- U5U

6.1 Pengukuran -empratur

-empratur adalah salah satu besaran pkk !ang sering berhubungan

dengan parameter teknik. Perpindahan tempratur umumn!a ber,alan

melalui prses knduksi" kn%eksi dan radiasi. Sesuai dengan si#atn!a

maka metde !ang ban!ak dipakai untuk mendeteksi maupun

memanipulasi tempratur men,adi sin!al utput adalah ( =illed S!stem"

Bimetal"-hermele'tri' G-ermkpel" Ph!rmeter dan -D

Untuk memilih metde atau ,enis !ang dipakai harus ditin,au dari empat

#aktr !aitu ( harga" akurasi" kesesuaian dan tingkat keper'a!aan.

Pertama #aktr harga harus selalu masuk pertimbangan guna guna

69


70/138

e#isiensi bia!a. =aktr akurasi ,uga men,adi tu,uan !ang penting untuk

mendapatkan hasil pengukuran !ang tepat. 5esesuaian !ang dimaksud

adalah sesuai dengan si#at medium !ang diukur misaln!a tidak krsi#"

reakti# dengan 'epat sehingga prses pengukuran lebih 'epat. =aktr

keper'a!aan ditekankan pada si#at alat ukur misaln!a ketahanan

terhadap suhu" misaln!a air raksa biasan!a digunakan untuk pengukuran

[ /00@ dan thermkpel men'apai 1/00@.

1. =illed S!stem G Merkuri" Alkhl"Pentane"-luena" @reste

@elupkan thermmeter

ke dalam es !ang

sedang men'air G0 @

psisi tinggi Hg L.

5emudian 'elupkan

thermmeter kedalam

air !ang sedang

mendidih G100 @ " psisi

tinggi air raksa Lt !ang

hargan!a tergantung

pada ke#isien muai

pan,ang dan selisih

tempratur \t

Lt > L G 1 .\t

-entukan ,umlah bagian

setiap skala"

satu bagian skala >

100100 o

LL

> 1 @

70


71/138

/. Bimetal

Bimetal adalah suatu kmpnen !ang terdiri dari dua lgam !ang

mempun!ai ke##isien muai pan,ang berbeda. 5e dua lgam tersebut

disatukan dengan las brak atau dilem sehingga bila dipanasididinginkan

akan melengkung.

:ambar 6.1 Bimetal

http(instrumentatinand'ntrllers.blgspt.'m/0100 t]4G1m^ G1mn_m^1mn`8Gh$lG-/$-1G1m ^

71
http://instrumentationandcontrollers.blogspot.com/2010/09/bimetallic-thermometer.htmlhttp://instrumentationandcontrollers.blogspot.com/2010/09/bimetallic-thermometer.htmlhttp://instrumentationandcontrollers.blogspot.com/2010/09/bimetallic-thermometer.htmlhttp://instrumentationandcontrollers.blogspot.com/2010/09/bimetallic-thermometer.html


72/138

+here" > radius # the 'ur%ature at the temperature -/. - > ttal thi'kness # the bimetalli' strip > Gt1t/ m > t1t/ > -hi'kness # l+er O epansinmetalthi'kness # higher O

epansin metal. l> 'e##i'ient # epansin # l+er epansin metal. h> 'e##i'ient # epansin # higher epansin metal. -1 > Initial temperature. -/ > temperature.http(en.+ikipedia.rg+ikiBimetalli'strip

@ur%ature# a Bimetalli' Beam(

?here E1and h1are the Cungcs Mdulusand height # Material 2neand E/and h/are the Cungcs Mdulus and height # Material -+. is the mis#it strain" 'al'ulated b!(

?here 1is the @e##i'ient # -hermal Epansin # Material 2ne and/is the @e##i'ient # -hermal Epansin # Material -+. - is the'urrent temperature minus the re#eren'e temperature Gthetemperature +here the beam has n #leure

Besar de#leksi G#rm AS-M standard B4;;" Standard Spe'i#i'atin #r-hermstat Metal Sheet and Strip dapat dihitung menggunakanumus (

dimana ( D > > de#le'tin in in'hes #r beams= > #lei%it! in range # temperature 'hange\- > temperature 'hanget > thi'kness # strip in in'hesL > #ree de#le'tin length in in'hes

72
http://en.wikipedia.org/wiki/Curvaturehttp://en.wikipedia.org/wiki/Young's_Modulushttp://www.astm.org/cgi-bin/PostProcess?/STAND/b/268bstand.html+/export/htdocs/astm.org++B388http://en.wikipedia.org/wiki/Curvaturehttp://en.wikipedia.org/wiki/Young's_Modulushttp://www.astm.org/cgi-bin/PostProcess?/STAND/b/268bstand.html+/export/htdocs/astm.org++B388


73/138

Besar de#leksi meenurut :ie'kcs Design =rmulas #r BiMetalli' Strips

*enis$,enis Bimetal 1. Bimetal Strip

/. Bimetal @antile%er 4. Bimetal Heli 6. Bimetal Spiral

4. -ermelektrik -ermkpel

Prinsip termelektrik !ang ditemukan leh Seebe'k tahun 1;/1

merupakan dasar dari beberapa ,enis alat ukur tempratur seperti

termkpel. Bila dua lgam !ang berbeda dihubungkan kemudian dipanasi

akan timbul beda ptensial !ang dapat dihubungkan ke mili%lt atau

ptensimeter untuk mengukur besarn!a em# Gele'trmti%e #r'e !ang

dihasilkan. Besar em# ini dapat digunakan untuk mengukur tempratur

dengan ,alan mengkalibrasi terlebih dulu. Instrumen !ang menggunakan

ini dikenal dengan p!rmeter termelektrik. P!rmeter ini beker,a

berdasarkan radiasi karena adan!a panas tanpa di'elupkan ke medium

!ang diukur" sedangkan -ermkpel beker,a berdasarkan knduksi

dimana sensrn!a di'elupkan ke dalam medium !ang diukur. Dalam

peren'anaan instrumen termelektrik ada lima #aktr !ang sangat

mempengaruhi em# utput !aitu (

73


74/138

a. Perpindahan 5alr 5nduksi

5nduksi kalr sederhana adalah rata$rata perpindahan panas

sebanding dengan gradien tempratur !ang menurut =urier adalah (

dxdTAkQ ..= G+att

k ( ke#isien kndukti%itas panas material G+att'm.5

b. 5erugian Energi

Aliran listrik !ang mela+an tahanan merupakan kerugian energi pada

medium penghantar !ang menurut Hukum 2hm adalah (

Te > 3 I > I/ G+att

'. E#ek Seebe'k

Bila dua material p dan n dihubungkan dalam satu sirkuit dan

mendapat panas maka timbul kerugian energi pada medium

penghantar. Seebe'k memberikan suatu persamaan hubungan si#at

material" ptensial termelektrik dengan tempratur dengan ke#isien

Seebe'k !ang disebut thermele'tri' p+er adalah sebagai berikut (

d. E#ek Peltier

E#ek Peltier men!ebutkan apabila arus listrik mengalir dari

penghantar mele+ati suatu sambungan" se,umlah energi diba+a leh

pemba+a muatan ke sambungan G,un'tin dari material p GTp" dan

energi ini diba+a dari sambungan ke material n GTn maka Tp Tn

e. E#ek -hmpsn

74


75/138

E#ek -hmpsn men,elaskan bah+a terdapat pen!erapan atau

pelepasan blak$balik dalam penghantar !ang terkena panas se'ara

simultan. :radien ptensial hasil dari perbedaan tempratur adalah

psiti# searah dengan gradian tempratur.

*adi 3ltase dan Da!a berguna !ang diprduksi leh peralatan adalah (

3ut > m.pn.\- O I.g Put> I.3ut

3ut ini terba'a pada mili%ltptensimeter !ang selan,utn!a akan

dikn%ersi

atau dikalibrasi ke tempratur.

Metde Pengukuran -ermkpel

:ambar 6./ -herm'ple

75


76/138

Salah satu metde pengukuran adalah metde de#leksi !ang 'ukup

sederhana" dimana tegangan gerak listrik !ang timbul karena adan!a

perbedaan suhu antara titik ukur dan terminal keluar dari instrument

dan diukur dengan %ltmeter.

Arus !ang mengalir RxRgEI+

= bila dikalikan dengan RgRg

maka didapat

atau

dimana ( E ( tegangan sumber termkpel

Eg ( tegangan utput !ang ter,adi akibat perubahantempratur

g ( -ahanan dalam 3ltmeter

( -ahanan ka+at dan dalam termkpel

I ( Besar arus !ang mengali

6. -ermelektrik D-

esistan'e -hermmeter Dete'tr merupakan salah satu sensr untuk

mengukur tempratur !ang sirkuitn!a lebih sederhana. Prinsip ker,an!a

adalah karena adan!a perubahan suhu maka ter,adi pertambahan

pan,ang ka+at !ang berkaitan langsung dengan menambahmenurunkan

tahanan. Perubahan tahanan ini berbanding lurus dengan perubahan

76


77/138

tegangan !ang terdeteksi. Adan!a perbedaan tegangan ini dikalibrasi

men,adi perubahan tempratur. Bahan dari alat ini ada !ang dari

tembaga" granium tetapi !ang ban!ak digunakan dari platinum sehingga

sering ditulis dalam kde P-D.

:ambar 6.4 esistan'e -hermmeter

Dete'tr

Bentuk sirkuit sederhana dari -D ini dapat digambarkan sebagai

berikut (http(+++.branm.'mliteraturertd.html

E s

$$$ > $$$$$$$$$ $$$$$$$$$

E $ s

> ati Arms

> Prbe resistan'e Gat

temperature

77
http://www.branom.com/literature/rtd.htmlhttp://www.branom.com/literature/rtd.html


78/138

s > Balan'ing arm GeJual

t at l+est

temperature

+hi'h ma! be %ariable

#r &er set.

Dari hasil per'baan menghasilkan gra#ik nnlinier " ,adi supa!a

menghasilkan gra#ik mendekati linier diusahan harga tahanan besar

atau 10 .s dan demi keamanan alat maka besar arus listrik [ 1

mA.

Dalam bentuk lain seperti sirkuit diba+ah ini" ? adalah tahanan"

gunakan arus listrik 1 mA pada 0@ dengan membuat ?1> 100

dan s > /600 "

*adi ( Arus !ang mengalir I > /"7 3 G100 /600 > 0"001 A

-egangan P-D 3 P-D> 3 G P-D G P-D /600.

78


79/138

6./ Pengukuran -ekanan

-ekanan Gpressure perbandingan antara ga!a !ang beker,a dengan luas

penampang. -ekanan ini mempun!ai satuan !ang sama dengan tegangan

!aitu Pas'al GPa atau Nm/. Pengukuran tekanan ini disebut tekanan

relati# !ang dide#inisikan sebagai hasil selisih antara tekanan mutlak

dengan tekanan atms#ir. -ekanan mutlak GAbslute Pressure adalah

tekanan !ang sesungguhn!a ter,adi didalam tempat !ang diukur dengan

dasar perhitungan mulai dari harga nl G%akum. *adi tekanan %akum

Ghampa dianggap mempun!ai harga nl Pas'al" atau menurut

Hlman"1


80/138

:ambar 6.6 Batas$batas -ekanan

Satuan tekanan !ang sering dipakai adalah (

1 Atms#ir Gatm > 980 mmHg > 16"8 1"014/7 107Pa

1 Pas'al GPa > 1 Nm/

1 -rr > 1 mmHg

1 Bar > 1 5g'm/> 107Pa > 10 mka.

Aplikasi tekanan ini 'ukup luas dengan beraneka ragam medium sehingga

peren'anaan kmpnen alat ukur tekanan seperti sensr dan tranduser

disesuaikan dengan si#at dan ,enis maupun tingkatan nilai !ang diukur.

Beberapa tipe sensr " tranduser alat ukur tekanan akan diuraikan

berikut ini.

1. Pengukuran Beda -ekanan dengan Manmeter -abung

a. U -ube Man. b. @istern Man. '.

In'lined -ube Man.

80


81/138

:ambar 6.7 *enis$,enis Manmeter-abung

Menurut Hukum Pas'al" pada ketinggian !ang sama maka tekanann!a

sama

P1 1.g.h > P/ /.g.h ,adi Beda -ekanan \P > P1$ P/>g.h G/$ 1

/. Pengukuran -ekanan dengan -abung Burdn

:ambar 6.8 -abung Burdn

-abung Burdn merupakan alat ukur !ang ban!ak digunakan karena

mempun!ai daerah pengukuran 'ukup besar G0 sampai 900 atms#ir

dan hargan!a 'ukup murah.-abung Burdn terbuat dari paduan lgam

!ang dipasang melengkung membentuk huru# @. -abung !ang

berpenampang tipis tersebut leh pengaruh tekanan akan mengembangdan bergerak ke arah luar. Untuk tekanan sampai 800 psi bahan

tabung terbuat dari perunggu Gbrn&e" tekanan sampai dengan

10.000 psi terbuat dari paduan beril!um$tembaga sedangkan untuk

pengukuran tekanan 10.000 psi atau lebih digunakan ba,a tak

berkarat Gstainlesssteel maupun paduann!a.

4. Pengukuran -ekanan dengan Dia#ragma

81


82/138

http(alaminstrument.blgspt

.'m/01109pressure.html

:ambar 6.9 -randuser Dia#ragma

Ban!ak sensr tekanan !ang bergantung pada de#leksi sebuah

pengukuran dia#ragma. Dia#ragma adalah sebuah 'akram !ang #leksibel

sehingga bentukn!a bisa sa,a datar atau bengkk knsentris. Dia#ragma

terbuat dari lembaran lgam dengan dimensi tleransi tinggi. Dia#ragma

bisa digunakan sebagai alat islasi terhadap 'airan pemprses atau

aplikasi dengan tekanan tinggi. Bisa ,uga digunakan sebagai alat

pengukur tekanan dengan transduser elektrik. Dia#ragma sudah

berkembang dan terbukti. Desain mdern memungkinkan masalah

histerisis"gesekan" dan kalibrasi dapat diabaikan ketika alat$alat !ang

sesuai digunakan. Seleksi materi dia#ragma sangat penting dan sangat

82
http://alaminstrument.blogspot.com/2011/07/pressure.htmlhttp://alaminstrument.blogspot.com/2011/07/pressure.htmlhttp://alaminstrument.blogspot.com/2011/07/pressure.htmlhttp://alaminstrument.blogspot.com/2011/07/pressure.html


83/138

tergantung pada aplikasi. -embaga ber!llium memilki elastisitas !ang

bagus sedangkan NI$SPAN @ memiliki ke#isien elastisitas suhu !ang

sangat rendah. Stainless steel dan insnel digunakan dalam aplikasi

suhu !ang ekstrim" dan sesuai dengan lingkungan !ang bersi#at krsi.

Tuart& merupakan pilihan terbaik untuk histerisis dan dri#t !ang

rendah.

6. Pengukuran -ekanan dengan Elemen Bell+s

Pengukuran tekanan dengan bell+s sangat ppuler digunakan di

industri karena dianggap lebih andal dan mudah ditangani. Elemen

Bell+s merupakan elemen elasti' pada arah aksial .Biasan!a terbuat

dari kuningan " #s#r" berrillium$ tembaga "mnel " stainless steel"

in'nel . Dengan elemen ini dapat diperleh hubungan !ang linier

antara tekanan dan simpangan Gperubahan %lume.. Pada gambar

diba+ah ini ditun,ukkan prinsip pemakaian bell+s untuk pengukuran

tekanan abslute " tekanan relati%e dan tekanan de#erential.

:ambar 6.9 -randuser Bell+s

83


84/138

. Pada umumn!a sebagian besar bell+s digunakan untuk pengukuran

tekanan pada daerah !ang rendah" G abslute atau di##erential "

.Pemakaian !ang ban!ak adalah sebagai elemen pengukuran"

re'rder " dan elemen pengendalian G 'ntrller dengan ,enis

pneumati'.

5eunggulan Elemen Bell+s antara lain adalah (

a 5ntruksin!a kuat dan sederhana" dan hargan!a agak murah.

b Baik untuk tekanan rendah dan menengah.

' Dapat digunakan untuk tekanan mutlak" relati#"dan di##errential.

Adapun kelemahann!a adalah ( a Memerlukan kmpensasi

temperature. b -idak dapat digunakan untuk mengukur tekanan

tinggi. ' -idak ''k untuk mengukur tekanan dinamik. d Mempun!ai

histerisis dan dri#t !ang besar.

7. Pengukuran -ekanan dengan -randuser Elektrik

-randuser Elektrik adalah salah satu tranduser !ang ban!ak

digunakan dalam pengukuran tekanan karena dapat ber#ungsi untuk

mengubah sin!al tekanan ke sin!al listrik sehingga besarann!a lebih

mudah diukur. -randuser Elektrik ini beraneka ragam ,enis"

diantaran!a dapat diuraikan berikut ini (

a. -randuser Strain :auge

Strain :age adalah elemen trandu'er !ang dapat merubah

perubahan dimensi linier G pan,ang perpindahan " pegerakan men,adi

perubahan tahanan listrik . Strain gage dapat dilekatkan pada batang

84


85/138

atau klm metal" elemen dia#ragma metal" elemen tabung burdn

dsb. Beberapa kelebihan alat ini antara lain (

a Ukurann!a ke'il dan mudah dipasang. b 5etelitiann!a sangat

tinggi. ' Daerah pengukurann!a sangat lebar. d 5estabilann!a

sangat tinggi. e Sin!al keluarann!a dapat dikndisikan denganmudah.

# -idak ada bagian bagian !ang bergerak g -idak peka terhadap

getaran dan ke,utan. h 5e'epatan respnn!a tinggi" sehingga dapat

digunakan untuk pengukuran tekanan dinamik. Sedangkan

kelemahann!a ( a Sensiti# terhadap temperatur. b Hargan!a mahal.

' Memerlukan sumber tegangan listrik !ang stabil

:ambar 6.; -randuser Strain :auge

85


86/138

-he de%i'e is used air'ra#t 'mpnent testing. Here als the measure# stress and pressure is the main issue. =r this" strain gauges #%er! small si&e are 'nne'ted t stru'tural members" linkages and sn.

:auge =a'tr EJuatin := > _\:`E

\ O esistan'e prdu'ed b! the strain

: O esistan'e # gauge be#re appli'atin # stress

E O Strain prdu'ed

ead mre( http(+++.'ir'uitstda!.'mstrain$

gaugei&&1?Ln99IgUnder @reati%e @mmns Li'ense( Attributin

b. -randuser Pie&elektrik

Prinsip ker,a dari elmen ini adalah dibangkitkann!a tegangan listrik

diantara kedua permukaan kristal leh karena adan!a de#rmasi. *ika

de#marsi tersebut disebabkan leh ga!a tekanan !ang beker,a

pada kristal" maka bisa diperleh hubungan antara tekanan dan sin!al

listrik. @nth !ang ban!ak di,umpai adalah mi'rpun. Untuk

mengukur tekanan udara" bahan !ang ban!ak digunakan adalah garam

r'hele" Juart&" barium titanat" lithium sul#at dan sebagain!a.

5ristal pie&elektrik !ang ditempatkan diantara elektrde bila

mendapat tekanan akan mengalami de#rmasi. De#emasi ini

mengubah tahanan sehingga menimbulkan beda ptensial !ang dapat

dikalibrasi men,adi besaran tekanan.

86
http://www.circuitstoday.com/strain-gauge#ixzz1WLno77Ighttp://www.circuitstoday.com/strain-gauge#ixzz1WLno77Ighttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0http://www.circuitstoday.com/strain-gauge#ixzz1WLno77Ighttp://www.circuitstoday.com/strain-gauge#ixzz1WLno77Ighttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0


87/138

:ambar 6.< -randuser Pie&elektrik

Akibat tekanan menimbulkan de#rmasi sehinggga timbul muatan

induksi kristal !ang besarn!a adalah ( T > d. = > d . p. A@ulumb

-egangan !ang keluar kristal E > g . t . p 3lt

Dimana ( T ( muatan induksi G@ A ( Luasan kristalGm/

d ( knstanta pie&elektrik g ( 5epekaantagangan G3mN

= ( :a!a GN E ( -egangan

!ag timbul G3

p ( tekanan GPa t ( -ebal5ristal Gm

'. -randuser 5apasiti#

Pengukuran tekanan kapasiti# melibatkan sensr terhadap perubahan

kapasitansi !ang hasil dari pergerakan dia#ragma. Sensr energi

87


88/138

elektrik dengan silatr #rekuensi tinggi. Seperti dia#ragma

dibelkkan karena perubahan tekanan" kapasitansi relati# diukur

dengan sirkuit ,embatan. Ada dua desain !ang 'ukup umum. Cang

pertama adalah desain dua$plat dan dikn#igurasi untuk berperasi

dalam mdus seimbang atau tidak seimbang. Cang kedua adalah

desain kapasitr tunggal. Mdus seimbang adalah dimana re#erensi

kapasitr !ang ber%ariasi untuk memberikan tegangan nl pada

utput. Mdus seimbang memerlukan pengukuran rasi utput untuk

eksitasi tegangan untuk menentukan tekanan. *enis pengukuran

tekanan 'ukup akurat dan memiliki ,angkauan perasinal !ang luas.

Pengukuran tekanan kapasiti# ,uga 'ukup umum untuk menentukan

tingkat dalam

tangki atau kapal.

:ambar 6.10 -randuser 5apasiti#

d. -randuser -ahapan 3ariabel

Pengukuran tekanan dengan menggunakan tranduser ,enis ini sangat

ban!ak digunakan" ada !ang linier dan ada ,uga dalam bentuk

melingkar Gsudut. Alat ini sering ,uga dikenal dengan nama tahanan

88


89/138

ptensimeter Gptentimeter resistan'e. Sumber tekanan digunakan

menggerakkan sensr baik lurus atau bentuk sudut dan selan,utn!a

mengubah besar tahanan dan akan berpengaruh terhadap arus !ang

mengalir. Besaran arus !ang ber%arisi akibat perubahan tahanan

dikalibrasi men,adi besaran tekanan !ang diukur.

:ambar 6.11 -randuser Ptesimeter

6.4 Pengukuran Le%el =luida +++.agussu+asn.'m

Pada industri kimia" ban!ak tangki dan tabung dipakai untuk men!impan

bahan baku dan prduk berupa 'airan. Pen!impanan perlu diketahui

%lume dan in%entarisn!a. Prses #luida dalam #ase 'air terus$menerus

ditampung atau dialirkan ke tangki atau tabung pen!impanan. Permukaan'airan dalam tangki harus dibuat setabil agar perasi dalam pabrik

dapat setabil. Ban!akn!a 'airan !ang terdapat dalam tangki dapat

diketahui dengan mendeteksi tinggi dari permukaan 'airan dalam tangki

prses. Permukaan 'airan dibuat tetap dengan mengendalikan la,u arus

'airan !ang dilakukan dari dasar tangki menggunakan 'ntrl %al%e dan

89
http://www.agussuwasono.com/http://www.agussuwasono.com/


90/138

sarana lainn!a. Sebelum dikendalikan maka perlu pengukuran tinggi

%lume 'airan didalam be,ana dengan tu,uan (

$ Men'egah kerusakan eJuipment dan kerugian akibat 'airan bahanuntuk

prses industri terbuang.

$ Pengntrlan ,alann!a prses.

$ Mendapatkan spesi#ikasi !ang diinginkan seperti pada E%apratr

Metde pengukuran le%el 'airan ini biasan!a dilakukan dengan beberapa

'ara " antara lain adalah ( 1. Mekanik Langsung dan tidak Langsung /.

Pneumatik 4. Elektrik 6. Ultrasni' 7. Nu'leni' :auge.

1. Metde Mekanik

a. Metde Pengukuran Langsung sangat sederhana dan e#ekti#" -inggi

permukaan 'airan dapat dilihat langsung dan diduga kedalamann!adengan menggunakan mistar ukur" gelas penduga" dan lainn!a.

Dengan diketahuin!a tinggi permukaan 'airan maka %lume dari

'airan !ang diukur dapat di'ari bila dikehendaki.

Mistar Ukur adalah suatu batang dengan skala !ang telah

dikalibrasi di'elupkan se'ara %ertikal dari atas ke dalam 'airan !ang

akan diukur" atau dimasukkan sampai ter,adi sentuhan antara

permukaan 'airan dan u,ung mistar ukur. 5etinggian permukaan

diba'a pada batas pembasahan mistar. Nilai ukur tergantung pada

besar dan bentuk +adah. Mistar ukur han!a bleh digunakan untuk

+adah !ang sebelumn!a dipakai untuk mengkalibrasi mistar !ang

bersangkutan. Apabila digunakan mistar ukur !ang salah atau 'ara

pen'elupan !ang tidak betul Gmisaln!a miring" nilai ukur akan

90


91/138

men,adi salah pula. Mistar ukur merupakan alat ukur !ang paling

sederhana untuk 'airan dalam +adah terbuka !ang tidak terlalu

tinggi. -idak ''k untuk pengukuran !ang berulangkali dan menuntut

ketelitian tinggi. *uga tidak ''k untuk pengukuran dalam be,ana

bertekanan atau %akum atau berisi 'airan berbusa.

a. Mistar Ukur b. :elas Penduga'. Pelampung

:ambar 6.1/ Alat Ukur Le%el =luida Langsung

:elas penduga dapat menun,ukkan tinggi permukaan 'airan dalam

suatu be,ana atau 'ntainer se'ara langsung. Prinsip !ang

dipergunakan pada gelas penduga adalah prinsip be,ana berhubungan.

:elas penduga GLe%el glass terdiri dari dua ,enis !aitu u,ung

terbuka dan u,ung tertutup. :elas penduga u,ung terbuka

dipergunakan pada tangki$tangki tidak bertekanan !ang tinggin!a

tidak melebihi 1"7 meter" seperti tangki$tangki penampung min!ak

diesel mtr bakar dan lain$lain. :elas penduga u,ung tertutup

dengan be,ana bertekanan tinggi. Bah+a kedua u,ung gelas penduga

dihubungkan dengan be,ana. Le%el glass !ang dipergunakan untuk

91


92/138

'airan !ang bertekanan tinggi harus diberi pelindung ka'a tahan

banting dan harus dilengkapi dengan kerangan$kerangan islasi !ang

memungkinkan le%el glass dilepas dari sistem se+aktu perbaikan atau

pembersihan.

Pelampung !ang diletakkan diatas permukaan #luida didalam be,ana

dihubungkan dengan tali ke massa penun,uk ukuran !ang menempel

pada dinding bagian luar be,ana. Bila pelampung bergerak sesuai

dengan psisi permukaan #luida maka massa penun,uk ukuran pun

bergerak berla+anan" artin!a bila pelampung naik maka penun,ukbergerak turun menun,ukkan tinggi permukaan #luida dalam be,ana.

Bentuk lain dari penggunaan pelampung dapat dilihat pada gambar

berikut ini dengan tu,uan mempermudah pemba'aan tinggi le%el dalam

tabung.

:ambar 6.14 =lat Le%el +ith @unter+eight

b. Metde Pengukuran -idak Langsung" :a!a pada 'airan menghasilkan

gerak mekanik. Pergerakan mekanik ini kemudian dikalibrasi kedalam

bentuk skala angka$angka. Metda !ang digunakan se'ara luas untuk

92


93/138

mengukur permukaan adalah Hk :auge" Pemberat dengan Pita"

Penggeser dan lainn!a.

a. Hk :auge b. Pemberat dgn Pita '.

Penggeser

:ambar 6.16 Alat Ukur Le%el =luida tidak Langsung

Hk :auge adalah salah satu ,enis pengukuran le%el #luida

berbentuk kail !ang beker,a berdasarkan prinsip tekanan. Alat ini

di'elupkan ke dasar be,ana" sehingga tekanan #luida masuk le+at

u,ung ba+ah menekan udara didalamn!a. -ekanan ini dikalibrasi

men,adi tinggi permukaan #luida !ang ditun,ukkan pada peraga bagian

atas alat tersebut.

Pemberat dengan Pita" @ara termudah untuk mengukur tinggi

permukaan 'airan dalam tangki$tangki ialah dengan menggunakansebuah pipa pengukur !ang diberi bbt pemberat. Bbtn!a

diturunkan kedalam tangki dan tinggi permukaan 'airan dilihat

langsung pada pita pengukuran Gpita ini telah diberi skala. Sistem

pengukuran seperti ini sering dilakukan pada tangki$tangki !ang

mengandung 'airan !ang bisa melengket dan memberikan bekas

+arna pada pengukuran @rude il" @ndensate H!dr'arbn dan lain$

93


94/138

lain. Disamping itu pada tangki harus disediakan lubang agar bbt

dapat masuk dan diturunkan.

Alat Ukur Dengan Penggeser" disebut Displa'er adalah karenapada prinsipn!a nilai gerak apung !ang dihasilkan leh displa'er

didesain untuk menggantikan Gdispla'ement nilai %lume 'airan !ang

menghasilkan gerak apung tersebut. Prinsip ker,a menurut Hukum

Ar'himedes tentang adan!a tekanan hidrstatika pada benda apung.

Per'baan pertama tanpa adan!a #luida maka timbangan

menun,ukkan massa benda 4 lb. Per'baan ke dua" #luidadimasukkan setinggi 9 in'hi maka timbangan menun,ukkan / lb.

Per'baan ke tiga" #luida dimasukkan setinggi 16 in'hi maka

timbangan menun,ukkan massa 1 lb. *adi bila dinginkan maka

dikalibrasi dengan 4 lb eJi%Jlen dengan 0 in'hi" / lb eJi%Jlen dengan

9 in'hi" 1 lb eJi%Jlen dengan 16 in'hi dan seterusn!a.

Bentuk lain dari alat ukur ini adalah penggeser !ang dilengkapi

alat peraga seperti :ambar 6.17 !ang menun,ukkan disain dari

penggeser dengan meteran penun,uk. Perhatikan bah+a tabung

pemuntir dipergunakan langsung untuk menggerakan penun,uk

Gpinter. Penggeser selalu dihubungkan dengan transmitter sin!al.

2utput dari transmitter kemudian dikirimkan ke meteran penun,uk.

2utput ini bisa berupa sin!al pneumati' maupun sin!al listrik.

94


95/138

:ambar 6.17. Penggeser dengan Meteran

/. Metde Pneumatik

Salah satu tipe !ang menggunakan metde pneumatk untuk mengukur

le%el #luida adalah Bubbler Le%el gage !ang beker,a berdasarkan

prinsip tekanan. -ekanan #luida tergantung pada psisi ketinggian !ang

diukur. Besarn!a tekanan dapat diba'a pada :auge kemudian dikalibrasi

men,adi besaran tinggi #luida.

:ambar 6.18 Bubbler Le%el gage

95


96/138

4. Metde Elektrik

Mengukur tinggi le%el #luida menggunakan metde elektrik 'ukup ban!ak

dengan menggunakan tranduser !ang be%ariasi seperti strain gage"resistr" 'apa'itan'e. Salah satu diantaran!a adalah menggunakan

ptensimeter seperti gambar diba+ah ini.

:ambar 6.19 =lat Le%el +ith Elektri'

:erak naik$turunn!a pelampung akan menambahmenurunkan besarn!a

tahanan listrik !ang berpengarug langsung terhadap besarn!a %ltase

!ang terba'a pada 3ltmeter. Besaran 3ltase ini dihitungdikalibrasi

men,adi tinggi le%el #luida di dalam tabung.

6. Metde Ultrasni'

Metde Ultrasnik beker,a berdasarkan prinsip pemantulan seperti

gambar di ba+ah ini.

96


97/138

:ambar 6.1; Pengukuran Le%el =luida dengan Sistem Ultrasni'

Penggunaan s!stem ini sangat ban!ak digunakan dalam dunia teknik

karena hasiln!a presisi dan praktis. @nth lain penggunaann!a adalah

dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut" ketebalan dinding "

psisi 'a'at material pengelasan dan sebagain!a.

7. Nu'leni' :auge

Sistem ini menggunakan sinar radiakti# dan digunakan mengukur le%el

#luida dengan ketinggian !ang relati# ke'il. Sinar radiakti# dilepas dari

dinding Gkiri merambat dan menembus dinding Gkanan dengan kekuatan

rambatan !ang berbeda bila medium didalam tabung berbeda G'airan

dan udara. 5ekuatan rambatan tertentu dapat diterima detektr dan

dikirimkann!a ke rela! !ang selan,utn!a dapat dikalibrasi dan diba'abesarn!a tinggi #luida pada alat peraga.

a. 2n2## Nu'leni' Le%el :auges b. @ntinuus Le%el Nu'leni'

:auges

:ambar 6.1< Pengukuran Le%el =luida dengan Nu'leni' :auge

6.6 Pengukuran 5e'epatan

97


98/138

5e'epatan adalah besarn!a perpindahan dalam +aktu tertentu.

5e'epatan umumn!a dapat dikelmpkkan men,adi dua !aitu 5e'epatan

Linier dan tasi. 5e'epatan linier adalah bilamana bentuk

perpindahann!a berupa garis lurus sedangkan rtasi bila perpindahann!a

berupa garis lengkung atau lingkaran. Besarn!a ke'epatan merupakan

perbandingan ,arak dengan +aktu. 5e'epatan Linier tSV = Gmde.

Bila ,arak !ang ditempuh berupa lingkaran maka ,arak !ang ditempuh

adalah merupakan keliling S > W.d Gm sehingga besarn!a 5e'epatan

putarkeliling 3r > W.d.n Gmmen.

Setiap benda bergerak pasti mempun!ai ke'epatan" ,adi pembahasan

alat ukur ke'epatan ini harus didasarkan bentuk dan ,enis gerak

bendan!a. Se'ara sederhana" alat ukur untuk mengukur ke'epatan

diperlukan meteran untuk S dan d "dan Stp+at'h untuk t serta

ta'hmeter untuk n. Mengingat begitu kmplekn!a benda bergerak

maka akan dibahas beberapa ,enis ke'epatan !ang sering di,umpai

dalam kehidupan sehari$hari.

1. 5e'epatan Aliran =luida

a. Pengukuran La,u Aliran menggunakan Baling$baling

http(+++.ri#Jin.'mmenulis#l+$measurement$and$

'al'ulatin

98


99/138

:ambar.1 Baling$baling

:ambar 6./0 Pengukuran La,u Aliran dengan Baling$baling

Metde ini merupakan 'ara sederhana dan murah untuk pengukuran

#l+ #luida terutama #luida 'air. Prinsip ker,a teknisn!a adalah

ketika ada aliran #luida !ang melalui baling$baling maka baling$baling

akan berputar" dari putaran tersebut dapat kita sensing dengan

berbagai 'ara salah satun!a dengan hubungkan ke sebuah rtar!

'unter Gdigital !ang akan menghitung ,umlah putaran baling$baling

dalam 1 detikmenitn!a . Dari nilai !ang dihasilkan maka dapat

diketahui ke'epatan #luida tersebut" ke'epatan #luida akan

berbanding lurus dengan ke'epatan putar baling$baling. !ang mana

untuk mengetahui ke'epatann!a kita perlu membandingkann!a dengan

alat untuk mengukur #l+ !ang sudah terkalibrasi !ang kemudian

hasil pengukuran alat tersebut dibagi dengan Luas Penampang pipa"

maka akan dihasilkan ke'epatan dari #luida Gms.

5e'epatan Aliran AQ

V = mdet

Dengan 'ara ini kita dapat mengkalibrasi dan mengkn%ersike'epatan putar baling$baling men,adi =l+ Gm4 s. Setelah

ke'epatan aliran tersebut terkalibrasi maka untuk menghitung la,u

aliran #luida han!a tinggal membagikan dengan luas penampang pipa

Gm/ maka didapatlah nilai akhir dari ke'epatan aliran #luida.

b. Pengukuran La,u Aliran menggunakan 2ri#i'e

99


100/138

@ara ini ban!ak digunakan di industri il F gas untuk pengukuran

#l+ pada pipa. 2ri#i'e merupakan salah satu kmpnen dari

perangkat primer Gprimar! de%i'e !ang digunakan untuk mengukur

ke'epatan aliran dengan ,alan mengubah luasan !ang dilalui aliran

#luida tersebut .

:ambar 6./1. Bentuk 2ri#i'e

Seperti terlihat pada gambar di atas" ketika #luida mengalir

melalui 'elah sempit maka akan ter,adi perubahan pla aliran !ang

men!ebabkan perbedaan tekanan sebelum dan setelah mele+ati

ri#i'e. 5emudian tekanan #luida tersebut akan kembali nrmal

setelah beberapa saat mele+ati ri#i'e. -erlihat pada gambar

dengan tabung U terdapat perbedaan tekanan dimana tekanan

setelah mele+ati 'elah ri#i'e lebih rendah Gter,adi perbedaan

tekanan.

5ita asumsikan Stead! State" densitas #luida knstanGin'mpressible" dan alirann!a laminer serta tidak ada perubahan

ketinggian pada pipa hri&ntal maka dapat digunakan persamaan

Bernulli

5arena

maka

100


101/138

Persamaan tersebut merupakan persamaan teritis !ang ideal untukmendapatkan nilai #l+ dengan perhitungan ke#isien dis'harge G@d

dan #aktr beta G> d/ d1

Maka nilai =l+ dengan perhitungan ke#isien dis'harge dan #aktr

beta adalah(

+here(

T > %lumetri' #l+ rateGat an! 'rss$se'tin" mfs

> mass #l+ rateGat an! 'rss$se'tin" kgs

@d> 'e##i'ient # dis'harge" dimensinless

@ > ri#i'e #l+ 'e##i'ient" dimensinless

A1 > 'rss$se'tinal area # the pipe" m^

A/> 'rss$se'tinal area # the ri#i'e hle" m^

d1 > diameter# the pipe" m

d/> diameter # the ri#i'e hle" m

> rati # ri#i'e hle diameter t pipe diameter"dimensinless

31 > upstream #luid %el

teknik pengukuran

Documents