Pendahuluan Pengukuran

Perlunya  kita mengenali beberapa  istilah yang dipakai dalam teknik pengukuran yang mungkin belum disinggung pada bahasan materi sebelumnya. Hal ini penting sebab untuk menjaga agar tidak terjadi kesalahan yang besar dalam melakukan pengukuran. Istilah-istilah tersebut adalah sebagai berikut :

1.         Instrument : sebuah alat untuk menentukan nilai atau besaran suatu kuantitas / variabel
2.    Ketelitian ( ACCURACY ) : Harga terdekat suatu pembacaan pengukuran mendekati harga sebenarnya dari variabel yang diukur
3.     Ketepatan ( PRECISION ) : Suatau ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang serupa. Dengan memberikan suatu harga tertentu bagi sebuah variabel. ketepatan ( presisi ) merupakan suatu ukuran tingkatan yang menunjukkan perbedaan hasil pengukuran pada pengukuran-pengukuran yang dilakukan secara urutan
4.   Sensitivitas ( SENSITIVITY ) : Perbandingan antara sinyal keluaran atau respon instrument terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur
5.    Resolusi ( RESOLUTION ) : Perubahan terkecil dalam nilai yang diukur terhadap tanggapan instrument
6.    Kesalahan ( ERROR ) : Penyimpangan variabel yang diukur ( hasil pengukuran ) dari harga             ( nilai ) yang sebenarnya


Pada butir 6 kesalahan terjadi karena beberapa sebab dan umumnya kesalahan dibagi 3 jenis utama :
a)      Kesalahan Umum ( Gross Error ) : disebabkan oleh manusia
Contoh : Pembacaan alat ukur ; penyetelan tidak tepat ; pemakaian tidak sesuai ; salah penaksiran
b)      Kesalahan Sistematis ( Systematic Error ) : Kekurangan pada instrument ,
Contoh : Kerusakan ; Aus ; pengaruh lingkungan
c)      Kesalahan tak disengaja ( Random Error ) : Oleh penyebab-penyebab yang tidak langsung diketahui
Contoh : Perubahan-perubahan parameter ; sistem pengukuran secara acak

Keterkaitan dalam pembacaan skala multimeter khususnya sistem analog sangat besar dengan kesalahan yang mungkin terjadi , terutama kesalahan umum ( gross error ). Adapaun prosentase kesalahan umum dapat dirumuskan.

Pengukuran Arus Dan Tegangan

Pendahuluan
Pengukuran tahanan selain dilakukan dengan menggunakan ohm meter, dapat juga dilakukan dengan methode Voltmeter Ampermeter ( Metode pengukuran arus dan tegangan ). Metode ini cukup populer karena instrumen-instrumen ini tersedia di laboratorium.
Jika tegangan V antara ujung-ujung tahanan dan arus I melalui tahanan tersebut diukur, tahanan Rx dapat dihitung berdasarkan hukum ohm.
                  RX = U / I
Dalam persamaan ( I ) berarti tahanan ampermeter adalah nol dan tahanan voltmeter tak terhingga, sehingga rangkaian tidak terganggu.

 Pengukuran Tahanan Rx
Untuk mengetahui apakah tahanan Rx yang diukur bernilai tinggi atau rendah dengan tepat, ikuti cara -cara dibawah ini di tunjukkan gambar 2.
a)      Hubungkan voltmeter terhadap Rx dengan sakelar pada posisi 1 dan amati pembacaan ampermeter.
b)      Pindahkan sakelar ke posisi 2. Jika pembacaan ampermeter tidak berubah, kembalikan sakelar ke posisi 1. Gejala ini menunjukkan pengukuran tahanan rendah. Catat pembacaan arus dan tegangan dan hitung Rx menurut persamaan (I).
c)      Jika pembacaan ampermeter berkurang sewaktu memindahkan sakelar dari posisi 1 ke posisi 2, biarkan voltmeter pada posisi 2. Gejala ini menunjukkan penngukuran tahanan tinggi. Catat arus dan tegangan dan hitung Rx menurut persamaan (1).
Pengukuran tegangan didalam rangkaian elektronik umumnya dilakukan dengan voltmeter rangkuman ganda atau multimeter, dengan sensitivitas antara 20 KW/V sampai 50 KW/V. Dalam pengukuran daya dimana arus umumnya besar, sensitivitas voltmeter bisa serendah 100 W/V. 
Tahanan ampermeter tergantung pada perencanaan kumparan dan umumnya lebih besar bagi arus skala penuh yang rendah. Beberapa nilai khas tahanan ampermeter diberikan dalam tabel 1.

TABEL 1 Nilai khas tahanan ampermeter
Arus skala penuh
Tahanan ( ohm)
( mA )
Pivot dan jewel
Taut-band
50
500
1,000
10,000
2,000-5,000
200-1,000
50-120
2-4
1,000-2,000
100-250
30-90
1-3
Catatan :  Rangkuman arus di atas 30 mA biasanya di shunt.

# Data sheets, Weston Instruments, Inc. Netwark, NJ.

Mengukur Resistensi

Pilih jangkah pada OHM, kemudian ujung kabel penyidik merah dan hitam disentuhkan dan lakukan zero seting dengan memutar tombol nol.


Mengukur Tegangan DC

Perkirakan tegangan yang akan diukur, letakkan jangkah pada skala yang lebih tinggi. penyidik merah pada positif dan hitam pada negative.


Mengukur Daya

Daya di hitung dari perkalian arus dan tegangan dari hasil pengukuran arus dan tegangan.


Mengukur Tegangan AC

Seperti halnya pada pengukuran VDC, perkirakan tegangan yang akan diukur, letakkan jangkah pada skala yang lebih tinggi. Pada umumnya avometer hanya dapat mengukur arus berbentuk sinus dengan frekuensi antara 30 Hz­ - 30 KHz. Hasil pengukuran adalah tegangan efektif (Veff).


Mengukur Arus (Searah)

Rangkaian yang akan diukur diputuskan pada salah satu titik, dan melalui kedua titik yang terputus tadi arus dilewatkan melalui avometer.

[edit]Menguji Kapasitor / Kondensator

Sebelumnya muatan kondensator didischarge. Dengan jangkah pada OHM, tempelkan penyidik merah pada kutub POS dan hitam pada MIN.
Bila jarum menyimpang ke KANAN dan kemudian secara berangsur-­angsur kembali ke KIRI, berarti kondensator baik. Bila jarum tidak bergerak, kondensator putus dan bila jarum mentok ke kanan dan tidak balik, kemungkinan kondensator bocor.
Untuk menguji elco 10 F jangkah pada x10 k atau 1 k. Untuk kapasitas sampai 100 F jangkah pada x100, di atas 1000 F, jangkah x1 dan menguji kondensator non elektrolit jangkah pada x10 k. Menguji Hubungan Pada Circuit / Rangkaian
Suatu circuit atau bisa juga kumparan trafo diperiksa resistansinya, dan koneksi baik bila resistansinya menunjukkan angka NOL.


Menguji Dioda

Dengan jangkah OHM x1 k atau x100 penyidik merah ditempel pada katoda (ada tanda gelang) dan hitam pada anoda, jarum harus ke kanan. Penyidik dibalik ialah merah ke anoda dan hitam ke katoda, jarum harus tidak bergerak. Bila tidak demikian berarti kemungkinan diode rusak.
Cara demikian juga dapat digunakan untuk mengetahui mana anoda dan mana katoda dari suatu diode yang gelangnya terhapus.
Dengan jangkah VDC, bahan suatu dioda dapat juga diperkirakan dengan circuit pada gambar 10. Bila tegangan katoda­ anoda 0.2 V, maka kemungkinan dioda germanium, dan bila 0.6V kemungkinan dioda silicon.


Menguji Transistor

Transistor ekivalen dengan dua buah dioda yang digabung, sehingga prinsip pengujian dioda diterapkan pada pengujian transistor. Untuk transistor jenis NPN, pengujian dengan jangkah pada x100, penyidik hitam ditempel pada Basis dan merah pada Kolektor, jarum harus meyimpang ke kanan. Bila penyidik merah dipindah ke Emitor, jarum harus ke kanan lagi.
Kemudian penyidik merah pada Basis dan hitam pada Kolektor, jarum harus tidak menyimpang dan bila penyidik hitam dipindah ke Emitor jarum juga harus tidak menyimpang.
Selanjutnya dengan jangkah pada 1 k penyidik hitam ditempel pada kolektor dan merah, pada emitor, jarum harus sedikit menyimpang ke kanan dan bila dibalik jarum harus tidak menyimpang. Bila salah satu peristiwa tersebut tidak terjadi, maka kemungkinan transistor rusak.
Untuk transitor jenis PNP, pengujian dilakukan dengan penyidik merah pada Basis dan hitam pada Kolektor, jarum harus meyimpang ke kanan. Demikian pula bila penyidik merah dipindah ke Emitor, jarum arus menyimpang ke kanan lagi. Selanjutnya analog dengan pangujian NPN.

Kita dapat menggunakan cara tersebut untuk mengetahui mana Basis, mana Kolektor dan mana Emitor suatu transistor dan juga apakah jenis transistor PNP atau NPN. Beberapa jenis multimeter dilengkapi pula fasilitas pengukur hFE, ialah salah parameter penting suatu transistor.
Dengan circuit seperti pada gambar, dapat diperkirakan bahan transistor. Pengujian cukup dilakukan antara Basis dan Emitor, bila voltage 0.2 V germanium dan bila 0.6 V maka kemungkinan silicon.


Menguji FET

Penentuan jenis FET dilakukan dengan jangkah pada x100 penyidik hitam pada Source dan merah pada Gate. Bila jarum menyimpang, maka janis FET adalah kanal­P dan bila tidak, FET adalah kanal­ N.
Kerusakan FET dapat diamati dengan rangkaian pada gambar. Jangkah diletakkan pada x1k atau x10k, potensio pada minimum, resistansi harus kecil. Bila potensio diputar ke kanan, resistansi harus tak terhingga. Bila peristiwa ini tidak terjadi, maka kemungkinan FET rusak.


Menguji UJT

Cara kerja UJT (Uni Junktion Transistor) adalah seperti switch, UJT kalau masih bisa on­ off berarti masih baik.
Jangkah pada 10 VDC dan potensio pada minimum, tegangan harus kecil. Setelah potensio diputar pelan­-pelan jarum naik sampai posisi tertentu dan kalau diputar terus jarum tetap disitu. Bila jarum diputar pelan-­pelan ke arah minimum lagi, pada suatu posisi tertentu tiba-­tiba jarum bergerak ke kiri dan bila putaran potensio diteruskan sampai minimum jarum tetap disitu. Bila peristiwa tersebut terjadi, maka UJT masih baik.


Elektronika dan instrumentasi


Elektronika dan Instrumentasi merupakan cabang ilmu/ rekayasa yang menggabungkan antara pengetahuan elektronika dan instrumentasi yang diperlukan dalam suatu industri. Dalam bidang industri, pengetahuan elektronika sangat diperlukan untuk mendukung sistem pengukuran dan pengontrolan instrumentasi dari industri yang dikendalikan. Di dalam suatu industri kimia, misalnya, bermacam-macam reaksi kimia harus diukur dan dikendalikan baik suhu, volume campuran bahan, tekanan, derajad keasaman, dan lain-lainnya. Sementara pada industri baja dan logam, suhu yang tinggi harus diukur secara tepat dengan menggunakan alat pengukur elektronik untuk bisa mengendalikan pengepresan logam pada ketebalan yang diinginkan. Pada umumnya, peralatan pengukuran atau alat pengukur secara elektronik ini merupakan bagian dasar instrumentasi yang dipakai pada hampir semua bidang industri.
Bidang elektronika dan instrumentasi ini, tidak hanya diaplikasikan untuk industri kimia dan industri baja semata, tetapi diperlukan juga untuk pabrik mobil, pabrik gula, pabrik kertas, pabrik pemrosesan makanan, untuk instrumentasi kedokteran, dan untuk pabrik pembuatan alat-alat elektronik itu sendiri (seperti pabrik pembuatan telepon genggam, pabrik pembuatan chip/ sirkuit terpadu, pabrik pembuatan komputer, dsb). Bentuk variable fisis (fisika) dan kimia yang dipakai untuk dasar kendali dalam bidang instrumentasi ini meliputi:
  • suhu
  • tekanan
  • kecepatan aliran
  • ketinggian cairan
  • kepadatan benda dan kekentalan (viskositas) cairan di pabrik gula, misalnya
  • radiasi panas untuk suhu tinggi di pabrik baja
  • arus listrik, tegangan listrik, frekuensi
  • induktansi, kapasitansi
  • dll.

  • Tranduser di bagian Input

    • Analog : Termokopel, termistor, strain gauge, saklar, mikrofon, NTC
    • Digital : Pengubah analog-ke-digital (ADC), Pengubah digital-ke-analog (DAC), Atmel AVR

    [sunting]Bagian sistem kendali

    • Rangkaian elektronika sebagai bagian utama (pemrosesan)
    • Pengontrol PID (PID controller) atau PLC
    • Mikrokontroler

    [sunting]Instrumen yang dikontrol di bagian Output

    • Analog : Pneumatik, Tegangan listrik, Arus listrik, Motor, speaker
    • Digital : Fieldbus, Modbus, Profibus, Ethernet, DAC, Motor Step



Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer