Bab 7: Efek Pembebanan dan Reliabilitas

Ukuran: px

Mulai penontonan dengan halaman:

Download "Bab 7: Efek Pembebanan dan Reliabilitas"

Yulia Lesmono
7 tahun lalu
Tontonan:

1 Efek Pembebanan Instrumen ukur pada Medium Bab 7: Efek Pembebanan dan Reliabilitas Dr. Ir. Yeffry Handk Putra, M.T Instrumen Ukur dapat membebani medium yang diukur sehingga harga hasil pengukuran yang terbaca pada alat ukur tidak sama dengan harga variabel pengukuran jika alat ukur tidak dipasang. Cnth: Termmeter yg membebani medium pengukuran Vltmeter atau ameter yang membebani rangkaian pengukuran Efek Pembebanan Alat Ukur Pada Medium Rangkaian Ekivalen Thevenin Alat ukur atau sistem yang dipasang pada medium dapat menerima transfer variabel tegangan, variabel arus atau variabel daya dari medium, tergantung pada alat ukur/sistem. Alat ukur tegangan menerima transfer variabel tegangan dari medium Alat ukur arus menerima transfer variabel arus dari medium Alat ukur daya menerima transfer daya dari medium Besarnya harga variabel tegangan, arus atau daya yang ditransfer dari medium ke alat ukur menyebabkan kesalahan penunjukan harga pengukuran

2 Cnth Rangkaian Thevenin: ptentimetric displacement sensr Z E eks Z 2 E Z m E i Z Z 2i E Impedansi utput medium (rangkaian yang diukur) Z R //R 2 R R 2 /(R +R 2 ) Tegangan utput rangkaian tanpa beban e e R2 e R + R 2 Tegangan utput rangkaian setelah ada impedansi input metger Z in R m, sehingga tegangan utput menjadi e ( R ( ( )) m // R2 ) RmR2 Rm + R2 m 2 + ( RmR2 ( Rm + R2) ) + R 2 2 m( 2) m + R R + R ) + ( + ) + + ( + )) ( ) ( ) é ' e e ( R // R ) R eks eks R R R R e e R R R R R R R R RR RR m 2 m 2 2 m 2 m 2 R R R R Z e e e R R R RR R RR R R Z Z m 2 m i2 m m i2+ eks. Sistem e Z Sistem2 Zi2 Output sistem setelah dipasang sistem 2, menjadi: e Z i2 i2 + Z Supaya tidak terjadi efek pembebanan maka Z i2 >> Z Sehingga e ~ e Z e Persamaan ini berlaku jika variabel yang ditransfer (diukur) adalah variabel tegangan (acrss quantity). Jika yang diukur variabel arus (flw quantity), maka Z i2 << Z atau Y i2 >> Y di mana Y adalah admitansi utput sistem Y i2 admitansi input sistem 2 89

3 Efek Pembebanan tidak hanya terjadi pada sistem elektrik, tetapi pada sistem termal, sistem mekanis, dsb juga akan terjadi efek pembebanan jika suatu sistem (Instrumen) dihubungkan dengan instrumen lainnya atau suatu sistem fisis dihubungkan dengan sistem fisis lainnya Secara umum semua sistem fisis mempunyai dua variabel yang saling bebas. Variabel adalah variabel alir (q ) dan variabel 2 adalah variabel ptensial (q 2 ) misal: pada sistem listrik ada variabel arus (q I) dan tegangan listrik (q 2 V) Pada sistem termal ada variabel temperatur (q 2 T) dan aliran kalr (q Q) Pada sistem aliran fluida ada debit aliran (q Q) dan tekanan fluida (q 2 p). Hubungan antara variabel alir (q ) dengan variabel ptensial (q 2 ) Jika perkalian q dan q 2 besaran energi Impedansi q variabel ptensial 2 Impedansi Z q variabelalir Admitansi q variabelalir 2 admi tan si Y q variabel ptensial Z Daya qq 2 Daya Cnth: pada sistem elektrik q I (arus listrik) dan q 2 V (tegangan listrik), maka P VI 90 9 Jika perkalian q q 2 berupa besaran energi, maka Stiffness atau kekakuan sistem adalah perbandingan variabel ptensial dengan variabel alir q q 2 variabel ptensial stifness S var iabel alir Cmpliance adalah atau kelenturan sistem adalah perbandingan variabel alir dengan variabel ptensial q2 var iabel alir Cmpliance C q variabel ptensial S Jika suatu sistem dihubungkan dengan sistem lainnya, dan yang ditransfer adalah variabel tertentu, maka stiffness (impedansi) input dari sistem fisis kedua dapat membebani sistem fisis pertama, jika harga stiffness (impedansi) utput sistem pertama tidak sesuai dengan stiffness (impedansi) input sistem kedua. Apakah alat ukur (sistem fisis kedua) akan membebani medium pengukuran (sistem fisis pertama), tergantung pada macam variabel yang diukur, variabel alir atau variabel ptensial atau variabel daya dan harga stiffness (impedansi) input dan utput dari kedua sistem Cnth: pada pegas F K x, F (gaya) adalah variabel ptensial dan x (defleksi pegas) adalah variabel alir. K stiffness pegas, dan C cmpliance pegas /K 93

4 Pada sistem yang perkalian dua variabelnya adalah besaran daya, maka efek pembebanan dinyatakan dalam variabel impedansi atau admitansi. Supaya kedua sistem tidak saling membebani: Jika yang diukur atau ditransfer adalah variabel ptensial (q 2 ) maka Impedansi input sistem kedua harus jauh lebih besar dari pada impedansi utput sistem pertama (Z 2i >> Z ) Jika yang diukur atau ditransfer adalah variabel alir (q ), maka Z 2i <<Z atau Y 2i >> Y Jika yang akan ditransfer daya, maka Z 2i ~ Z (Matching Impedansi) Pada sistem yang perkalian dua variabelnya adalah besaran energi maka efek pembebanan dinyatakan dalam variabel stiffness atau cmpliance. Supaya kedua sistem tidak saling membebani: Jika yang diukur atau ditransfer adalah variabel ptensial (q 2 ) maka Stiffness input sistem kedua harus jauh lebih besar dari pada stiffness utput sistem pertama (S 2i >> S ) Jika yang diukur atau ditransfer adalah variabel alir (q ), maka S 2i <<S atau C 2i >> C Jika yang akan ditransfer daya, maka S 2i ~ S (Matching Stiffness) Reliability f Sensr Definisi Reliability atau kehandalan adalah kemampuan alat untuk tidak gagal Pengukuran akan lebih baik jika memiliki akurasi juga jarang gagal Reliability dihitung dari peluang kegagalan atau sering dikenal dengan failure rate untuk yang tidak berbahaya dan hazardus rate untuk yang berbahaya Reliability: R( t) F( t) F( t) f ( t) dt; f ( t) fungsi kegagalan Dr. Ir. Yeffry Handk Putra, M.T 96 97

5 Failure Pattern Reliabilitas secara praktis Nn repairable Item Mean Time t Failure (MTTF): Mean Failure rate ( λ ) kebalikan dari MTTF Nn repairable item Repairable item Repairable item Mean dwn time: Mean failure rate ( λ ) : dwntime waktu gagal sampai selesai diperbaiki Availability: Mean time Between Failure (MTBF) mean up time:

6 Reliability dan failure rate Sistem Reliabilitas Kehandalan (reliabilitas) berkurang secara ekspnensial Series System Bathtub curve Parallel System Redudancy Term Kasus 3 termkpel Kegagalan mana yang terbesar? 204

dokumen-dokumen yang mirip

Pengukuran dan Peningkatan Kehandalan Sistem

Pengukuran dan Peningkatan Kehandalan Sistem Pengukuran Kehandalan Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : Menguraikan proses perancangan kehandalan sistem 3 Kehandalan