Voltmeter, ampermeter dan ohmeter elektronik menggunakan penguat, penyearah, dan rangkaian lain untuk membangkitkan suatu arus yang sebanding dengan

Transkripsi

1

2 Voltmeter, ampermeter dan ohmeter elektronik menggunakan penguat, penyearah, dan rangkaian lain untuk membangkitkan suatu arus yang sebanding dengan besaran yang diukur. Selanjutnya arus ini menggerakkan sebuah mekanisme alat ukur konvensional dari jenis yang telah dibicarakan pada sebelumnya. Instrumen-instrumen yang menggunakan mekanisme alat ukur untuk menunjukkan kebesaran dari kuantitas yang akan diukur pada sebuah skala yang kontinyu disebut instrumen-instrumen analog. Bila hasil pengukuran diperagakan dalam selang waktu yang diskrit atau dalam bentuk angka (sebagai pengganti defleksi jarum penunjuk pada sebuah skala kontinu), kita membicarakan sebuah penunjukan digital.

3 Ciri tambahan dalam instrumen digital modern seperti halnya fasilitas polaritas otomatis dan pengubahan rangkuman, selanjutnya mengurangi kesalahan pengukuran dan kemungkinan kerusakan instrumen karena pembebanan lebih yang tidak disengaja. Instrumen digital tersedia untuk mengukur tegangan, arus search (dc) dan bolakbalik (ac), dan tahanan. Variabel finis lainnya dapat diukur dengan menggunakan transducer yang sesuai. Banyak instrumen digital mempunyai ketentuan tambahan bagi keluaran guna membuat pencatatan permanen dari hasil-hasil pengukuran yang menggunakan unit cetakan (printer), pelobang karat dan pita (card and tape punches) atau peralatan pita maknetik. Dengan data yang sudah dalam bentuk digital, mereka kemudian dapat diolah tanpa kehilangan ketelitiannya.

4 A. Voltmeter arus searah (dc) dengan penguat tergandeng langsung Voltmeter elektronik dc memperlihatkan suatu pemakaian langsung dari elektronika terhadap instrumen-instrumen ukur. Instrumen ini biasanya terdiri dari sebuah alat ukur dc yang lazim, didahului oleh sebuah penguat dc dari satu tingkatan atau lebih. Penguat-penguat dc yang digunakan dalam voltmeter elektronik dapat digolongkan dalam dua kelompok yaitu : (a) penguat dc tergandeng langsung (direct coupled cd amplifier); (b) penguat dc jenis pencincang (chopper type dc amplifier).

5 Penguat dc tergandeng langsung adalah menarik sebab ekonomis; biasanya ditemukan dalam voltmeter dc yang harganya lebih murah.

6 B. Voltmeter arus searah dengan penguat jenis pencincang (chopper type dc voltmeter) Dioda-dioda cahaya (photodiodes) digunakan sebagai pencincang yang bukan mekanis untuk memodulasi (pengubahan dari dc ke ac) dan demodulasi (pengubahan kembali dari ac ke dc). Sebuah fotokonduktor, bila diterangi oleh lampu neon atau lampu pijar mempunyai suatu tahanan yang rendah yakni dari beberapa ratus sampai beberapa ribu ohm. Bala tidak diterangi, tahanan foto konduktor ini bertambah secara tajam, biasanya sampai beberapa mega ohm.

7 A. Rangkaian dasar Salah satu instrumen bengkel untuk pemakaian umum yang paling terandalkan yang mampu untuk mengukur tegangan dc seperti halnya arus dan tahanan adalah multimeter semikonduktor atau VOM. Walaupun detail rangkaian ini bervariasi dari satu instrumen ke yang lain, umumnya sebuah multimeter elektronik mengandung elemen-elemen berikut :

8 1. Penguat dc jembatan setimbang (balanced bridge dc amplifier) dan alat pencatat. 2. Pelemah masukan atau sakelar rangkuman (RANGE), guna membatasi besarnya tegangan masukan pada nilai yang diinginkan. 3. Rangkaian penyearah, untuk mengubah tegangan masukan ac ke nilai dc yang se-banding. 4. Batere internal dan rangkaian tambahan, guna melengkapi kemampuan pengukuran tahanan. 5. Sakelar fungsi (FUNCTION), untuk memilih berbagai fungsi pengukuran dari instrumen tersebut.

9 Bila sebuah tegangan positif dimasukkan ke gerbang transistor masukan Q1, arus "drain" bertambah dan menyebabkan kenaikan tegangan pada terminal sumber. Hasil ketidaksetimbangan antara tegangan sumber Q1 dan Q2 ditunjukkan oleh penyimpangan jarum alat ukur yang skalanya dikalibrasi agar sesuai dengan besarnya tegangan masukan yang diketahui.

10 B. Rangkuman tahanan Bila sakelar fungsi dari multimeter ditempatkan pada posisi OHM, tahanan yang tidak diketahui terhubung seri dengan sebuah batere internal, dan alat pencatat semata-mata mengukur penurunan tegangan pada tahanan yang tidak diketahui tersebut.

11 A. Karakteristik umum voltmeter digital (DVM) memperagakan pengukuran tegangan dc dalam bentuk angka diskrit sebagai pengganti defleksi jarum penunjuk pada sebuah skala kontinu seperti dalam alat-alat analog. Dalam banyak pemakaian penunjukan dengan angka adalah menguntungkan sebab mengurangi kesalahan pembacaan manusia dan kesalahan interpolasi, menghilangkan kesalahan paralaksis, memperbesar kecepatan pembacaan, dan kerapkali melengkapi keluaran dalam bentuk digital yang sesuai bagi pengolahan dan pencatatan selanjutnya.

12

13 Ciri pilihan biasa mencakup rangkaian tambahan untuk mengukur arus, tahanan dan perbandingan tegangan. Variabel-variabel fisis lainnya dapat diukur dengan menggunakan transducer yang sesuai. Voltmeter digital dapat dikelompokkan sesuai dengan kategori berikut a) Voltmeter digital jenis tanjak (ramp type DVM). b) Voltmeter digital jenis penggabungan/integrasi (integrating DVM). c) Voltmeter digital setimbang kontinu (continuous balance DVM). d) Voltmeter digital dengan pendekatan berturut-turut (successive approximation DVM)

14 A. Rangkaian dasar alat ukur Q Alat ukur Q adalah sebuah instrumen yang dirancang guna mengukur beberapa sifat listrik dari kumparan dan kapasitor. Bekerjanya instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat ini didasarkan pada karakteristik sebuah rangkaian resonansi seri yang telah dikenal, yakni bahwa tegangan pada kumparan atau kapasitor sama dengan tegangan yang dimasukkan dikalikan dengan Q rangkaian. Jika sebuah tegangan yang nilainya tetap dimasukkan ke rangkaian, sebuah voltmeter yang dihubungkan ke kapasitor dapat dikalibrasi agar langsung menunjukkan Q.

15

16 B. Metoda pengukuran Untuk menghubungkan komponen-komponen yang tidak diketahui ke terminal-terminai uji sebuah alat ukur Q, terdapat tiga metoda yaitu : a) Hubungan langsung. b) Sambungan Seri c) Sambungan Paralel