KESALAHAN-KESALAHAN DALAM PENGUKURAN

Transkripsi

1 KESALAHAN-KESALAHAN DALAM PENGKAN 1. Internal (alat itu sendiri). Eksternal (manusia, lingkungan) Istilah dalam pengukuran 1. Ketelitian (accuracy). Presisi 3. Sensivitas 4. Kesalahan (error) Ketelitian (accurancy) : Pendekatan dengan harga yang ditunjukan sebenarnya dari pada besaran yg diukur Presisi : Kemampuan dari alat ukur dalam pengukurannya. Presisi tinggi = kesalahan kecil Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 1

2 Sensitivitas : Kemampuan alat ukur, input kecil, perubahan output yang besar/simpangan jarum penunjuk besar Kesalahan (error) : Penyimpangan dari harga sebenarnya dari pengukuran. a. elatif Error adalah perbandingan antara besaran kesalahan thd harga yang sebenarnya. Kesalahan dari alat ukur (ε) = M-T M = harga yang didapat dari alat ukur. T = harga yang sebenarnya dari kebesaran yang diukur. Kesalahan relatif adalah hasil bagi dari kesalahan terhadap harga sebenarnya (ε/τ) atau disebut ratio kesalahan dan harga numeriknya dinyatakan dengan % b. Systematic error adalah kesalahan karena konstruksi alat : - Kesalahan karena konstruksi besarnya ditentukan oleh pabrik. - Kesalahan karena pembacaan jarum penunjuk (secara konstruksi kurang runcing, kurang tipis, bayangan jarum sehingga menyebabkan kesalahan paralax) Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 13

3 Contoh : Dari hasil pengukuran terhadap tahanan didapat tegangan antara ujung-ujungnya adalah (100 ± 1) volt dan arus yang melalui tahanan tersebut sebesar (90 ± 0,9) ma. Hitunglah Besar tahanan tersebut : Jawab : = /I = 100 ± 1 I = 90 ± 0,9 Maka : elatif error : (1/100) x 100%=1% elatif error : (0,9/90)x 100 %=1% Jadi : / = ( /)+( I/I) = (1/100)+(0,9/90) = 0,01 + 0,01 = 0,0 = 0,0 (100/90) = 0,0 kω = (/I) ± = (100/90) ± 0,0 = 1,11 ± 0,0 kω Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 14

4 STANDA KETELITIAN ALAT K 1. Ketelitian alat ukur diklasifikasikan dalam 8 kelas yaitu : 0,0.5 ; 0,1 ; 0, ; 0,5 ; 1; 1,5;,5; 5. artinya kesalahan alat ukur didalam batas-batas ukur seharusnya ada dalam batas masing-masing X sebagai ± 0,05 %; ±0,1%; ±0,% ; ±0,5%; ±1%; ±1,5%;±,5%;±5% secara relatif kepada harga maksimum-masing kelas tersebut.. Dalam pemilihan alat ukur untuk pengukuran, peralatan, perencanaan penggunaan alat maka diklasifikasikan menjadi 4 klas yaitu : a. Kelas 0,05; 0,1 ; 0, golongan dengan ketelitian/presisi sangat tinggi biasanya ditempatkan stationer dan digunakan untuk eksperimen dilaboratorium atau untuk pengujian alat ukur lainnya. b. Kelas 0,5 golongan dengan ketelitian tinggi dan biasanya dipakai pada alat-alat ukur portable. c. Kelas 1,0 golongan lebih rendah dari kelas ukur 0,5 dengan presisi tinggi, biasanya dipergunakan pada alat ukur portable yang kecil atau ditempatkan pada panil yang besar. d. Kelas 1,0 ;,5 ; 5 golongan dengan ketelitian yang tidak begitu tinggi, biasanya dipasang pada panil-panil dengan ketelitian yang tidak penting. Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 15

5 PENEBAB KESALAHAN ALAT K PENEBAB 1. Medan magnet luar. Temperatur keliling 3. Pemanasan sendiri 4. Pergeseran dari titik nol 5. Gesekan 6. mur 7. Letak dari alat ukur Medan magnet luar Terganggunya medan magnet pada celah udara pada sirkit magnet dan kumparan alat ukur. Temperatur keliling Suhu jauh berbeda maka ada pemuaian dan penyusutan, sehingga kesalahan terjadi. Pemanasan sendiri Arus pada pengukuran menyebabkan terjadinya perubahan nilai pada alat kumparan Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 16

6 Pergeseran dari titik nol Kelenturan dari pegas, jika digunakan berulang-ulang akan terjadi pergeseran dari titik nol. Gesekan-gesekan Terbuat dari bantalan dan sumbu, maka penggunaan berulang kali mengakibatkan kesalahan karena rugi-rugi gesek makin besar. mur Kemungkinan besar akan berubah, dan sebaiknya dilakukan kalibrasi secara berkala (0,5 sampai 1 tahun sekali) Letak dari alat ukur Secara konstruksi ditentukan oleh pabrikasi, maka ikut simbul / tanda peletakan dari alat tersebut, seperti Tegak simbulnya Datar Miring 60o 60 o Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 17

7 TAHANAN DAN PENGKANNA Tahanan yang ideal adalah bila diberi tegangan diantara kedua ujungnya, maka tegangan tersebut akan sebanding dengan arus yang mengalir pada tahanan tersebut. I Nilai tahanan dan pengaruh suhu Nilai tahanan biasanya ditentukan dengan kode warna, besarnya nilai kode-kode warna tersebut adalah sebagai berikut : 1. Hitam : 0. Coklat : 1 3. Merah : 4. Jingga/orange : 3 5. Kuning : 4 6. Hijau : 5 7. Biru : 6 8. ngu/violet : 7 9. Abu-abu : Putih : Emas : 5 % 1. Perak : 10 % 13. Tanpa warna : 0 % Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 18

8 Warna emas, perak dan tanpa warna adalah toleransi dari tahanan tersebut jadi besarnya nilai tahanan dapat dirumuskan sbb : Jadi besarnya nilai tahanan dapat dirumuskan sebagai berikut : A B C D Contoh : Sebuah tahanan dengan warna merah, jingga, biru dan emas, maka cara mengetahui nilainya adalah : = A, B, 10 6 ± D % = A, B, 10 6 ± 5 % = ± 5 % = 3 MΩ dengan toleransi 5 % Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 19

9 PENGKAN TAHANAN Klasifikasi pengukuran tahanan : 1. Tahanan rendah ( 1Ω); mis. kontak, belitan dll.. Tahanan menengah (1Ω - 10Ω); mis. Keperluan peralatan elektronik 3. Tahanan tinggi (>10 MΩ); mis. Tahanan isolasi Pengukuran tahanan rendah : Dapat dilakukan dengan metode olt-ampere Meter v A v A olt / Amp Digunakan untuk pengukuran yang rendah yang relatif kecil x A x A olt / Amp Digunakan unutk pengukuran tahanan rendah yang relatif besar Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 0

10 Pengukuran Tegangan Menengah : Dapat dilakukan dengan : ohm-meter; langsung dengan alat ukur metode volt-ampere meter; sama seperti di atas metode subsitusi metode jembatan 1 x E A S Kontak S pada posisi 1 dibaca nilai A (Amperemeter), maka kontak S pada posisi nilai A harus sama dengan cara mengatur (variabel / potensiometer ) sehingga didapat nilai x. Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 1

11 Metode Jembatan : a Dalam Keadaan setimbang : P Q ad = ab cd = cb d G b E I 1 P = I Q I 1 = I x X P,Q, G E X c = Tahanan yang akan diukur = Tahanan-tahanan yang besar nilainya diketahui = Galvanometer = Tegangan Maka: : P Q x X Q P i i 1 Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND

12 Pengukuran Tahanan Isolasi Dapat dilakukan dengan jembatan MegaOhm. Kesalahan yang timbul pada metode ini adalah adanya arus bocor pada tahanannya. ntuk mengurangi hal ini maka digunakan rangakaian GAD seperti pada gambar dibawah ini : Frame metal A B X Arus Bocor S P E d G b Q a c X 1 1 dan adalah tahanan bocor 1 dipararel dengan P dipararel dengan G (tahanan galvanometer) Sehingga : 1» efek pararel ini tidak mempengaruhi sehingga tahanan pararel dianggap sama dengan P.» G dianggap sama dengan G Maka dalam keadaan setimbang Q S = P X x Q. S S Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 3

13 Mengukur Tahanan Pentanahan Digunakan metode tegangan jatuh (oltage-drop) I A 0 1 P 1 P X P 1 P 3 P Tegangan antara P 1 dan P = 0 ; jarak P 1 ke P > 10 meter, P 3 terletak dekat P 1 atau P, maka potensial antara P 1 dan P naiknya sangat cepat (lihat grafik). Jika P 3 diletakkan pada potensial konstan (P 3 terletak jauh dari P 1 dan P ) maka; P1P = 1 dan P3P = Maka tahanan-tahanan pentanahan diberikan adalah : 1 dan 1 I I Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 4

14 Contoh : 1. Sebuah ampere-meter menunjukkan arus sebesar 10 A, sedang accuracy +1%, maka harga yang sebenarnya dari pada arus yang diukur : 100 1/100 x 10 = 9,9 A. Sebuah olt-meter mempunyai accuracy % pada skala penuh. Bila range yang digunakan 300 volt; sedang jarum penunjuk menunjukkan 150 volt, maka accuracy: (300/150) x % = 4% Menjumlah / mengurangi dua hasil pengukuran = + = hasil pengukuran dengan kesalahan = hasil pengukuran dengan kesalahan Bila adalah, maka + = = = ( + ) Kesalahan relatifnya : Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 5

15 maka, ), ( n mengabaika dengan x pengukuran dua dari bagi Hasil relatifnya Kesalahan Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 6

16 a. Elektroda Batang ang ditanam ertikal 4L ln 1( ) L a ntuk n batang pentanahan berlaku persamaan sbb : n ( ) n Keterangan : = Tahanan Pentanahan (Ω) ρ = Tahanan jenis tanah (Ω-m) L = Panjang elektroda pentanahan (m) a = Jari-jari elektroda pentanahan (m) η = koefisien kombinasi (tergantung jarak masing-masing rod) n = Banyak elektroda pentanahan z = Jarak ujung alas batang elektroda dg permukaan tanah L a Tanah Elektroda z Jarak antara (m) 0, Koefisien kombinasi 1,35 1,0 1,15 1,10 1,05 1,0 L Bila elektroda tidak pas di permukaan tanah maka persamaan yang digunakan : 4L 1 ln 1 ln L a 1 z z 4z 4( z L L L) ln z L 1 4z 4( z L ) L L ( ) a Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 7

17 b. Dua () Elektroda Batang ang ditanam ertikal 4L L ln 1 ln L a s s = jarak antara kedua elektroda Jika s > L maka : 4L L ln L a 4 s 3s Jika L > s maka : L L 5s 4 4L 4L s s ln ln 4 L a s L 16L s 4 4L L... ( ) 4 4 s 51L ( )... ( ) L s c. Sistem Pentanahan Bentuk Pelat 4L a ab 4L s s ln ln 1 4 L a a(a b) s L 16L 4 4 s 51L Dimana : L = (s+a) panjang elektroda pentanahan (m) a = Panjang sisi pelat tegak lurus permukaan tanah (m) b = panjang sisi pelat sejajar permukaan tanah (m) s = jarak pelat dari permukaan tanah ( ) Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 8

18 d. Sistem Pentanahan Bentuk Grid Pentanahan ini dilakukan dengan memanamkan beberapa elektroda (rod) tegak lurus dengan permukaan tanah, akan memerlukan batang elektroda untuk menghubungkan dengan ground bus, maka sususan tersebut akan membentuk grid. Perhitungan tahanan pentanahan dengan sistem grid adalah sbb: g 1 L 1 0A 1 1 h 1 0/ A Dimana : L = Panjang keseluruhan rod (m) A = Luas Grid (m) h = Dalam penanaman (m) ρ = tahanan jenis tanah g = tahanan pentanahan (Ω) Ω ( ) e. Pentanahan Dengan Satu Elektroda Horisontal 4 4L 4L s s s ln ln... ( ) 4 L a d L 16L 51L 4 Dimana : L = Panjang elektroda(m) a = diameter konduktor (m) h = Dalam penanaman (m) d = jarak elektroda dari permukaan tanah (m) L d Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 9

19 f. Pentanahan Bentuk adial Merupakan susunan pentanahan yang ditanam sejajar permukaan tanah dan berpotngan secara radial. L ln 1 N(n) dengan, n L a m n n 1 1 sin N(n) ln m1 m sin n Dimana : L = Panjang elektroda(m) a = jari-jari diameter (m) h = Dalam penanaman (m) n = Banyak lengan elektroda (m) m = 1,,3,, n-1 g. Pentanahan Bentuk Cincin Pentanahan dengan menanamkan elektroda sejajar berbentuk cincin (lingkaran) sejajar pemukaan tanah. L ln1,7 L a d Dimana, a = jari-jari cincin (m) d = kedalaman pentanahan Ir. Antonius Ibi Weking, MT / FT. E. ND 30