BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP Materi : @. Konsep dasar & istilah dalam pengukuran @. Angka-angka penting @. Jenis-jenis kesalahan berdasarkan penyebabnya @. Jenis-jenis kesalahan berdasarkan nilainya @. Sistem satuan dalam pengukuran
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP KOMPETENSI YANG DIHARAPKAN Tujuan Mempelajari : #. Mampu mendefinisikan sistem satuan besaran listrik #. Memilih & menempatkan alat ukur yang baik berdasarkan parameter #. Mampu menyebutkan macammacam peraga penunjukkan alat ukur
endahuluan Apa itu Instrumentasi???
Instrumentasi adalah... Bidang ilmu dan teknologi yang mencakup perancangan, pembuatan, penggunaan instrumen/alat fisika atau sistem instrumen untuk keperluan deteksi, penelitian, pengukuran serta pengolahan data. Instrumen adalah... Alat ukur untuk menentukan nilai atau besaran suatu kuantitas atau variabel
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP
Contoh Alat Instrumen Industri
Pengukuran ( measurement ) Serangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu besaran dalam bentuk angka (kuantitatif). Jadi mengukur adalah suatu proses mengaitkan angka secara empirik dan obyektif pada sifatsifat obyek atau kejadian nyata sehingga angka yang diperoleh tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian yang diukur.
ALAT UKUR BESARAN POKOK
1. MISTAR Mistar digunakan untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,5 mm.
2. JANGKA SORONG Jangka sorong digunakan untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,1 mm.
3. MIKROMETER SEKRUP Mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur suatu panjang benda mempunyai batas ketelitian 0,01 mm.
4. NERACA Neraca digunakan untuk mengukur massa suatu benda.
5. STOPWATCH Stopwatch digunakan untuk mengukur waktu mempunyai batas ketelitian 0,01 detik.
6. TERMOMETER Termometer digunakan untuk mengukur suhu.
7. AMPEREMETER Amperemeter digunakan untuk mengukur kuat arus listrik (multimeter)
ALAT UKUR BESARAN TURUNAN
1. SPEEDOMETER Speedometer digunakan untuk mengukur kelajuan
2. DINAMOMETER Dinamometer digunakan untuk mengukur besarnya gaya.
3. HIGROMETER Higrometer digunakan untuk mengukur kelembaban udara.
4. OHM METER dan VOLT METER Ohm meter digunakan untuk mengukur tahanan ( hambatan ) listrik Volt meter digunakan untuk mengukur tegangan listrik. Ohm meter dan voltmeter dan amperemeter biasa menggunakan multimeter.
5. BAROMETER Barometer digunakan untuk mengukur tekanan udara luar.
6. HIDROMETER Hidrometer digunakan untuk mengukur berat jenis larutan.
7. MANOMETER Manometer digunakan untuk mengukur tekanan udara tertutup.
8. KALORIMETER Kalorimeter digunakan untuk mengukur besarnya kalor jenis zat.
ISTILAH-ISTILAH DALAM PENGUKURAN
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 1. KONSEP DASAR & ISTILAH PENGUKURAN
1. Ketelitian (accuracy) Kemampuan dari alat ukur untuk memberikan indikasi pendekatan terhadap harga sebenarnya dari obyek yang diukur.
2. Ketepatan (precision) Kedekatan nilai-nilai pengukuran individual yang didistribusikan sekitar nilai rataratanya atau penyebaran nilai pengukuran individual dari nilai rata-ratanya. Alat ukur yang mempunyai presisi yang bagus tidak menjamin bahwa alat ukur tersebut mempunyai akurasi yang bagus.
3. Repeatabilitas (repeatability) Kemampuan alat ukur untuk menunjukkan hasil yang sama dari proses pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dan identik.
4. Kesalahan ( error ) Beda aljabar antara nilai ukuran yang terbaca dengan nilai sebenarnya dari obyek yang diukur. Perubahan pada reaksi alat ukur dibagi oleh hubungan perubahan aksinya.
5. Sensitivitas (Sensitivitiy) Perbandingan antara sinyal keluaran atau respons intrumen terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur 6. Resolusi (Resolution) Perubahan terkecil dalam nilai yang diukur yang mana instrumen akan memberikan respon atau tanggapan
Beberapa cara dapat dilakukan untuk memperkecil efek kesalahan yaitu : 1 Melakukan beberapa kali pengamatan 2 Menggunakan instrumen berbeda 3 Menguasai teknik yang baik
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 2. ANGKA-ANGKA PENTING Suatu indikasi bagi ketepatan pengukuran diperoleh dari banyaknya angka-angka yang berarti (angka penting). Angka-angka yang berarti tersebut memberikan informasi yang aktual mengenai nilai dan ketepatan pengukuran. Makin banyak angka-angka yang berarti, ketepatan pengukuran menjadi lebih besar. Sebagai contoh jika nilai tahanan dinyatakan sebesar 50 Hz, Selanjutnya jika disebutkan nilai tahanan adalah 50,0 Hz, berarti nilai tahanan tersebut lebih mendekati 50 Hz dari pada 49,9 Hz atau 50,1 Hz
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN 3. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN PENYEBABNYA Antara lain : # Kesalahan-kesalahan umum (gross error) # Kesalahan-kesalahan sistematis (sysmatic error) # Kesalahan-kesalahan acak (random error) Ad.1. Kesalahan-kesalahan umum (gross error) Jenis kesalahan ini kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya : @ Kesalahan pembacaan alat ukur @ Kesalahan penyetelan yang tidak tepat @ Pemakaian instrumen yang tidak sesuai @ pencatatan serta penaksiran hasil pengukuran Agar mendapatkan hasil yang optimal,maka diperlukan pembacaan lebih dari satu kali. Bisa dilakukan tiga kali, kemudian dirata-rata. Jika mungkin dengan pengamat yang berbeda. By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 3. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN PENYEBABNYA Ad 2. Kesalahan-kesalahan Sistematis (Systematic error) Kesalahan ini disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri. Seperti kerusakan atau adanya bagian-bagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai. Contoh : gesekan beberapa komponen yang bergerak terhadap bantalan dapat menimbulkan pembacaan yang tidak tepat. Tarikan pegas (hairspring) yang tidak teratur, perpendekan pegas, berkurangnya tarikan karena penanganan yang tidak tepat atau pembebanan instrumen yang berlebihan. Selain dari beberapa hal yang sudah disinggung di atas masih ada lagi yaitu kesalahan kalibrasi yang bisa mengakibatkan pembacaan instrumen terlalu tinggi atau terlalu rendah dari yang seharusnya
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 3. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN PENYEBABNYA Cara yang paling tepat untuk mengetahui instrumen tersebut mempunyai kesalahan atau tidak yaitu dengan membandingkan dengan instrumen lain yang memiliki karakteristik yang sama atau terhadap instrumen lain yang akurasinya lebih tinggi. Untuk menghindari kesalahankesalahan tersebut dengan cara : (1) memilih instrumen yang tepat untuk pemakaian tertentu; (2) menggunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui banyaknya kesalahan; (3) mengkalibrasi instrumen tersebut terhadap instrumen standar.
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 3. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN PENYEBABNYA Pada kesalahan-kesalahan yang disebabkan lingkungan, seperti : (1) efek perubahan temperatur, (2) kelembaban, (3) tahanan udara luar, (4) medan-medan maknetik, dan sebagainya dapat dihindari dengan membuat pengkondisian udara (AC), penyegelan komponenkomponen instrumen tertentu dengan rapat, pemakaian pelindung maknetik dan sebagainya.
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 3. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN PENYEBABNYA Ad.3. Kesalahan Acak (Random error) Kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak dapat langsung diketahui. Antara lain sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak. Pada pengukuran yang sudah direncanakan kesalahan - kesalahan ini biasanya hanya kecil. Tetapi untuk pekerjaan - pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi akan berpengaruh. Contoh misal suatu tegangan diukur dengan voltmeter dibaca setiap jam, walaupun instrumen yang digunakan sudah dikalibrasi dan kondisi lingkungan sudah diset sedemikian rupa, tetapi hasil pembacaan akan terjadi perbedaan selama periode pengamatan.
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 3. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN PENYEBABNYA Untuk mengatasi kesalahan ini dengan menambah jumlah pembacaan dan menggunakan cara-cara statistik untuk mendapatkan hasil yang akurat. Alat ukur listrik sebelum digunakan untuk mengukur perlu diperhatikan penempatannya / peletakannya. Inipenting karena posisi pada bagian yang bergerak yang menunjukkan besarannya akan dipengaruhi oleh titik berat bagian yang bergerak dari suatu alat ukur tersebut. Oleh karena itu letak penggunaan alat ukur ditentukan seperti pada tabel
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN 4. JENIS-JENIS KESALAHAN BERDASARKAN NILAINYA Dikelompokkan menjadi : a) Kesalahan Absolut XF = XA XW XA = Nilai Aktual (penunjukan) XW= Nilai sebenarnya b) Kesalahan Relatif Perbandingan antara kesalahan absolut terhadap nilai sebenarnya By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP XR = XF / XA
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP KESALAHAN BATAS (LIMITING ERROR) Dalam kebanyakan instrumen, ketelitian hanya dijamin sampai suatu persentase tertentu dari skala penuh. Komponen seperti tahanan, kondensator dan lain-lain dijamin dalam suatu persentase tertentu dari nilai rencana (rated value). Batas-batas penyimpangan dari nilai yang ditetapkan disebut kesalahan batas (Limiting Error) atau kesalahan garansi (guarantee error)
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP KESALAHAN BATAS (LIMITING ERROR) Contoh : Ketelitian sebuah voltmeter 0 150 Volt dijamin sampai 1% skala penuh. Tegangan yang diukur oleh voltmeter adalah 83 V. Tentukan limiting error dalam persen. Jawab : Besar kesalahan batas adalah 1%x 150 V=1,5 V Persentase kesalahan pada penunjukan volmeter sebesar 83 V adalah : 1,5/83 x 100 % = 1,81 %
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN Ilmu pengetahuan dan teknik menggunakan dua jenis satuan, yaitu satuan dasar dan satuan turunan. Satuan-satuan dasar dalam mekanika terdiri dari panjang, massa dan waktu. Biasa disebut dengan satuan satuan dasar utama.dalam beberapa besaran fisis tertentu pada ilmu termal, listrik dan penerangan juga dinyatakan satuan-satuan dasar. Arus listrik, temperatur, intensitas cahaya disebut dengan satuan dasar tambahan. Sistem satuan dasar tersebut selanjutnya dikenal sebagai sistem internasional yang disebut sistem SI. Sistem ini memuat 6 satuan dasar seperti tabel berikut.
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN Tahun 1960 atas persetujuan internasional ditunjuk sebagai sistem internasional (SI). Sistem SI digunakan enam satuan dasar, yaitu meter, kilogram, sekon, dan amper (MKSA) dan sebagai satuan dasar tambahan adalah derajat kelvin dan lilin (kandela) yaitu sebagai satuan temperatur dan intensitas cahaya, seperti terlihat pada tabel besaran - besaran dalam SI. Demikian pula dibuat pengalian dari satuan-satuan dasar, yaitu dalam sistem desimal seperti terlihat pada tabel berikut
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN Di Inggris sistem satuan panjang menggunakan kaki (ft), massa pon (lb), dan waktu adalah detik. (s). Satuan-satuan tersebut dapat dikonversikan ke satuan SI, yaitu panjang 1 inci = 1/12 kaki ditetapkan = 25,4 mm, untuk massa 1 pon (lb) = 0,45359237 kg. Berdasarkan dua bentuk ini memungkinkan semua satuan sistem Inggris menjadi satuan - satuan SI. Lebih jelasnya perhatikan tabel berikut.
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN Contoh: Luas lantai sebuah bangunan kantor adalah 5000 m2. Tentukan luas tersebut dalam kaki kuadrat (ft2) Jawab :
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP 5. SISTEM SATUAN DALAM PENGUKURAN Contoh : Kerapatan fluks dalam system CGS adalah 20 maxwell/cm 2. Tentukan kerapatan fluks tersebut dalam garis/inci 2 (lines/in 2 ) dengan catatan bahwa 1 maxwell = 1 garis gaya Jawab :
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN By Aksan,ST,MT Teknik Listrik PNUP TUGAS LATIHAN 1. Jelaskan pengertian dan contoh dari : (a). Pengukuran (b). Ketelitian dan Ketepatan ( c). Kesalahan (d). Limiting error (e). Random error 2. Sebutkan dan jelaskan cara memperkecil efek kesalahan dalam pengukuran. 3. Sebutkan dan jelaskan cara menghindari terjadinya kesalahan kesalahan sistematis 4. Jelaskan arti satuan dasar dan satuan turunan 5. Sebutkan yang termasuk dalam satuan dasar dan satuan turunan 6. Buat rangkuman dari materi BAB 1
BAB 1. PENGUKURAN & KESALAHAN SEKIAN AKAN DILANJUTKAN PADA BAB 2