Pengenalan Instrumentasi dan Teknik Pengukuran Besaran Elekrik

Nama               : Sandrina Aprianti

NIM                 : 1106220006

Kelas                : TR-46-GAB

Mata Kuliah     : Instrumentasi dan Teknik Pengukuran Besaran Elekrik

PENGENALAN INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN BESARAN ELEKTRIK

1. Instrumentasi dan Pengukuran

A. Pengertian Intrumentasi 

    Instrumentasi adalah Peralatan yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran-besaran listrik yang akan diukur. Contoh besaran listrik adalah Arus, tegangan, tahanan, dan daya. Besaran adalah segala sesuatu yang memiliki satuan yang dapat diterapkan penugkuran dan perhitungan dengan dinyatakan dalam angka. Besaran dibedakan menjadi dua yaitu, besaran listrik dan besaran non listrik.

• Besaran Listrik : Arus (Ampere), Tegangan (Volt), Tahanan (Ohm), Daya (Watt), Energi (Joule)
• Besaran Non Listrik : Suhu (Kelvin), Kuat Cahaya (Candela), Kebisingan (dB)

B. Pengertian Pengukuran

    Alat ukur adalah sebuah instrument yang digunakan untuk membandingkan besaran yang tidak diketahui dengan satuan pengukuran atau standard. Pengukuran adalah usaha menyatakan sifat sesuatu zat/ benda ke dalam bentuk angka atau harga. Pengukuran Listrik adalah cara menentukan suatu besaran listrik secara langsung dengan menggunakan instrumen atau alat ukur listrik. Fungsi penting dari alat ukur baik alat ukur listrik maupun mekanik adalah untuk mengetahui nilai yang telah ditentukan sebagai batasan laik atau tidaknya peralatan atau jaringan akan dioperasikan.

- Ketelitian Hasil Pengukuran ditentukan oleh beberapa hal, diantaranya sebagai berikut:

1. Kondisi alat ukur
2. Ketelitian alat ukur yang dapat berkurang karena lifetime
3. Observer, Pengguna alat ukur yang harus memahami cara pengukuran

- Cara Mendapatkan Nilai atau Angka dalam Pengukuran:

1. Membandingkan denga alat tertentu sebagai Standard
2. Membandingkan besaran yang akan di ukur dengan skala yang telah di tera atau di kalibrasi

- Unsur Penting dalam Pengukuran:

1. Alat yang dipergunakan sebagai pembangding/petunjuk
2. Cara pengukuran yang digunakan
3. Orang yang melaksanakan pengukuran

- Istilah dalam Pengukuran:

1. Ketelitian (Presisi)

    Ketelitian adalah derajat kepastian hasil suatu pengukuran. Presisi bergantung pada alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran. Umumnya semakin kecil pembagian skala suatu alat semakin teliti (pesisi) hasil pengukuran alat tersebut. Misalnya, alat ukur mistar memiliki skala terkecil 1 mm, sedangkan jangka sorong memiliki skala terkecil 0,1mm dan 0,05 mm, maka pengukuran dengan menggunakan jangka sorong akan memberikan hasil yang lebih presisi dibanding dengan menggunakan mistar.

2. Ketepatan (Accuracy)

    Ketepatan adalah menunjukkan seberapa tepat hasil pengukuran mendekati nilai yang sebenarnya. Keakurasian pengukuran harus dicek dengan cara membandingkan terhadap nilai standar yang ditetapkan. Contoh sederhana misalnya kita membuat sebuah alat ukur mistar, maka alat yang dibuat harus dibandingkan terhadap mistar yang sudah standar agar dapat memberikan hasil pengukuran yang tepat.

3. Sensitivitas (Kepekaan)

    Sensitivitas adalah rasio antara perubahan pada output terhadap perubahan pada input. Pada alat ukur yang linier, sensitivitas adalah tetap. Dalam beberapa hal harga sensitivitas yang besar menyatakan pula keunggulan dari alat ukur yang bersangkutan. Misalnya sinyal input arus 0,005 mA dan alat ukur masih mampu memberikan sinyal output maka alat ukur tersebut memiliki sensitivitas tinggi.

4. Resolusi (Resolution)

    Resolusi adalah nilai perubahan terkecil yang dapat dirasakan oleh alat ukur ketika mengkur suatu besaran listrik. Contoh Jarum penunjuk sebuah Voltmeter menunjukkan perubahan 0,1 mV (terkecil yang dapat dilihat) maka dikatakan bahwa resolusi dari Voltmeter adalah 0,1 Volt. Harga resolusi sering dinyatakan pula dalam persen skala penuh.

- Penyebab Kesalahan Pengukuran (Error)

1. Kesalahan pemakaian alat ukur
2. Kesalahan manusia (Kekeliruan dalam menyalin data, Salah membaca skala, Salah menentukan tingkat ketelitian)
3. Kesalahan Kalibrasi
4. Experimental error
5. Kesalahan Teknik
6. Kesalahan statis, kesalahan ini disebabkan karena sesuatu hal yang tidak diketahui dari luar dan timbulnya tidak menentu. Karena sumbernya tidak diketahui, maka kesalahan jenis ini tidak dapat dihilangkan dan hanya dapat diperkirakan dengan cara statistik

2. Kesalahan Relatif

    Merupakan perbandingan antara besarnya pegukuran terhadap harga yang sebenarnya. Bila harga pembacaan adalah M dan harga sebenarnya adalah T maka kesalahannya adalah :

e = [(M-T)/T]*100%

    Satuan yang dinyatakan dalam persentase. Besar kecilnya error menunjukkan presisi dari alat ukur yang digunakan dalam pengukuran.

- Kesalahan yang mungkin terjadi dalam Pengukuran:

1. Karena konstruksi yang besarnya ditentukan oleh pabrik atau berdasarkan kelas alat ukur tersebut
2. Karena pembacaan jarum penunjuk, disebabkan karena jarum penunjuk kurang runcing, bayangan jarum penunjuk (kesalahan paralax)
3. Karena letak alat ukur
4. Karena metode pengukuran
5. Karena temperatur
6. Karena ketidakpastian rangkaian

3. Ketelitian dan Ketepatan

A. Pengertian Ketelitian

    

    Ketelitian merupakan tingkat kesesuaian atau dekatnya suatu hasil pengukuran terhadap harga yang sebenarnya.

B. Pengertian Ketepatan

    Ketepatan (presisi) menyatakan tingkat kesamaan di dalam sekelompok pengukuran atau sejumlah instrumen. Ketepatan terdiri dari dua karakteristik, yaitu : Kesesuaian (conformity), Angka penting (jumlah angka yang berarti).

4. Angka Penting

    Angka penting pengukuran menunjukkan ketepatan yang diperoleh dengan menyatakan banyaknya angka-angka yang berarti (angka signifikan). Angka penting memberikan informasi yang sebenarnya mengenai besaran atau ketepatan pengukuran. Semakin banyak angka-angka yang berarti, maka ketepataan pengukuran semakin baik. Contoh hasil pengukuran sebuah tahanan R dinyatakan:

• 68 Ω artinya hasil pengukuran lebih mendekati 68 daripada 67 Ω dan 69 Ω.
• 68,0 Ω artinya hasil pengukuran lebih mendekati 68,0 daripada 67,9 Ω dan 68,1 Ω.

5. Nilai Rata-rata Pengukuran

    Jika pengukuran dilakukan secara berulang kali dan tidak saling tergantung maka hasil pengukuran dinyatakan dalam nilai rata-rata dari semua pembacaan dan simpangan terbesar (large devition) dari nilai rata-rata tersebut. Tujuannya adalah untuk mendapatkan hasil pengukuran sebenarnya. yang mendekati harga.

- Rumus-rumus yang digunakan:

a. Nilai Rata-rata

b. Simpangan Terbbesar (d1)

c. Simpangan Minimum (d2)

d. Rangkuman Kesalahan

- Rumus Statistik:

a. Nilai Rata-rata

    Nilai Rata-rata adalah nilai tunggal yang mewakili sekelompok angka atau data. Nilai rata-rata juga disebut mean atau rata-rata aritmatik.

b. Deviasi

       Deviasi adalah penyimpangan hasil pengukuran terhadap harga rata-rata. Catatan : Jumlah deviasi sama dengan nol.

c. Deviasi Rata-rata

    

    Deviasi Rata-rata adalah Jumlah aritmatika dari harga absolute masing-masing deviasi dibagi dengan jumlah pengukuran. Deviasi rata-rata dapat digunakan untuk menunjukkan kepresisian instrument pengukuran dimana harga yang rendah menunjukkan kepresisian yang tinggi. 

d. Deviasi Standard (S)

    Deviasi Standard adalah Tingkatan harga yang bervariasi mengenai harga rata-rata untuk angka-angka yang kecil (n < 30) bilangan penyebutnya sering dinyatakan sebagai n - 1 untuk memperoleh harga yang lebih akurat pada standat deviasi. Dalam statistika, standar deviasi adalah angka yang mengukur penyebaran kelompok data terhadap nilai rata-rata data (mean) tersebut. Artinya standar deviasi atau simpangan baku memperlihatkan jarak setiap titik data dengan nilai rata-rata.