Konsep Pengukuran - Universitas Brawijaya

Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
1
PENDAHULUAN
TUJUAN
KONSEP DASAR PENGUKURAN
TERMINOLOGI
TANGGAPAN WAKTU.
TUJUAN
Setelah menyelesaikan kuliah ini, diharapkan
mahasiswa mampu untuk:



Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip
dasar sistem pengukuran
Menjelaskan dengan benar mengenai terminologi
dalam sistem pengukuran
Menjelaskan dengan benar mengenai tanggapan
waktu sensor.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
3
KONSEP DASAR SISTEM PENGUKURAN
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
4
SENSOR & TRANSDUSER

Transduser:
Transduser adalah pengubah bentuk energi, dari
salah satu bentuk ke bentuk yang lain
Contoh:




Diafragma: transduser tekanan ke displacement
(perpindahan/posisi)
Motor listrik: transduser elektrik ke gerakan
(putaran)
Generator listrik: transduser gerakan (putaran) ke
listrik
Dll.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
5
SENSOR & TRANSDUSER

Sensor:
Sensor adalah divais (device) yang
menerima signal/stimulus non elektrik
(yang me-representasikan sifat-sifat fisis)
sebagai masukan dan memberikan
tanggapan (response) berupa sinyal
elektrik sebagai keluarannya
Contoh:

Fotodiode, termokopel, dll.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
6
SENSOR & TRANSDUSER

Aktuator: kebalikan dari sensor
Contoh:




Motor listrik
Loudspeaker
Elemen pemanas
dll.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
7
KARAKTERISTIK SENSOR
Eror

Eror adalah selisih antara nilai yang
sebenarnya dan nilai pengukuran (bila
digunakan untuk menyatakan hasil suatu
pengukuran)
atau

Eror adalah selisih antara nilai yang
sebenarnya dan nilai yang diinginkan/nilai
acuan/set point (bila digunakan untuk
menyatakan variabel yang dikontrol dalam
suatu sistem kontrol).
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
8
Akurasi


Akurasi (ketelitian) adalah ukuran yang
menyatakan nilai maksimum keseluruhan
eror yang diperkirakan muncul dalam
pengukuran suatu variabel
Akurasi biasanya dinyatakan sebagai
inakurasi (ketidak telitian).
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
9
Pernyataan Akurasi




Akurasi dinyatakan dalam bentuk variabel
yang diukur
Dalam bentuk persentase terhadap
pembacaan skala penuh (full scale-FS)
Dalam bentuk persentase terhadap span
(kisaran/range pengukuran)
Dalam bentuk persentase terhadap nilai
pembacaan .
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
10
Contoh Pernyataan Akurasi


Akurasi + 2oC menyatakan adanya ketidak
pastian sebesar + 2oC dalam setiap nilai
suhu yang diukur
Akurasi + 0,5%FS pada sebuah volmeter
yang mempunyai kisaran skala penuh 5 volt,
berarti dalam setiap pengukuran terdapat
ketidak pastian sebesar + 0,025V.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
11
Contoh Pernyataan Akurasi


Akurasi +3% dari span untuk kisaran
pengukuran tekanan antara 20 – 50 psi
adalah (0,03)(50-20)psi = 0,9 psi
Akurasi +2% dari pembacaan pada hasil
pengukuran 2 volt menyatakan ketidak
pastian sebesar +0,04 volt.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
12
Presisi

Presisi (ketepatan) adalah tingkat
kedekatan antara hasil pengukuran
individual dan nilai rata-ratanya.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
13
Sensitivitas



Sensitivitas adalah ukuran yang
menyatakan hubungan antara perubahan
keluaran dan perubahan masukan sensor
Dinyatakan oleh fungsi alih
Contoh: sensitivitas sebuah sensor suhu,
10 mV/oC .
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
14
Resolusi & Threshold



Resolusi adalah perubahan variabel
masukan terkecil yang dapat diukur
Dinyatakan sebagai persentase terhadap
kisaran skala penuh
Threshold adalah masukan terkecil yang
dapat diukur.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
15
Linieritas

Linieritas didefinisikan sebagai
simpangan maksimum kurva kalibrasi
terhadap suatu garis lurus.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
16
Kurva Linieritas

Ponco Siwindarto
Linieritas dinyatakan
sebagai persentase
simpangan maksimum
terhadap FS
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
17
Histerisis

Histerisis adalah perbedaan nilai
pembacaan sensor untuk suatu nilai
masukan tertentu bila nilai masukan
tersebut didekati dari nilai yang lebih
rendah dan yang lebih tinggi.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
18
Kurva Histerisis

Histerisis dinyatakan sebagai persentase deviasi
maksimum (antara kurva naik dan kurva turun)
terhadap nilai skala penuh.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
19
TANGGAPAN WAKTU SENSOR




Ponco Siwindarto
b(t) = keluaran sensor
e(t) = masukan sensor
berupa fungsi step
ei = nilai awal
masukan sensor
ef = nilai akhir
masukan sensor
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
20
Tanggapan order-kesatu
 Terdapat kesalahan nilai
keluaran selama waktu peralihan
keluaran dari bi ke bf
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
21
Konstansta waktu t

Untuk t =
t
 Keluaran
berubah 63% dari total perubahan
 Keluaran dianggap telah mencapai nilai akhir
pada t = 5
Ponco Siwindarto
t
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
22
Tanggapan order-kedua
 Sensor dapat mengikuti perubahan masukan bila masukannya berubah
dalam waktu yang lebih lama dari periode yang diberikan oleh frekuensi
alamiahnya
 Dalam waktu 1/a, amplituda osilasi turun sebesar e-1 kali atau 37%
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
23
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
24