pengukuran besaran listrik

1.
PENGERTIAN.
Pengukuran adalah suatu pembandingan antara suatu
besaran dengan besaran lain yang sejenis secara
eksperimen dan salah satu besaran dianggap sebagai
standar.
Sebagai pembandingan digunakan suatu alat bantu (alat
ukur) yang sudah dikalibrasi.
Contoh:
Pengukuran tegangan pada jaringan listrik dalam hal ini
tegangan yang akan diukur diperbandingkan dengan
penunjukkan dari Volt meter.
Pengukuran dapat dibedakan atas :
1.
2.
Pengukuran besaran listrik, seperti arus (amper), tegangan (Volt), daya (Watt),
dll.
Pengukuran besaran non listrik, seperti suhu, kuat cahaya, tekanan, waktu,
velocity, dll.
HAL-HAL YANG PENTING DIPERHATIKAN PADA PENGUKURAN LISTRIK :
1.
2.
3.
Cara pengukuran,  harus benar.
Pada pengukuran listrik terdapat beberapa cara. Pilih cara yg paling ekonomis
Alat ukur,  harus dalam keadaan baik :
Secara periodik harus dicek (kalibrasi). Penyimpanan, transportasi alat
harus diperhatikan
Operator (Orang),  harus teliti
Keadaan dimana dilakukan pengukuran harus diperhatikan. Jika diperlukan
laporan, maka pencatatan hasil pengukuran perlu mendapat perhatian
Untuk catatan digunakan buku tersendiri (gunakan FORMULIR tertentu)
2.
KARAKTERISTIK DAN KLASIFIKASI
ALAT UKUR
Karakteristik
Terminologi berikut adalah beberapa karakteristik dari suatu alat ukur :







Akurasi (Ketelitian)
Presisi
Kepekaan
Resolusi (daya urai / deskriminasi)
Repeatibility
Efisiensi
Linearity
Ketelitian
Ketelitian didefinisikan sebagai persesuaian antara
pembacaan alat ukur dengan nilai sebenarnya dari
besaran yang diukur. Ketelitian alat ukur diukur dalam
derajat kesalahannya.
 Kesalahan (Error)
Kesalahan ialah selisih antara nilai pembacaan pada alat
ukur dengan nilai sebenarnya .
I T
E
x100%
T
 Rumusan error dapat ditulis :
E = I – T atau dalam %
dimana : E = Kesalahan
I = Nilai pembacaan
T = Nilai sebenarnya
Koreksi
Koreksi ialah selisih antara nilai sebenarnya dari besaran yg diukur
dgn nilai pembacaan pd alat ukur.
T I
C
x100%
C = T - I atau dalam %
T
Dari kedua rumus diatas yaitu kesalahan dan koreksi dapat dilihat
bahwa :
C= - E



Kesalahan pada alat ukur umumnya dinyatakan dalam klas
ketelitian yg dinyatakan dengan klas 0.1; 0.5 ; 1,0 dst. Alat ukur
dinyatakan mempunyai ketelitian klas 0,1 bila kesalahan
maksimum ialah ± 1 % dari skala penuh efektif.
Berdasarkan ketelitian tsb alat-alat ukur terdiri dari :
Alat cermat atau alat presisi, alat ukur dengan ketelitian tinggi (<
0,5%).
Alat kerja, alat ukur dgn ketelitian menengah (± 1 ÷ 2 %).
Alat ukur kasar, alat ukur dgn ketelitian rendah (≥ 3 %).





Alat cermat / alat persisi :
Alat ukur dengan kesalahan ukur < 0,5% termasuk alat persisi. Alat
ukur ini sangat mahal harganya dan hanya dipakai u/ pek dg
kecermatan yg tinggi, umpamanya dilaboraturium.
Alat ukur cermat / alat persisi dibuat dlm bentuk transfortable.
Alat kerja :
Alat ukur dengan kesalahan ukur > 0,5% termasuk gol. alat kerja.
U/ alat ukur kerja dgn kesalahan ukur ± 1 – ± 2 % juga dibuat
transportable dan dipakai dibengkel2, pabrik2 dll. Untuk alat kerja
dengan kesalahan ukur ± 2 -3 % dipakai utk pengukuran pada
papan penghubung baik dipusat2 tenaga listrik, pabrik2 dll.
Alat Ukur Kasar :
Alat ukur dgn kesalahan ukur > 3% termasuk golongan alat kasar
dan hanya digunakan sebagai petunjuk, spt arah aliran untuk
melihat apakah accumulator dari sebuah mobil yang sedang diisi
atau dikosongkan.
Pada beberapa alat ukur yang akan ditempatkan pada panel2 maka
untuk mengurangi kesalahan membaca karena paralaks, jarum
petunjuk dan skala pembacaan ditempatkan pada bidang2 yg sama
seperti diperlihatkan dalam gambar (1).
Klas
Kesalahan yg
diizinkan (%)
Penggunaan
Keterangan
0,1
± 0,1
Laboratorium
Presisi
0,2
± 0,2
Laboratorium
Presisi
0,5
± 0,5
Laboratorium
Menengah
1,0
± 1,0
Industri
Menengah
1,5
± 1,5
Industri
Menengah
2,0
± 2,0
Industri
Menengah
2,5
± 2,5
Industri
Menengah
3,0
± 3,0
Hanya utk cek
Rendah
5,0
± 5,0
Hanya utk cek
Rendah
Gbr. Skala dan Plat Skala pada alat ukur
Ketelitian hasil ukur ditentukan oleh:

Kondisi alat ukur, yaitu ketelitiannya harus sesuai dengan yang di
persyaratkan utk pengukuran.
Ketelitian alat ukur dapat berkurang disebabkan antara lain,
umur teknis dan ekonomis alat ukur atau sumber listrik yang
harusnya terpasang dengan kondisi tertentu, sudah tidak
memenuhi seperti yang dipersyaratkan.

Operator atau pengguna alat ukur tidak memahami cara yang
benar, shg terjadi kesalahan pemakaian atau cara membaca skala
salah padahal alat ukur pd kondisi yg baik.
Alat ukur selain merupakan alat yang menghasilkan nilai dengan
satuan listrik maupun mekanik, juga ada alat yang hanya
menunjukkan indikasi benar atau tidaknya suatu rangkaian. Alat
seperti ini disebut dengan Indikator.
Sensitifitas (kepekaan)
Kepekaan ialah perbandingan antara besaran akibat
(respone) dan besaran yang diukur.
Kepekaan ini mempunyai satuan, mm / μA.
Sering kepekaan ini dinyatakan sbg sebaliknya (inverse
sensitivity = faktor penyimpangan/ defleksi).
Jadi besarannya / satuannya menjadi μA / mm.
Resolusi ( Daya Urai / deskriminasi)
Resolusi dari suatu alat ukur adalah pertambahan
terkecil dari besaran yg diukur yang dapat dideteksi alat
ukur dengan pasti.
Misalnya suatu Volt meter mempunyai skala seragam
yang terbagi atas 100 bagian dan berskala penuh sama
dengan 200 V. Satu perseratus jelas, maka deskriminasi
alat ukur sama dengan 1/100 atau 2 V.
Repeatibility
Banyak alat ukur mempunyai sifat bahwa nilai
penunjukkannya bertendensi bergeser, yaitu dengan satu
nilai masukan yang sama, nilai pembacaan berubah
dengan waktu.
Hal tersebut disebabkan antara lain oleh :
a. Fluktuasi medan listrik disekitarnya. Untuk mencegah
hal ini harus dipasang pelindung.
b. Getaran makanis. Untuk menghindari hal ini dipasang
peredam getaran.
c. Perubahan suhu. Utk ini ruangan diusahakan suhunya
tetap dengan cara pemasangan alat pendingin (AC).
Perhatian !
Dalam pengukuran sebaiknya perlu diperhatikan kondisi alat ukur dengan
memperhatikan syarat-syarat dari alat ukur, yaitu :






Alat ukur tidak boleh membebani / mempengaruhi yg diukur atau
disebut mempunyai impedansi masuk yang besar
Mempunyai keseksamaan yang tinggi, yaitu alat harus
mempunyai ketepatan dan ketelitian yang tinggi (mempunyai
accuracy error dan precision error yang tinggi)
Mempunyai kepekaan (sensitifitas) yang tinggi, yaitu batas input
signal yang sekecil2nya sehingga mampu membedakan gejala2
yang kecil
Mempunyai stabilitas yang tinggi sehingga menolong dalam
pembacaan dan tidak terganggu karena keadaan yang tidak
dikehendaki
Kemampuan baca (readibilitas) yang baik, hal ini banyak
tergantung dari skala dan alat penunjuknya serta piranti untuk
menghindari kesalahan paralak.
Kemantapan (realibilitas) alat yang tinggi, yaitu alat yang dapat
dipercaya kebenarannya untuk jangka waktu yg lama.
Efisiensi Alat Ukur


Efisiensi dari alat ukur didefinisikan sebagai perbandingan antara
nilai pembacaan dari alat ukur dan daya yang digunakan alat ukur
pada saat bekerja untuk pengukuran tersebut. Biasanya diambil
dalam keadaan pengukuran pada skala penuh. Adapun satuannya
adalah besaran yang diukur per Watt. Efisiensi suatu alat ukur harus
sebesar mungkin.
Pada Voltmeter efisiensi dinyatakan dalam Ohm per Volt.
Eff 
V fs
Pfs

I fs .Rm
I fs .V fs

Rm
V fs
dimana : Eff = Efisiensi Volt meter
Vp = Penunjukkan Volt meter skala penuh
Pp = Daya yang diperlukan pada penunjukkan Volt
meter pada skala penuh.
Ip = Arus yang mengalir pada penunjukkan volt
meter pada skala penuh.
Rm = Tahanan dalam dari volt meter.
Efisiensi Alat Ukur (lanjutan)
Efisiensi biasanya tidak dinyatakan pada spesifikasi suatu
alat ukur, tetapi dapat dihitung, jika impedansi dari alat
ukur dan arus yang mengalir pada skala penuh diketahui
atau tegangan yang dipasang diketahui.
Volt meter dgn efisiensi yang tinggi misalnya disyaratkan
untuk pengukuran rangkaian elektronik, dimana arus dan
daya biasanya terbatas