Sistem Pengukuran dan Istilah-Istilah Sistem Pengukuran

Belajar Refrigerasi dan Tata Udara : Sistem Pengukuran

Sistem Pengukuran merupakan gabungan aktivitas, prosedur, alat ukur, perangkat lunak, dan subjek yang bertujuan untuk mendapatkan data pengukuran terhadap karakteristik yang sedang di ukur. Pengukuran dimanfaatkan sebagai sarana untuk mendapatkan data guna mengambil keputusan perlu atau tidaknya adjusting proses manufaktur, dan sarana untuk menentukan keterkaitan antara 2 variabel atau lebih.

Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia nyata. Sedangkan alat pengukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Namun, seluruh alat pengukur dapat terkena error peralatan yang bervariasi. Bidang ilmu yang mempelajari cara-cara pengukuran dinamakan metrologi.

Sistem pengukuran sangat dibutuhkan dalam ilmu refrigerasi dan tata udara, karena hasil pengukuran merupakan suatu acuan dalam menentukan baik atau tidaknya sistem refrigerasi yang ada, bahkan untuk instalasi sistem refrigerasi pun memerlukan pengukuan.

Ada beberapa kategori sistem pengukuran, di antaranya :

1. Sistem Pengukuran Listrik
2. Sistem Pengukuran Panjang
3. Sistem Pengukuran Waktu
4. Sistem pengukuran Berat

Istilah-Istilah Sistem Pengukuran :

A

Akurasi

Akurasi menyatakan seberapa dekat nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya atau nilai yang dianggap benar. Jika tidak ada data sebenarnya atau nilai yang dianggap benar tersebut maka tidak mungkin untuk menentukan berapa akurasi pengukuran tersebut.

Akurasi pengukuran atau pembacaan adalah istilah yang sangat relatif. Akurasi didefinisikan sebagai beda atau kedekatan antara nilai yang terbaca dari alat ukur dengan nilai sebenarnya. Dalam eksperiman, nilai sebenarnya yang tidak pernah diketahui diganti dengan suatu nilai standar yang diakui secara konvensional.

G

Gangguan

Merupakan sinyal yang cenderung mengganggu nilai output sistem. Jika gangguan bangkit di dalam sistem maka disebut gangguan internal, sedangkan gangguan eksternal dihasilkan dari luar sistem.

H

Hysteresis

Perbedaan output yang terjadi antara pemberian input menaik dan pemberian input menurun dengan besar nilai input sama. Hysteresis merupakan salah satu indikator repeatability.

J 

Jangkauan

Beda modulus antara dua batas rentang nominal dari alat ukur.

Contoh :

Rentang nominal – 15V sampai 15 Volt. Jangkauan 30V.

K

Kalibrasi

Serangkaian kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional penunjukan alat ukur atau menujukkan nilai yang diabadikan bahan ukur dengan cara membandingkannya dengan standar ukur yang tertelusuri ke standar nasional dan/atau international.

Kehandalan

Kesanggupan alat ukur untuk melaksanakan fungsi yang diisyaratkan untuk suatu periode yang ditetapkan.

Keluaran

Keluaran atau output adalah tanggapan sebenarnya yang didapatkan dari suatu sistem pengukuran.

Kesalahan

Beda aljabar antara nilai ukuran yang terbaca dengan nilai “sebenarnya“ dari objek yang diukur. Perubahan pada reaksi alat ukur dibagi oleh hubungan perubahan aksinya.

Ketepatan

Presisi menyatakan seberapa dekat nilai hasil dua kali atau lebih pengulangan pengukuran. Semakin dekat nilai-nilai hasil pengulangan pengukuran maka semakin presisi pengukuran tersebut.

Kedekatan nilai-nilai pengukuran individual yang didistribusikan sekitar nilai rata-ratanya 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.

Ketertelusuran

Terkaitnya hasil pengukuran pada standar nasional/internasional melalui peralatan ukur yang kinerjanya diketahui, standar-standar yang dimiliki laboratorium tempat pengukuran dilakukan dan kemampuan personil laboratorium tersebut.

Ketidakpastian Pengukuran

Perkiraan atau taksiran rentang dari nilai pengukuran di mana nilai sebenarnya dari besaran objek yang diukur terletak.

Koreksi

Suatu harga yang ditambahkan secara aljabar pada hasil dari alat ukur untuk memberi kompensasi penambahan pada kesalahan sistematik.

L

Linearitas

Hubungan antara output dan input dapat diwujudkan dalam persamaan garis lurus. Linearitas sangat diinginkan karena segala perhitungan dapat dilakukan dengan mudah jika sensor dapat diwujudkan dalam persamaan garis lurus.

M

Masukan

Masukan atau input adalah rangsangan dari luar yang diterapkan ke sebuah sistem untuk memperoleh tanggapan tertentu dari sistem pengukuran. Masukan juga sering disebut respon keluaran yang diharapkan.

P

Pengukuran

Serangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu besaran dalam bentuk angka atau kuantitatif. Jadi mengukur adalah suatu proses mengaitkan angka secara empirik dan objektif pada sifat-sifat objek atau kejadian nyata sehingga angka yang diperoleh tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai objek atau kejadian yang diukur.

Presisi

Istilah untuk menggambarkan tingkat kebebasan alat ukur dari kesalahan acak. Jika pengukuran individual dilakukan berulang-ulang, maka sebaran hasil pembacaan akan berubah-ubah disekitar nilai rata-ratanya.

Presisi tinggi dari alat ukur tidak mempunyai implikasi terhadap akurasi pengukuran. Alat ukur yang mempunyai presisi tinggi belum tentu alat ukur tersebut mempunyai akurasi tinggi. Akurasi rendah dari alat ukur yang mempunyai presisi tinggi pada umumnya disebabkan oleh bias dari pengukuran, yang bisa dihilangkan dengan kalibrasi.

Dua istilah yang mempunyai arti mirip dengan presisi adalah repeatability dan reproducibility. Repeability digunakan untuk menggambarkan kedekatan keluaran pembacaan bila dimasukkan yang sama digunakan secara berulang-ulang pada periode waktu yang singkat pada kondisi dan lokasi pengukuran yang sama, dan dengan alat ukur yang sama. Reproducibility digunakan untuk menggambar kedekatan keluaran pembacaan bila masukan yang sama digunakan secara berulang-ulang.

Persamaan pada keduanya adalah menggambarkan sebaran keluaran pembacaan induvidual untuk masukan yang sama. Sebaran akan mengacu pada repeatability bila kondisi pengukurannya tetap, dan akan mengacu reproducibility kondisi pengukurannya berubah.

Derajat repeatability dan reproducibility dalam pengukuran hanya merupakan alternatif untuk mengekspresikan presisi dari sebuah alat ukur.

R

Rentang ukur

Besar daerah ukur antara batas ukur bawah dan batas ukur atas.

Repeatabilitas

Kemampuan alat ukur untuk menunjukkan hasil yang sama dari proses pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dan identik.

Reproducibility

Lihat Presisi

Resolusi

Perubahan terkecil dari besaran yang diukur, dimana alat ukur masih memberikan tanggapan. Besar pernyataan dari kemampuan peralatan untuk membedakan arti dari dua tanda harga atau skala yang paling berdekatan dari besaran yang ditunjukkan.

S

Sensitivitas

Perbandingan keluaran terhadap perubahan besaran yang diukur. Suatu alat yang peka akan memberikan tanggapan atau respon yang besar jika besaran yang diukur mengalami perubahan sedikit.

Sensor

Bagian atau elemen dari alat ukur yang secara langsung berhubungan dengan objek yang terukur.

Spesifikasi Dinamis

Menunjukkan seberapa baik respon sensor terhadap perubahan pada inputnya secara kontinyu dan teratur.

T

Transduser

Bagian dari alat ukur untuk mengubah atau mengkonveksikan suatu bentuk energi atau besaran fisik yang diterimanya kedalam bentuk energi yang lain atau unit pengalih sinyal, sehingga mudah diolah oleh peralatan berikutnya.

Suatu contoh mengubah sinyal gerakan mekanis menjadi energi listrik yang terjadi pada peristiwa pengukuran getaran. Terkadang antara transmiter dan tranduser dirancukan, keduanya memang mempunyai fungsi serupa. Transduser lebih bersifat umum, namun transmiter pemakaiannya pada sistem pengukuran.

Pengenalan Jangka Sorong

Jangka sorong digunakan untuk mengukur bagian luar seperti panjang, lebar, tebal, dan diameter, juga bagian dalam seperti dalamnya lubang, diameter dan lebar lubang. Jangka sorong memiliki ketelitian 0,1 hingga 0,02 mm. Selain jangka sorong biasa, ada juga macam lainnya seperti jangka sorong kedalaman dan jangka sorong gigi.


Bagian-Bagian Jangka Sorong

• Mulut Dalam
• Mulut Luar
• Skala Nonius
• Badan Pengukur

Cara Kerja Jangka Sorong

1. Setelah selesai mengukur, perhatikan kedudukan strip nol pada rangka mulut geser jangka sorong, misalnya menunjukkan angka 7 pada rangka tetap, berarti hasil pengukuran 7 mm.
2. Perhatikan strip nonius mana yang paling sejajar atau segaris. Jika nonius yang paling sejajar dengan strip pada rangka adalah strip ke-5, berarti strip tersebut memiliki harga 0,3 mm. Untuk ketelitian 0,1 mm, maka hasil pengukuran selengkapnya 7,5 mm.

Menentukan Ketelitian Jangka Sorong

1. Perhatikan panjangnya angka pada nonius jangka sorong, mis. 7 mm
2. Hitung banyaknya strip pada nonius, misalnya 5.
3. Tentukan jarak strip nonius, yaitu 7/5 mm.
4. Tentukan jarak strip pada rangka dan strip pada nonius, besarnya selisih kedua strip

1 - [5/7] = 2/7

Maka ketelitian jangka sorong adalah 2/7 atau 0,28 mm.

Dengan cara yang sama, ketelitian jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm, 0,1 mm, dan sebagainya dapat ditentukan.

Pengenalan Neraca Digital

Dalam kehidupan sehari-hari, massa sering diartikan sebagai berat, tetapi dalam tinjauan fisika kedua besaran tersebut berbeda. Massa tidak dipengaruhi gravitasi, sedangkan berat dipengaruhi oleh gravitasi. Fungsi dari neraca elektrik maupun bukan elektrik secara umum adalah sebagai alat pengukur massa. Kegunaan neraca ini tergantung dari skala dari neraca tersebut misal neraca/timbangan elektrik yang ada di pasar swalayan dengan yang di laboratorium tentu sensitivitas dan skala neracanya jauh berbeda.

Bagian-Bagian Neraca Digital

• Tempat penyimpanan objek
• Hasil Penimbangan

Cara Kerja Neraca Digital

A. Proses Menimbang

• Pastikan bahwa timbangan sudah menyala.
• Pastikan timbangan menunjukkan angka ”nol”
• Letakakan benda yang massanya akan diukur pada piringan tempat benda.
• Baca skala yang tertera pada display digital sesuai skala satuan timbangan tersebut.
• Untuk pengukuran yang sensitivitasnya tinggi perlu menunggu 30 menit, karena hanya dapat bekerja pada batas temperatur yang ditetapkan.

B. Kalibrasi Skala Neraca

Neraca dikontrol dengan menggunakan anak timbangan yang sudah terpasang atau dengan dua anak timbangan eksternal, misal 10 gr dan 100 gr. Neraca elektronik, harus menunggu 30 menit untuk mengatur temperatur. Jika menggunakan timbangan yang sangat sensitif, hanya dapat bekerja pada batas temperatur yang ditetapkan. Timbangan harus terhindar dari gerakan  sebelum menimbang angka “nol” harus dicek kembali. Penyimpangan berat dicatat pada lembar/kartu kontrol, dan pada lembar tersebut tercantum pula berapa kali timbangan harus dicek.

C. Kebersihan timbangan

Kebersihan timbangan harus dicek setelah selesai digunakan, bagian dan menimbang harus dibersihkan  menggunakan sikat, kain halus atau kertas  dan membersihkan timbangan secara keseluruhan timbangan harus dimatikan, kemudian piringan timbangan dapat diangkat dan seluruh timbangan dapat dibersihkan dengan menggunakan pembersih seperti deterjen lunak, atau campuran air dan etanol/alkohol. Sesudah dibersihkan timbangan dihidupkan, dan setelah dipanaskan, cek kembali dengan menggunakan anak timbangan.

Pengenalan Multitester Analog

Multitester analog dapat digunakan untuk mengukur beberapa hal yang ada sangkut pautnya dengan listrik, di antaranya :

1. Menggunakan Multitester sebagai Volt Meter
2. Menggunakan Multitester sebagai Pengukur Kapasitas Condensator
3. Menggunakan Multitester sebagai Pengukur Arus Rangkaian
4. Menggunakan Multitester sebagai Pengukur Jalur [kontinuitas]

Bagian-Bagian Multitester Analog

1. Scale berfungsi sebagai skala pembacaan meter.
2. Kotak meter berfungsi sebagai tempat komponen-komponen multimeter.
3. Saklar pemilih [Range Selector Switch], berfungsi untuk memilih posisi pengukuran dan batas ukurannya.
4. Lubang kutub + [V A W Terminal], berfungsi sebagai tempat masuknya test lead kutub + yang berwarna merah.
5. Lubang kutub – [Common Terminal], berfungsi sebagai tempat masuknya test lead kutub – yang berwarna hitam.

Cara Kerja Multitester Analog

Pasang Kabel hitam ke COM [ground] , dan pasang Kabel Merah ke Lubang paling kanan. Tentukan objek pengukuran, misalnya akan mengukur battere Nokia yang berkapasitas 3,7v.

Lihat skala pada Multitester pada bagian Volt ada dua yaitu:

• DC Volt --    [Tegangan searah]                  : Tegangan Batere, Teg. Output IC Power, tsb
• AC Volt --    [Tegangan Bolak Balik]           : Tegangan PLN, dan sejenisnya.

Gunakan skala yang tepat untuk pengukuran, namun hasilnya itu tidak akan seakurat multitester digital. Jika kabel terbalik hasilnya akan tetap muncul, tetapi jarum akan mentok ke kiri, berbeda dengan multitester digital, yang jika kabel terbalik maka ada tanda negatif [-] di depan hasilnya.

Menggunakan Multitester Sebagai Pengukur Kapasitas Condensator

Kondensator [Capasitor] adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad. Kondensator identik dengan dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Sedangkan jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju yang sering disebut kapasitor [capacitor].

Namun kebiasaan dan kondisi serta artikulasi bahasa setiap negara tergantung pada masyarakat yang lebih sering menyebutkannya. Kini kebiasaan orang tersebut hanya menyebutkan salah satu nama yang paling dominan digunakan atau lebih sering didengar. Pada masa kini, kondensator sering disebut kapasitor [capacitor] ataupun sebaliknya yang pada ilmu elektronika disingkat dengan huruf [C].

Satuan dalam kondensator disebut Farad. Satu Farad = 9 x 1011 cm² yang artinya luas permukaan kepingan tersebut menjadi 1 Farad sama dengan 106 mikroFarad [µF], jadi 1 µF = 9 x 105 cm².

Satuan sentimeter persegi [cm²] jarang sekali digunakan karena kurang praktis.

Mengukur Listrik DC

1. Besarnya arus listrik [DC] yang mengalir dalam suatu rangkaian bisa diketahui dengan menggunakan multitester.
2. Terlebih dahulu perkirakan seberapa besar ampere yang diukur, baru kemudian saklar pemilih diposisikan pada angka yang lebih besar.
3. Lalu hubungkan peralatan yang akan diukur secara seri melalui probe multitester

Pengenalan Stopwatch

Stopwatch adalah alat yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam kegiatan kegiatan tertentu, contohnya seperti berapa lama waktu yang dibutuhkan seorang pelari untuk mencapai jarak 100 meter, ada juga contoh lain seperti di dalam kegiatan praktek fisika atau praktek lainya.

Stopwatch secara khas dirancang untuk memulai perhitungan waktu dengan menekan tombol di atas dan berhenti. Sehingga suatu waktu, menit, atau detik bias ditampilkan sebagai waktu yang berlalu.        

Bagian-Bagian Stopwatch

• Tombol Start/Stop yang berfungsi untuk memulai hitungan.
• Tombol Mode/Unlock yang berfungsi untuk mengunci atau memberhentikan waktu yang sedang berjalan.
• Tombol Split/Reset yang berfungsi untuk mengembalikan pada pengaturan awal atau membuat angka bernilai nol.
• Layar analog atau digital untuk menampilkan hitungan.

Cara Kerja Stopwatch

Pertama-tama lihat dan pastikan bahwa nilai pada stopwatch menunjukan angka nol, selanjutnya tekan tombol start untuk memulai hitungan, setelah beberapa lama data waktu bias disimpan dengan menekan tombol mode/unlock setelah data waktu berhenti, data waktu bias disimpan. Jika menginginkan stopwatch kembali menunjukan angka nol, maka tekan tombol reset.