Teknik
pengukuran
Pengukuran adalah membandingkan sesuatu
dengan sesuatu yang lain yang dianggap sebagai patokan.
Peranan pengukuran dalam kehidupan sehari-hari
sangat penting. Seorang tukang jahit pakaian mengukur panjang kain untuk
dipotong sesuai dengan pola pakaian yang akan dibuat dengan menggunakan meteran
pita. Penjual daging menimbang massa daging sesuai kebutuhan pembelinya dengan
menggunakan timbangan duduk. Seorang petani tradisional mungkin melakukan
pengukuran panjang dan lebar sawahnya menggunakan satuan bata, dan tentunya
alat ukur yang digunakan adalah sebuah batu bata. Tetapi seorang sarjana
mengukur lebar jalan menggunakan alat meteran kelos untuk mendapatkan satuan
meter.
1. Pengukuran Besaran Panjang
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur
panjang benda haruslah sesuai dengan ukuran benda. Sebagai contoh, untuk
mengukur lebar buku kita gunakan pengaris, sedangkan untuk mengukur lebar jalan
raya lebih mudah menggunakan meteran kelos.
a. Pengukuran Panjang dengan Mistar
Penggaris atau mistar berbagai macam
jenisnya, seperti penggaris yang berbentuk lurus, berbentuk segitiga yang
terbuat dari plastik atau logam, mistar tukang kayu, dan penggaris berbentuk
pita (meteran pita). Mistar mempunyai batas ukur sampai 1 meter, sedangkan
meteran pita dapat mengukur panjang sampai 3 meter. Mistar memiliki ketelitian
1 mm atau 0,1 cm. Posisi mata harus melihat tegak lurus terhadap skala ketika
membaca skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan pembacaan hasil
pengukuran akibat beda sudut kemiringan dalam melihat atau disebut dengan
kesalahan paralaks.
Gambar 1. Mistar
b. Pengukuran Panjang dengan Jangka Sorong
Jangka sorong merupakan alat ukur panjang
yang mempunyai batas ukur sampai 10 cm dengan ketelitiannya 0,1 mm atau 0,01
cm. Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter cincin dan
diameter bagian dalam sebuah pipa. Bagian-bagian penting jangka sorong yaitu:
1.
rahang tetap dengan skala tetap terkecil 0,1 cm
2.
rahang geser yang dilengkapi skala nonius. Skala tetap dan nonius mempunyai
selisih 1 mm.
Menggunakan Jangka Sorong
Gambar 2. Jangka sorong
- Langkah pertama.
Tentukan terlebih dahulu
skala utama. Pada gambar terlihat skala nol nonius terletak di antara skala 2,4
cm dan 2,5 cm pada skala tetap. Jadi, skala tetap bernilai 2,4 cm.
- Langkah kedua.
Menentukan skala nonius.
Skala nonius yang berimpit dengan skala tetap adalah angka 7. Jadi, skala
nonius bernilai 7 x 0,01 cm = 0,07 cm.
- Langkah ketiga.
Menjumlahkan skala tetap
dan skala nonius. Hasil pengukuran = 2,4 cm + 0,07 cm = 2,47 cm. Jadi, hasil
pengukuran diameter baut sebesar 2,47 cm.
c. Pengukuran
Panjang dengan Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup memiliki
ketelitian 0,01 mm atau 0,001 cm. Mikrometer sekrup dapat digunakan untuk
mengukur benda yang mempunyai ukuran kecil dan tipis, seperti mengukur
ketebalan plat, diameter kawat, dan onderdil kendaraan yang berukuran kecil. Bagian-bagian
dari mikrometer adalah rahang putar, skala utama, skala putar, dan silinder
bergerigi. Skala terkecil dari skala utama bernilai 0,1 mm, sedangkan skala
terkecil untuk skala putar sebesar 0,01 mm.
Menggunakan Mikrometer Sekrup
Gambar 3. Mikrometer sekrup
1. Langkah pertama.
Menentukan skala utama,
terlihat pada gambar skala utamanya adalah 1,5 mm.
2. Langkah kedua.
Perhatikan pada skala
putar, garis yang sejajar dengan skala utamanya adalah angka 29. Jadi, skala
nonius sebesar 29 x 0,01 mm = 0,29 mm.
3. Langkah ketiga.
Menjumlahkan skala utama
dan skala putar. Hasil pengukuran = 1,5 mm + 0,29 mm = 1,79 mm. Jadi hasil
pengukuran diameter kawat adalah 1,79 mm.
2. Pengukuran
Tekanan
Manometer adalah alat ukur tekanan dan
manometer tertua adalah manometer kolom cairan. Alat ukur ini sangat sederhana,
pengamatan dapat dilakukan langsung dan cukup teliti pada beberapa daerah
pengukuran. Manometer kolom cairan biasanya digunakan untuk pengukuran tekanan
yang tidak terlalu tinggi (mendekati tekanan atmosfir).
2.1 Fungsi manometer
Manometer adalah alat yang digunakan secara luas pada
audit energi untuk mengukur perbedaan tekanan di dua titik yang berlawanan.
Jenis manometer tertua adalah manometer kolom cairan. Versi manometer sederhana
kolom cairan adalah bentuk pipa U (lihat Gambar 4-4) yang diisi cairan
setengahnya (biasanya berisi minyak, air atau air raksa) dimana pengukuran
dilakukan pada satu sisi pipa, sementara tekanan (yang mungkin terjadi karena
atmosfir) diterapkan pada tabung yang lainnya. Perbedaan ketinggian cairan
memperlihatkan tekanan yang diterapkan.
2.2 Prinsip kerja manometer
Gambar
a.
Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang
diisi cairan setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama
tinggi.
Gambar
b.
Bila tekanan positif diterapkan pada salah satu sisi kaki
tabung, cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi
tabung yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian, “h”, merupakan penjumlahan
hasil pembacaan diatas dan dibawah angka nol yang menunjukkan adanya tekanan.
Gambar
c.
Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung,
cairan akan meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi
lainnya. Perbedaan ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas
dan dibawah nol yang menunjukkan jumlah tekanan vakum.
2.3 Penggunaan manometer
Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan
untuk menentukan perbedaan tekanan diantara dua titik di saluran pembuangan gas
atau udara. Perbedaan tekanan kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan
aliran di saluran dengan menggunakan persamaan Bernoulli (Perbedaan tekanan =
v2/2g).
Rincian lebih lanjutpenggunaan manometer diberikan pada
bagian tentang bagaimana mengoperasikan manometer. Manometer harus sesuai untuk
aliran cairan.Kecepatan aliran cairan diberikan oleh perbedaan tekanan = f
LV2/2gD dimana f adalah factor gesekan dari bahan pipa, L adalah jarak antara
dua titik berlawanan 183 dimana perbedaan tekanan diambil, D adalah diameter
pipa dan g adalah konstanta gravitasi.
Manometer tersebut digunakan untuk mengukur tekanan tera yang
terdiri dari sebuah tabung yang berbentuk U yang berisi cairan, umumnya mercury
(air raksa) atau air. Tekanan p yang terukur adalah berhubungan dengan
perbedaan tinggi permukaan air antara dua sisi tabung.
Gambar
5.Monometer Tabung terbuka Gambar 6. Monometer air
raksa
Tekanan atmosfir dapat
diukur dengan alat jenis monometer air raksa dengan salah satu ujung tabung
tertutup, seperti pada gambar 5. Ruang di atas kolom air raksa hanya mengandung
uap air raksa, yang tekanannya begitu kecil pada temperature biasa sehingga
tekanan tersebut dapat daiabaikan besarnya. Dengan demikian dari persamaan
diperoleh tekanan atmosfir adalah P0=gh
Tekanan atmosfir disuatu
titik secara numerik adalah sama dengan berat kolom udara sebanyak satu satuan
luas penampang yang membentang dari titik tersebut ke puncak atmosfir. Maka
tekanan atmosfir di suatu titik akan berkurang dengan ketinggian. Dari hari ke
hari akan ada variasi-variasi tekanan atmosfir karena atmosfir tersebut tidaklah
static.
Kolom air raksa di dalam
barometer akan mempunyai tinggi sebesar kia-kira 76 cm di permukaaan laut yang
berubah dengan tekanan atmosfir. Suatu tekanan yang ekuivalen dengan tekanan
yang dikeluarkan oleh persis 76 cm air raksa pada suhu 0oC di bawah grafitasi
standar, g = 980 cm2, dinamakan satu atmosfir (1 atm). Massa jenis air raksa pada
temperature ini adalah 13,595 gram/cm3, maka satu atm adalah ekuivalen dengan :
1 atm = (13,595 gram/cm3)(980 cm/s2 (76 cm) =
1,013 x 105) N/m2)= 1,013 x 105 Pa.
Seringkali tekanan dispesifikasikan dengan memberikan
tinggi kolom air raksa pada suhu 00)C, sehinggga tekanan sering dinyatakan dalam
“ sentimeter air raksa (cm-Hg).
2.4 Sumber Tekanan
2.4.1 Tekanan Statis
Dalam
keadaan atmosfer titik tertentu, tekanan statis diberikan sama ke segala arah.
Tekanan statis adalah hasil dari berat semua molekul udara di atas titik jenuh.
Tekanan statis tidak melibatkan gerakan
relatif udara.
2.4.2 Tekanan Dinamis
Cukup
sederhana, jika Anda memegang tangan Anda di angin yang kuat atau ke luar dari
jendela pada mobil yang berjalan, maka tekanan angin kuat dirasakan karena
udara mempengaruhi tangan Anda.tekanan kuat tersebut melebihi dan
diatas (selalu dihasilkan) tekanan statis, dan disebut tekanan dinamis. Tekanan
dinamis dikarenakan gerakan relatif. Tekanan Dinamis terjadi jika sebuah benda
bergerak melalui udara, atau udara mengalir ke dalam tubuh.
Tekanan Dinamis tergantung pada dua faktor:
1. Kecepatan
tubuh relatif terhadap arus tersebut. Semakin cepat mobil bergerak atau semakin
kuat angin bertiup, maka tekanan dinamis makin kuat yang dirasakan pada tangan
Anda. Hal ini karena jumlah molekul udara yang lebih besar tiap detiknya.
2. Kerapatan udara. Tekanan dinamis bergantung juga
padakerapatan udara. Jika mengikuti arus udara, maka kerapatannya kecil,
sehingga gayanya kecil dan maka tekanan dinamisnya akan kecil.
Gambar 9. Tekanan dinamik bergantung pada
kerapatan udara
2.4.3 Tekanan
Total
Di
Atmosfir, beberapa tekanan statis selalu diberikan, tapi untuk tekanan dinamis
akan diberikan jika ada gerakan tubuh relatif terhadap udara. Tekanan Total
adalah jumlah dari tekanan statis dan tekanan dinamis.
Tekanan
Total juga dikenal dan disebut sebagai dampak tekanan, tekanan pitot atau
bahkan tekanan ram.
Gambar 10. Tekanan total yang diukur oleh
tabung pitot
2.5 Contoh
alat pengukur tekanan
2.5.1 Tabung
C-Bourdon
Tabung
Bourdon bekerja pada prinsip sederhana bahwa tabung bengkok akan berubah
bentuknya saat terkena variasi tekanan internal dan eksternal. Sepertisaat
diberikan tekanan internal, tabung menjadi lurus dan kembali ke bentuk aslinya
ketika tekanan dilepaskan Ujung tabung bergerak dengan perubahan tekanan
internal dan mudah dikonversi dengan pointer ke skala. Link konektor digunakan
untuk mentransfer gerakan ujung ke pergerakan sektor yang diarahkan. pointer
ini diputar melalui pinion bergigi oleh sektor diarahkan.
Jenis
gauge ini mungkin memerlukan pemasangan vertikal (orientasi tergantung) untuk
memberikan hasil yang benar. Unsur ini rentan goncangan dan getaran, yang juga
dikarenakan massa tabung. Karena hal tersebut dan jumlah gerakan dengan jenis
penginderaan,jenis ini rentan terhadap kerusakan, terutama di dasar tabung.
Keuntungan
utama dengan tabung Bourdon adalah ia memiliki operasional yang luas
(tergantung pada bahan tabung). Jenis pengukuran tekanan dapat digunakan untuk
rentang tekanan positif atau negatif, walaupun akurasi terganggu ketika dalam
ruang hampa.
Jika
aplikasi untuk penggunaan oksigen, maka perangkat tidak dapat dikalibrasi
dengan menggunakan minyak,rentang yang lebih rendah biasanya dikalibrasi di
udara. rentang yang lebih tinggi, biasanya 1000kPa, yang dikalibrasi dengan
tester bobot mati (minyak hidrolik).
Keuntungan
- Murah
- Cepat tanggap
- Rentang operasi lebar - Sensitifitasnya
baik
- Pengukuran tekanan langsung
Kekurangan
- Hanya dimaksudkan untuk indikasi utama
- Non transduser linier, dilinierkan oleh
mekanisme gear
- Histeresis pada peredaran
- Sensitif terhadap variasi suhu
-Terbatas ketika subjek terkena goncangan dan
getaran
Keuntungan
- Meningkatkan akurasi dan sensitivitas
- Tinggi
overrange perlindungan
Kekurangan
- Sangat mahal
2.5.3 Pegas dan Bellows
Sebuah bellow merupakan unsur diperluas dan
terdiri dari serangkaian lipatan yang memungkinkan ekspansi. Salah satu ujung
Bellows adalah tetap dan bergerak lainnya dalam menanggapi tekanan
diterapkan.Sebuah pegas digunakan untuk melawan gaya diterapkan dan hubungan
yang menghubungkan ujung bellow ke sebuah penunjuk untuk indikasi. Bellow tipe
sensor juga tersedia yang memiliki tekanan penginderaan di bagian luar dan
kondisi atmosfer dalam.Pegas ini ditambahkan ke bellow untuk pengukuran yang
lebih akurat. Tindakan elastis dari bellow sendiri tidak cukup untuk secara
tepat mengukur kekuatan tekanan diterapkan.
Jenis pengukuran tekanan terutama digunakan untuk kontrol ON / OFF
menyediakan kontak bersih untuk membuka dan menutup sirkuit listrik.
Bentuk penginderaan menanggapi perubahan
tekanan pneumatik atau hidrolik.
Gambar 13. Dasar struktur mekanis
Aplikasi khas
Tekanan
proses terhubung ke sensor dan diterapkan secara langsung ke bellow. Dengan
meningkatnya tekanan, bellow mengerahkan gaya pada pegas utama. Ketika gaya
ambang pegas utama diatasi, gerakan tersebut dipindahkan ke blok kontak
menyebabkan kontak untuk menjalankan. Ini adalah pengaturan Trip.Ketika tekanan
menurun, mata air utama akan menarik yang menyebabkan pisau pegas diferensial
sekunder untuk mengaktifkan dan me-reset kontak. Ini adalah pengaturan Reset.Gaya
pada pegas utama adalah bervariasi dengan memutar sekrup rentang pengaturan
operasi.Hal ini menentukan di mana perjalanan akan kontak.
Gaya pada pegas pisau diferensial sekunder
bervariasi dengan memutar sekrup penyesuaian diferensial.Ini menentukan di mana
kontak akan mengatur ulang.
Bellow paduan tembaga dapat
digunakan pada air atau udara. cairan dan gas lainnya dapat digunakan jika
non-korosif terhadap paduan ini. Gunakan stainless steel tipe 316 untuk cairan
korosif lebih atau gas.
3.
Alat pengukur suhu (termometer)
Secara kualitatif, kita dapat mengetahui bahwa suhu
adalah sensasi dingin atau hangatnya sebuah benda yang dirasakan ketika
menyentuhnya. Secara kuantitatif, kita dapat mengetahuinya dengan menggunakan termometer.
Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur),ataupun
perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang
berarti untuk mengukur (to measure). Termometer diklasifikasikan sebagai termometer kontak dan termometer non
kontak atau termometer inframerah dan diterangkan dibawah ini.
3.1 Termometer
bulb
Menggunakan air raksa atau alkohol dengan ciri khasnya
sebagai berikut:
a. Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat menampung cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk menekankan perubahan volume atau tempat pemuaian cairan.
a. Menggunakan gelembung besar (bulb) pada ujung bawah tempat menampung cairan, dan tabung sempit (lubang kapiler) untuk menekankan perubahan volume atau tempat pemuaian cairan.
b. Berdasar pada prinsip suatu cairan,
volumenya berubah sesuai temperatur. Cairan yang diisikan terkadang alkohol
yang berwarna tetapi juga bisa cairan metalik yang disebut merkuri, keduanya
memuai bila dipanaskan dan menyusut bila didinginkan
c. Ada nomor disepanjang tube gelas yang menjadi tanda besaran temperatur
d. Termometer bulb tidak memerlukan alat bantu, relatif murah, tidak mudah terkontaminasi bahan kimia sehingga cocok untuk laboratorium kimia, konduktivitas panas rendah. Akan tetapi termometer bulb mudah pecah.
c. Ada nomor disepanjang tube gelas yang menjadi tanda besaran temperatur
d. Termometer bulb tidak memerlukan alat bantu, relatif murah, tidak mudah terkontaminasi bahan kimia sehingga cocok untuk laboratorium kimia, konduktivitas panas rendah. Akan tetapi termometer bulb mudah pecah.
e. Dalam penggunaannya, bulb harus
dilindungi terhadap benturan dan menghindari pengukuran yang melebihi skala
termometer.
3.1.1 Sumber kesalahan termometer bulb:
1.
Time constant effect, waktu yang diperlukan konduksi panas
dari luar ke tengah batang kapiler
2.
Thermal capacity effect, apabila massa yang diukur relatif
kecil, akan banyak panas yang diserap oleh termometer dan mengurangi suhu
sebenarnya.
3.
cairan
(alkohol, merkuri) yang terputus
4.
kesalahan
pembacaan
3.2
Termometer spring
Menggunakan sebuah coil (pelat pipih) yang terbuat dari
logam yang sensitif terhadap panas, pada ujung spring terdapat pointer.Bila
udara panas, coil (logam) mengembang sehingga pointer bergerak naik, sedangkan
bila udara dingin logam mengkerut dan pointer bergerak turun. Secara umum
termometer ini paling rendah keakuratannya di banding termometer bulb dan
digital.Penggunaan termometer spring harus selalu melindungi pipa kapiler dan
ujung sensor (probe) terhadap benturan/gesekan. Selain itu, pemakaiannya tidak
boleh melebihi suhu skala dan harus diletakkan di tempat yang tidak terpengaruh
getaran.
3.3
Termometer elektronik
Ada dua
jenis yang digunakan di industri, yakni thermocouple dan resistance
thermometer. Biasanya, industri menggunakan nominal resistan 100 ohm pada 0 °C
sehingga disebut sebagai sensor Pt-100. Pt adalah simbol untuk 174 platinum,
sensivitas standar sensor 100 ohm adalah nominal 0.385 ohm/°C, RTDs dengan
sensivitas 0.375 dan 0.392 ohm/°C juga tersedia.
Gambar 16. Termometer
Termokopel
Pengukuran waktu adalah menghitung lama suatu
kejadian. Pelajaran di sekolah dimulai pukul 07.00 dan berakhir pada pukul
14.00. Berapa lama pelajaran di sekolah? Pernahkah kamu melihat lomba lari atau
balap sepeda? Petugas lomba biasanya mencatat waktu tempuh pelari atau pembalap
tersebut. Alat apakah yang digunakan untuk mencatat waktu mereka? Gambar 1.10
menunjukkan alat pengukuran waktu, yaitu jam dan stopwatch. Gambar 1.10b
menunjukkan cara memegang stopwatch analog yang benar. Tombol samping pada
telunjuk adalah tombol start dan stop, sedangkan tombol atas pada ibu jari
adalah tombol reset.
Pengukuran
waktu identik dengan menggunakan jam. Ada berbagai jenis jam yang telah
berkembang sampai saat ini yakni jam dinding, jam pasir, jam matahari dan jam
atom. Selain itu, pengukuran waktu dapat dilakukan dengan kronometer, stopwatch
dan penanggalan radiometrik. Tentu kalian ingin mengetahui lebih lanjut
karakteristik dari masing-masing alat pengukur tersebut. Penjelasanny akan ada
di bawah ini.
1.
Jam dinding
Jam dinding merupakan jam yang difungsikan
secara letak atau biasanya diletakkan di dinding. Jam dinding dapat pula
digunakan sebagai hiasan atau pajangan. Selain itu, ada pula jam tangan yang
diletakkan di pergelangan tangan. Dapat sebagai penunjuk waktu dan perhiasan.
Jam
dinding memiliki dua tipe yakni jam analog dan jam digital.
Gambar
18. Jam dinding
|
Gambar
19. Jam dinding digital
|
Jam
dinding atau jam tangan dipergunakan untuk menunjukkan jam, menit dan detik.
Penggunaannya sangat mudah dan praktis karena menggunakan baterai sehingga
dapat digunakan dan disimpan ditempat manapun. Berbeda halnya dengan jam
matahari.
2. Jam Matahari
Jam matahari atau sundial digunakan untuk
menunjukkan waktu berdasarkan letak matahari. Rancangan jam matahari yang
paling umum dikenal memanfaatkan bayangan yang menimpa permukaan datar
yang ditandai dengan jam-jam dalam suatu hari. Seiring dengan perubahan pada
posisi matahari, waktu yang ditunjukkan oleh bayangan tersebut pun turut
berubah. Pada dasarnya, jam matahari dapat dibuat menggunakan segala jenis
permukaan yang ditimpai bayangan yang dapat ditebak posisinya.
Jam matahari terbesar dia Asia juga dunia
ternyata ada di Indonesia, tepatnya di Kota Baru Parahyangan, Padalarang,
Kabupaten Bandung Barat.
Gambar
20. Sundial dilihat dari atas
|
Gambar 21. Jam pasir
Jam pasir adalah perangkat untuk pengatur
waktu. Terdiri dari dua tabung gelas yang terhunbung dengan sebuah tabung
sempit .Salah satu tabung biasanya diisi dengan pasir yang mengalir melalui
tabung sempit ke tabung dibawahnya dengan laju yang teratur. Ketika pasir telah
mengisi penuh tabung bawah, alat ini bisa di balik sehingga dapat digunakan
kembali sebagai pengatur waktu. Jam pasir merupakan nama umum yang mengacu pada
gelas pasir, dimana jam pasir ini digunakan untuk menghitung waktu selama satu
jam.
5. PENGUKURAN DAYA
Sebelum
membahas wattmeter lebih jelas, maka pengertian dari daya, factor kerja dan
lain-lainnya akan dijabarkan secara singkat. Untuk arus searah, maka daya yang
dipakai dalam beban dari tahanan R dapat dinyatakan sebagai berikut :
P = V. I = I²R = V²/R
Dimana V adalah tegangan beban dan I adalah arus beban.Untuk
jala-jala arus bolak-balik, daya yang dipakai dalam beban pada saat dimana
tegangan beban dan arus beban adalah v dan i,maka harga sesaat dari pada
daya dapat dinyatakan sebagai berikut.
p = vi
Dengan
demikian maka untuk pengukuran-pengukuran daya, serta
perhitungan-perhitungannya dapat dilakukan dengan salah satu dari ketiga cara
sebagai dibawah ini.
1.
Mempergunakan alat ukur yang mempunyai penunjukan berbanding lurus
dengan suatu perkalian.
2.
Mempergunakan alat ukur secara khusus dimasukan di dalamnya,
sirkit perkalian.
3.
Mempergunakan harga-harga ukur yang didapat secara tidak langsung.
Alat ukur yang dipergunakan untuk 1 dan 2 adalah alat pengukur daya . Alat ukur 1 adalah tipe elektrodinamis atau tipe induksi, sedangkan untuk 2 adalah dari tipe thermocouple atau sebangsanya.
Alat ukur yang dipergunakan untuk 1 dan 2 adalah alat pengukur daya . Alat ukur 1 adalah tipe elektrodinamis atau tipe induksi, sedangkan untuk 2 adalah dari tipe thermocouple atau sebangsanya.
5.1 Alat pengukur watt dari tipe
elektrodinamometer
Alat ukur dari type
elektrodinamis adalah alat ukur untuk arus bolak-balik dan arus searah. Maka
alat ukur ini dipergunakan untuk arus bolak balik setelah dikalibrasikan dengan
arus searah.
5.2 Alat Pengukur watt dari type induksi
Alat ukur ini dapat
digunakan hanya pada supply ac, jauh berbeda dengan wattmeter dynamometer yang
dapat digunakan baik untuk supply ac maupun dc. Wattmeter induksi dapat
digunakan dengan baik hanya pada supply tegangan dan frekuensi yang tetap.
5.3 Alat pengukur watt dari Type thermocouple
Type
dari alat pengukur watt ini dipakai untuk pengukuran daya-daya kecil pada
frekuensi audio.
6.
PENGUKURAN TORSI
Torsimeter adalah
alat pengukur torsi yang
biasa dipakai untuk mengukur torsi pada alat pemutar sekrup (screw
driver). Torsi pada alat pemutar sekrup perlu dibatasi agar ulir pada
sekrup tidak aus akibat pemakaian torsi yang berlebihan.
6.1 Kunci momen
Gambar 25. Kunci momen
Kunci momen (torque wrench) berfungsi untuk mengencangkan mur atau baut sesuai dengan ukuran kekencangan tertentu.
Pada kunci momen bagian ujungnya bisa dipasang kunci soket
sesuai dengan ukuran mur atau baut yang akan dikencangkan. Sedangkan pada ujung
yang lain (dekat dengan handle kunci momen) terdapat jarum penunjuk dan
angka-angka yang menunjukkan nilai kekencangan dari mur atau baut yang
dikencangkan.Jarum akan bergerak sesuai dengan kekencangan yang diberikan.
Kunci momen digunakan hanya pada pengerjaan akhir dari
pengencangan baut atau mur. Jadi pada saat awal pengencangan kita menggunakan
kunci biasa (kunci ring, kunci soket maupun kunci pas), setelah dirasa agak
kencang baru dikencangkan akhir menggunakan kunci momen dan kencangkan sesuai
dengan nilai kekencangan dari mur atau baut tersebut. Kunci momen bisa untuk
mempermudah dalam menyamakan nilai kekencangan mur atau baut, sehingga
kebengkokan pada suatu bagian karena nilai kekencangan yang berbeda-beda dapat
dihindari.
Rumus Torsi:
T = F x d (N.m)
dimana:
T =
Torsi benda berputar (N.m)
F =
adalah gaya sentrifugal dari benda yang berputar (N)
d=
adalah jarak benda ke pusat rotasi (m)
7.
Pengukuran gaya tarik
Alat
uji tarik ini mengadopsi Load
cell yang paling canggih dan dapat diandalkan karena struktur rangka load
cell mekanik listrik sesuai dengan standarisasi alat uji tarik atau mesin uji universal dunia. Sistemnya juga mengadopsi sistem AC servo timing system dan motor dari Panasonic Co Ltd Jepang.
PC mampu mengendalikan sistem kontrol close-loop parameter seperti loading, spesimen
kekuatan deformasi, dan stroke crosshead dll. Sistem ini menampilkan di layar
secara realistis, seperti gambar diagram online, perubahan kurva saat
pengujian, memeriksa kurva yang secara otomatis menganalisis hasil tes,
pembuatan laporan pengujian. Dan terutama, penerapan mode kontrol
dapat menjadi kontrol manual atau kontrol komputer pemrograman yang
membuat tes siklik menjadi tersedia.
Hanya dengan menggunakan Alat Uji Tarik Jenis komputer
Universal Testing Machine atau mesin uji universal dapat membuat tes pada sebagian besar bahan dan komponen sesuai
dengan kebutuhan anda.
8.
PENGUKURAN KECEPATAN ALIRAN
Yang
dimaksud dengan aliran disini dapat kita bagi menjadi tiga macam, yaitu
1. Kecepatan fluida
mengalir ( m/det).
2. Debit ( jumlah volume
fluida yang mengalir persatuan waktu (liter per detik, dll ).
3. Jumlah volume fluida
yang mengalir untuk selang waktu tertentu ( liter, gallon).
Ditinjau dari sinyal inputnya, alat
pengukur aliran bisa dibagi menjadi jenis mekanik dan listrik.Pada jenis
mekanik, metode yang paling umum digunakan adalah dengan memasang penghalang
pada pipa aliran shg diperoleh efek sekunder, seperti tekanan pada plat
orifis. Sementara itu jenis
listrik menggunakan prinsip perubahan tahanan listrk dsb.
Beberapa
jenis alat ukur aliran yang sering digunakan dalam industri adalah :
1. Head Flow Meter.
2. Area flow Meter.
3. Positive displacement Meter.
8.1 Alat Ukur Aliran Jenis Head.
Prinsip
kerja dari alat ukur jenis ini adalah perbedaan tekanan antara bagian Up stream dan down stream .
Beberapa
alat ukur aliran yang termasuk dalam jenis ini :
1. Tabung Venturi.
2. Flow Nozzle.
3. Pelat Orifice.
4. Tabung Pitot
8.1.1 Venturi.
Untuk memperoleh hubungan antara perbedaan tekanan dengan besar
laju aliran fluida pada alat ini, dimana digambarkan suatu aliran yang melalui
suatu pipa dengan luas penampang yang berbeda.
Misalnya kecepatan , luas penampang , dan tekanan pada bagian
input ( bagian up stream ) masing-masing V1
, A1 dan P1 serta V2 , A2
, dan P2 pada bagian output ( down stream ) .
Maka berdasarkan prinsip kontinuitas, dimana jumlah fluida yang masuk sama
dengan jumlah fluida yng keluar, dapat kita tuliskan bahwa :
V1 . A1
= V2 . A2
Dengan menganggap bahwa kecepatan fluida diseluruh penampang
sama, kita dapat terapkan persamaan Bernoulli Yaitu :
Q = A2 √ 2 (
P1 –P2 ) / ρ
Dimana :
Kelebihan yang
dimiliki oleh tabung venturi ini diantaranya adalah ::
a) Rugi tekanan rendah.
b) Dapat
digunakan untuk cairan yang mengandung endapan.
c) Dapat
digunakan untuk laju aliran yang tinggi.
d) Lebih teliti sampai daerah ukur yang lebar
dibanding denga orifice atau nozel.
Adapun kelemahannya antara lain :
a) Jarang
terdapat tabung venturi dengan ukuran yang kecil ( kurang dari 15 cm )
b) Harganya mahal.
8.1.2 Flow Nozzle.
Dibanding dengan
tabung venturi, flow nozzle mempunyai bentuk yang lebih sederhana seperti
nampak pada gambar di bawah ini :
Gambar 28. Flow Nozzle.
Tap ( lubang pengukur
tekanan ) pada fllow nozzle diletakkan kira-kira pada jarak satu kali diameter
pipa ( D ) dimuka bagian input dan setengah diameter ( D/2 ) dibelakang bagian
input, atau tepat pada bagian outputnya.
Flow nozzle ini meliki ketelitian yang rebih
rendah bila dibandingkan dengan tabung venturi, akan tetapi harganya juga lebih
murah.
Kelebihan lain
diantaranya adalah :
a) Dapat
digunakan untuk yang mengandung endapan.
b) Tersedia
dalam berbagai macam bahan.
Sedangkan
kelemahannya adalah terbatas untuk pipa ukuran sedang .
8.1.3 Pelat Orifice.
Pelat orifice merupakan pengukuran aliran yang paling murah, paling mudah
pemasangannya . akan tetapi paling kurang teliti di antara alat ukur aliran
jenis head flow meter. pelat orifice merupakan pelat yang berlubang
dengan pinggiran tajam ( lubangnya
berbentuk tirus ) dan terbuat dari bahan yang kuat.( stainlees steel ).
Magam-macam jenis
pelat orifice .
a) Pelat orifice jenis Cocentric
b) Pelat orifice jenis Eccentric
c) Pelat orifice jenis segmetal
Berikut ini kita akan bandingkan kelebihan dan kelemahan
beberapa elemen primer alat ukur aliran jenis head (tekanan diferensial).
a.
Orifice
cosentric.
Kelebihan :
1. Dapat digunakan pada berbagai ukuran
pipa.
2. Data penerapan banyak dan
karakteristiknya diketahui.
3. Bila pelat dipasang secara
cermat, ketelitiannya bagus.
4. Tersedia dalam berbagai macam bahan
5. Harganya murah.
Kelemahan :
1. Rugi tekanan permanen relatif
tinggi
2. Tidak
dapat digunakan untuk mengukur laju aliran “slurry” karena cenderung
terjadi penyumbatan.
3. Ketelitian bergantung pada instalasi.
b.
Orifice eksentrik.
Kelebihan
Adalah sama dengan orifice kosentrik kecuali dalam hal
penempatan lubang nya yang memungkinkan penggunaan elemen ini untuk mengukur
laju aliran fluida yang mengandung padatan.
Kelemahannya
Juga sama
dengan orifice konsentrik , dengan tambahan bahwa kesalahan
pengukuran ( ketidakpastiannya) mungkin jauh lebih besar dan data operasinya
lebih terbatas.
c.
Orifice
segmental.
Karakteristiknya kurang lebih sama
dengan orifice eksentrik
8.1.4 Pitot tube
Tabung pitot ini merupakan pengukur kecepatan
fluida mengalir ,prisip kerjanya hampir sama dengan penghalang yang lain
Gambar 30. Tabung pitot a> aliran pada saluran terbuka, b> aliran
dalam pipa.
Perhitungan
kecepatan flownya menggunakan persamaan Bernoulli yaitu :
8.2 Area
Flow Meter.
Prinsip
kerja dari area flow meter ini merupakan kebalikan dari head flow meter. Pada
area flow meter digunakan prinsip dengan perbedaan tekanan tetap , luas
hambatan diubah yang akan menentukan besarnya debit. Area flow meter mempunyai
skala yang linear.
Gambar 31. Pengukuran Flow Dengan Elemen Rotameter.
8.3 Alat Ukur Jenis Perpindahan Positif
(Displacement Meter).
Alat ukur ini mempunyai sifat memisahkan arus aliran kedalam
volume-volume atau segmen-segmen yang diketahui , sehingga alat ini dapat
digunakan untuk mengukur laju kuantitas maupun kuantitas total..
Kuantitas total ini diperoleh dengan menghitung banyaknya volume atau segmen
aliran yang telah dipindahkan. Jadi prinsip kerja alat ukur ini adalah
berdasarkan putaran poros keluaran meter akibat adanya aliran
fluida melalui rongga volume.
Alat ukur ini termasuk jenis mekanik dan mempunyai bagian-bagian
yang bergerak sehingga mudah rusak dan memerlukan perawatan yang relatif
sulit. Beberapa tipe dari alat ukur jenis ini antara lain :
a. Nutating disk
b. Osilating piston
c. Reciprocating Piston
d. Rotating vane
Kelebihan dari alat ini antara lain :
1. Harganya relative murah dibandingkan dengan
jenis perpindahan positif yang lain
2. Rugi tekanan tidak terlalu tinggi
3. Dapat digunakan untuk liquid batching sistem
Adapun kelemahannya antara lain :
1. Ukuran
pipa dan kapasitas terbatas untuk ukuran pipayang kecil
2. Dibandingkan dengan jenis perpindahan positif
yang lain
3. Fluidanya harus bersih
b.
Osilating piston
Lihat gambar 33, Pada bagian ini, ruangan pengukur berbentuk
selinder dengan plat pembagi yang memisahkan inlet port a pada satu sisi dan
oulet pot b disisi lain. Piston tidak berputar tetapai berosilasi dalam
ruangan pengukuran, dan selalu bergerak pada arah yang sama selama fluida
mengalir.
Gambar 33. Osilating piston
Kelebihan dari jenis
alat ini antara lain adalah :
a) Ketelitianannya bagus terutama pada aliran
rendah
b) Dapat digunakan secara mudah pada liquid
batching sistem
c) Repeatability baik
d) Harganya tidak terlalu mahal
e) Mudah dipasang dan dirawat
Adapun keterbatasannya
antara lain yaitu :
a) Hanya tersedia dalam ukuran pipa kecil
b) Daya untuk menggerakkan perangkat penunjangnya
terbatas
c) Fluidanya harus bersih
Alat Ukur Aliran Yang
Lain.
Beberapa alat ukur
aliran yang lain yang belum dibahas diantaranya adalah :
1. meter kecepatan turbin
2. meter aliran magnetic
1.
Meter
Kecepatan Turbin
Turbin akan dikenai aliran dan
baling-baling akan berputar sebanding dengan kecepatan alirannya. Suatu
kumparan penerima yang dipasang dalam pipa akan medeteksi perputaran ini dan
akan menghasilkan pulsa listrik. Frequensi yang dihasilkan akan sebanding
dengan laju aliran volume cairan.
Turbine mass flow meter ini disediakan dalam berbagai
ukuran dan range untuk berbagai macam fluida.
Beberapa sifat dari meter aliran turbin ini adalah :
1. Ketelitiannya tinggi (0,25 -
0,5 % )
2. Sesuaiai
untuk cairan dengan kekentalan rendah
3. Ukurannya kecil
4. Sinyal keluarannya berupa pulsa
2.
Meter Aliran Magnetik.
Prinsip kerjanya
berdasarkan pada hokum Faraday :
Hukum faraday, “Bila
suatu fluida yang bersifat penghantar mengalir melalui medan magnit
maka akan menimbulkan teganagn induksi”.sebesar:
e = B l v
dmana: e = tegangan listrik induksi
B = rapat fluksi medan magnet
l = panjang konduktor (diameter dalam pipa )
v = kecepatan konduktor ( laju aliran )
Kelebihan alat ini antara lain adalah :
1. Dapat dibuat untuk mengukur aliran pada setiap
ukuran pipa , dengan syarat dapat
dihasilkan medan magnit yang memadai
2. Rugi
tekanan sangat rendah karena tidak ada penghalang tekanan
3. Keluaran sebanding lurus dengan masukan
4. Pengukuran
tidak dipengaruhi oleh konduktivitas , dengan syarat konduktivitas minimum
tetap terpenuhi
5. Pengukuran
tidak dipengaruhi oleh viskositas, tekanan, dan temperatur
6. Dapat
digunakan untuk mengukur fluida yang korosif
7. Dapat
digunakan untuk mengukur aliran laminer atau turbulen
Adapun kelemahannya antara lain yaitu :
1. Harga
koduktivitas minimum cairan harus dicapai yaitu 0,1 - 20
micro ohm
2. Gelembung
gas yang terbentuk akan mempengaruhi pengukuran
3. Harganya relative mahal
Good article writer for you. Thanks for another wonderful post
BalasHapus