BAB IV ALAT-ALAT PENGUKURAN DASAR
A. Jangka Sorong
1. Pengertian Jangka Sorong
Jangka Sorong atau dalam bahasa asing disebut vernier caliper adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran panjangyang terdiri atas rahang tetap yang memiliki skala utama dan rahang geser yang memiliki skala nonius. Alat ini memiliki tingkat ketelitian sampai dengan 0,01 mm dan dapat mengukur panjang benda sampai 20 cm.
2. Kegunaan Jangka Sorong
Jangka sorong memiliki beberapa kegunaan sebagai berikut:
a) Untuk mengukur ketebalan suatu benda yang berukuran kecil atau tipis, seperti seng, plat aluminium dan sebagainya.
b) Untuk mengukur diameter luar suatu benda yang berbentuk bulat atau lingkaran, seperti kelereng, uang koin dan sebagainya.
c) Untuk mengukur diameter dalam suatu benda yang berbentuk lingkaran berongga, seperti cincin, gelang dan sebagainya.
d) Untuk mengukur kedalaman suatu benda yang berbentuk tabung, seperti botol, gelas dan sebaginya.
3. Jenis-jenis Jangka Sorong
- Jangka Sorong Berdasarkan Skalanya 1) Jangka Sorong Manual (Vernier Caliper)
Gambar 4. 1Jangka Sorong Manual (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Jangka sorong ini memiliki 2 skala, yaitu skala utama yang terdapat pada rahang tetap dan skala nonius atau vernieryang terdapat pada
2) Jangka Sorong Analog (Dial Caliper)
Gambar 4. 2Jangka Sorong Analog (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Jangka sorong ini umumnya sama dengan jangka sorong manual, hanya saja untuk skala nonius atau vernierberbentuk Analog atau jarum jam sehingga lebih mudah dalam membaca skala nonius. Tingkat ketelitian jangka sorong ini adalah 0,05 mm.
3) Jangka Sorong Digital (Digital Caliper)
Gambar 4. 3Jangka Sorong Digital
(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Sama halnya dengan jangka sorong analog, jangka sorong digital ini memiliki bentuk yang sama dengan jangka sorong manual, hanya saja untuk skla noniusnya berbentuk layar digital dimana hasil pengukuran langsung terbaca pada layar tersebut sehingga penggunaanya jauh lebih mudah dari 2 jenis jangka sorong di atas. Tingkat ketelitian jangka sorong ini mencapai 0,01 mm.
- Jangka Sorong Berdasarkan Fungsinya
1) Jangka Sorong Alur Dalam (Inside Grove caliper)
Gambar 4. 4Jangka Sorong Alur Dalam (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Jangka sorong ini memiliki bentuk rahang yang lebih panjang dari rahang jangka sorong manual. Fungsi dari jangka sorong ini adalah untuk mengukur diameter dalam suatu tabung yang bentuknya berlekuk-lekuk, seperti toples dan botol.
2) Jangka Sorong Ketinggian (Height Vernier Caliper)
Gambar 4. 5Jangka Sorong Ketinggian (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Jangka Sorong ini digunakan untuk mengukur ketinggian suatu benda secara lebih akurat dan detail
3) Jangka Sorong Pipa (Tube Thickness Calipper)
Gambar 4. 6Jangka Sorong Pipa
(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Jangka sorong ini biasanya digunakan untuk mengukur ketebalan pipa atau tabung yang berdiameter kecil.
4) Jangka Sorong Jarak Pusat (Centerline Caliper)
Gambar 4. 7Jangka Sorong Jarak Pusat (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Jangka Sorong ini digunakan untuk mengukur jarak antara satu lubang dengan lubang lainnya atau jarak antara lubang dengan tepi suatu permukaan benda
5) Jangka Sorong Gigi Gear (Gear Tooth Vernier Calipers)
Gambar 4. 8Jangka Sorong Gigi Gear (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Digunakan untuk mengukur ketebalan gigi-gigi pada gear yang umumnya ditemukan pada alat-alat kendaraan atau pada spare part mesin.
6) Jangka Sorong Cakram (Disc brake vernier calipers)
Gambar 4. 9Jangka Sorong Cakram (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Digunakan untuk mengukur ketebalan suatu lempengan cakram logam.
4. Bentuk dan Bagian-bagian Jangka Sorong
Secara umum, jangka sorong terdiri atas 2 bagian yaitu rahang tetap dan rahang geser. Jangka sorong juga terdiri atas 2 bagian yaitu skala utama yang terdapat pada rahang tetap dan skala nonius (vernier) yang terdapat pada
rahang geser. Bentuk jangka sorong serta bagian-bagiannya ditunjukkan pada gambar berikut ini
Gambar 4. 10Bentuk dan Bagian-bagian Jangka Sorong (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong) Fungsi bagian-bagian jangka sorong
(1) Rahang Dalam
Rahang dalam terdiri atas 2 rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.
Rahang dalam berfungsi untuk mengukur diameter luar atau ketebalan suatu benda.
(2) Rahang Luar
Rahang luar terdiri atas 2 rahang, yaitu rahang geser dan rahang tetap.
Rahang luar berfungsi untuk mengukur diameter dalam suatu benda (3) Depth probe atau pengukur kedalaman
Bagian ini berfungsi untuk mengukur kedalaman suatu benda (4) Skala utama (dalam cm)
Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk menyatakan hasil pengukuran utama dalam bentuk centimeter(cm).
(5) Skala utama (dalam inchi)
Skala utama dalam bentuk satuan cm memiliki fungsi untuk menyatakan hasil pengukuran utama dalam bentuk inchi.
(6) Skala nonius (dalam mm)
Skala nonius dalam bentuk satuan mm memiliki fungsi sebagai skala pengukuran fraksi dalam bentuk milimeter (mm).
(7) Skala nonius (dalam inchi)
Skala nonius dalam bentuk satuan inchi memiliki fungsi sebagai skala pengukuran fraksi dalam bentuk inchi.
(8) Pengunci
Mempunyai fungsi untuk menahan bagian-bagian yang bergerak saat berlangsungnya proses pengukuran misal rahang dan Depth probe.
5. Prinsip Kerja Jangka Sorong
Jangka sorong terdiri dari dua skala yaitu skala utama dengan skala terkecil dalam milimeter (1mm = 0,1 cm) dan skala nonius. Sepuluh skala utama memiliki panjang 1 cm, jadi jarak 2 skala utama yang saling berdekatan adalah 0,1 cm. Sedangkan sepuluh skala nonius memiliki panjang 0,9 cm, jadi jarak 2 skala nonius yang saling berdekatan adalah 0,09 cm. Jadi beda satu skala utama dengan satu skala nonius adalah 0,1 cm – 0,09 cm = 0,01 cm atau 0,1 mm. Sehingga skala terkecil dari jangka sorong adalah 0,1 mm atau 0,01 cm.
Ketelitian dari jangka sorong adalah setengah dari skala terkecil. Jadi x = ½ x 0,01 cm = 0,005 cm. Dengan ketelitian jangka sorong adalah : ketelitian 0,005 cm, maka jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter sebuah kelereng atau cincin dengan lebih teliti (akurat). Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya bahwa jangka sorong dapat dipergunakan untuk mengukur diameter luar sebuah kelereng, diameter dalam sebuah tabung atau cincin maupun untuk mengukur kedalaman sebuah tabung.
Prinsip utama menggunakan jangka sorong adalah apabila kunci yang terdapat pada jangka sorong dilonggarkan, maka papan skala nonius dapat digerakkan sesuai keperluan. Dalam kegiatan pengukuran objek yang hendak diukur panjangnya atau diameternya maka objek akan dijepit diantara 2 penjepit (rahang) yang ada pada jangka sorong. Panjang objek dapat ditentukan secara langsung dengan membaca skala utama sampai sepersepuluh cm (0,1cm) kemudian menambahkan dengan hasil pembacaan pada skala nonius sampai seperseribu cm (0,001cm).
6. Kalibrasi Jangka Sorong
Sebelum melakukan proses pengukuran dengan menggunakan suatu alat ukur, sebaiknya alat ukur tersebut dikalibrasi terlebih dahulu. Lalu apa pengertian kalibrasi dan tujuan atau fungsinya?
40
Kalibrasi adalah proses verifikasi bahwa akurasi suatu alat ukur sesuai dengan rancangannya
Berdasarkan pengertian kalibrasi tersebut, tujuan atau fungsi kalibrasi adalah untuk memastikan akurasi atau ketelitian dari alat ukur tersebut sehingga instrumen yang digunakan dapat menghasilkan pengukuran yang akurat.
Berikut ini adalah langkah-langkah kalibrasi jangka sorong
1) Putar sekrup pengunci berlawanan arah dengan jarum jam untuk mengendurkan rahang geser.
2) Dorong rahang geser hingga menyentuh rahang tetap 3) Apabila rahang geser
berada pada posisi yang tepat di angka nol, yaitu angka nol pada skala utama dan angka nol pada skala nonius saling berhimpit pada satu garis lurus, maka
jangka sorong sudah terkalibrasi dan siap untuk digunakan, seperti
ditunjukkan pada gambar di samping.Hal-hal yanng menyebabkan kegagalan kalibrasi dan pengukuran menggunakan jangka sorong adalah:
1) Kesalahan umum (orang yang melakukan penggukuran), 2) Kesalahan sistematis (kerusakan alat, lingkungan), 3) Kesalahan acak (tidak diketahui penyebabnya).
Faktor terjadinya kerusakan alat adalah ketidakstabilan suhu ruang penyimpanan, sehingga memungkinkan jangka sorong untuk memuai atau menyusut, terbentur dan atau tergores.
7. Prosedur Pengukuran Jangka Sorong a) Mengukur Diameter Luar Suatu Benda
- Putar sekrup pengunci berlawanan arah jarum jam,
Gambar 4. 11 Jangka Sorong Terkalibrasi
(http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
kemudian geser rahang geser jangka sorong ke kanan sehingga benda yang akan diukur dapat masuk diantara kedua rahang (antara rahang geser dan rahang tetap)
- Letakkan benda yang akan diukur di antara kedua rahang
- Geser sekali lagi rahang geser ke kiri sedemikian rupa sehingga benda yang akan diukur terjepit oleh kedua rahang
- Putar sekrup pengunci searah jarum jam untuk mengunci rahang geser agar tidak bergerak.
- Baca dan catat hasil pengukuran
b) Mengukur Diameter Dalam Suatu Benda - Putar sekrup pengunci berlawanan arah
jarum jam, kemudian geser rahang geser jangka sorong sedikit ke kanan
- Letakkan benda seperti cincin atau tabung yang akan diukur diamater dalamnya sedemikian rupa sehingga kedua rahang (atas) jangka sorong masuk ke dalam cincin/
tabung tersebut.
- Geser rahang geser ke kanan, sehingga kedua rahang (atas) jangka sorong
menyentuh kedua dinding dalam cincin atau tabung yang diukur - Putar sekrup pengunci searah jarum jam untuk mengunci rahang
geser agar tidak bergerak.
- Baca dan catat hasil pengukuran c) Mengukur Kedalaman Suatu Benda
- Letakkan benda seperti tabung yang akan diukur dalam posisi berdiri tegak.
- Posisikan jangka dalam posisi vertikal, kemudian letakkan ujung jangka sorong ke permukaan tabung yang akan diukur kedalamannya
- Geser rahang geser ke bawah sehingga ujung
Gambar 4. 13Mengukur Diameter Dalam Suatu
Benda
(http://www.fisikabc.com/2 017/04/jangka-sorong)
Gambar 4. 14Mengukur Kedalaman Suatu Benda (http://www.fisikabc.co
m/2017/04/jangka-dept probe (pengukur kedalaman) menyentuh dasar tabung
- Putar sekrup pengunci searah jarum jam untuk mengunci rahang geser
- Baca dan catat hasil pengukuran
8. Cara Menentukan Tingkat Ketelitian Jangka Sorong
Nilai ketelitian suatu alat ukur sangatlah penting karena menentukan seberapa besar akurasi hasil pengukuran dengan menggunakan alat ukur tersebut. Semakin kecil nilai atau tingkat ketelitiannya, maka semakin besar akurasinya dan sebaliknya.
Untuk menentukan nilai ketelitian jangka sorong, pertama kita harus mengetahui nilai skala terkecil dari jangka sorong itu sendiri. Untuk mengetahui nilai skala terkecil jangka sorong perhatikan gambar berikut ini:
Gambar 4. 15Menentukan Tingkat Ketelitian Jangka Sorong (http://www.fisikabc.com/2017/04/jangka-sorong)
Pada gambar skala jangka sorong di atas, skala terkecilnya adalah:
Jumlah 50 skala nonius = Jumlah 49 skala utama
Jadi 1 skala nonius = 1/50 × 49 skala utama
= 0,98 skala utama Maka skala terkecil jangka sorong = 1− 0,98 = 0,02 mm
Atau secara lebih sederhana, rumus skala terkecil jangka sorong adalah:
Skala terkecil jangka sorong = 1 skala utama
Jumlah skala nonius Dari rumus di atas maka skala terkecil jangka sorong adalah 1/50 = 0,02 mm.Jika nilai skala terkecil jangka sorong sudah diketahui, maka nilai ketelitian jangka sorong dapat dicari dengan persamaan:
Ketelitian atau ketidakpastian = ½ × skala terkecil
Berdasarkan rumus tersebut maka tingkat ketelitian jangka sorong seperti pada contoh di atas adalah ½ x 0,02 mm = 0,01 mm.
9. Cara Pembacaan Hasil Pengukuran Jangka Sorong
Untuk membaca skala hasil pengukuran jangka sorong perhatikan
contoh gambar sebagai berikut:
Gambar 4. 16Hasil Pengukuran Jangka Sorong
Rumus Hasil pengukuran menggunakan jangka sorong adalah sebagai berikut:
Hasil pengukuran = Skala Utama + (Skala Nonius × Skala Terkecil)
Skala Utama
Pada skala utama, lihat skala yang tepat berhimpit dengan angka nol skala nonius, jika tidak ada, gunakan skala utama yang berada tepat disebelah kiri angka nol skala nonius.
Skala Nonius
Pada skala nonius lihat skala nonius yang tepat berhimpit dengan skala utama.
Skala Terkecil
Untuk menentukan skala terkecil, lihat jumlah skala nonius.
Pada contoh pengukuran menggunakan jangka sorong diatas, nilai diameter benda tersebut adalah:
Pada gambar di atas, penunjukan nol skala nonius berada antara 20 mm dan 21 mm atau 20 mm lebih. Sedangkan skala nonius yang tepat berimpit dengan salah satu skala utama adalah skala ke-16 (angka 8), maka hasil pengukurannya adalah:
20 mm + (16 x 0,005) mm = 20,80 mm
Jika pembacaan alat dilakukan secara langsung, maka hasilnya 20,80 mm
Karena nol nonius menunjuk 20 mm sedang nonius yang berimpit adalah angka 8. Seandainya nonius yang berimpit menunjuk angka 8,5 maka pembacaannya adalah 20,85 mm.