Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang belum diketahui dengan yang distandarkan. Besaran standar ini biasanya terdapat atau terpasang pada alat ukur, dan alat ukur ini harus di kalibrasikan agar bisa mengukur dengan baik dan tepat. Besaran merupakan sesuatu yang mempunyai nilai dan satuan, sedangkan satuan adalah sesuatu yang mendefinisikan besaran.
Syarat - syarat besaran :
Dapat didefinisikan secara fisik.
Suatu besaran tersebut dapat didefenisikan bentuk dan wujudnya.
Jelas dan tidak berubah terhadap waktu.
Suatu besaran tersebut tidak dipengaruhi nilainya oleh waktu.
Dapat digunakan dimana saja.
Suatu besaran tersebut dapat digunakan dimana saja dilakukan pengukuran.
Besaran terdiri dari :
Besaran pokok, merupakan besaran yang sesuai dengan standar internasional.
Tabel 1.1 Tabel Besaran Pokok
Besaran Standar Nama Satuan Dasar Simbol Dimensi
Panjang meter m [L]
Massa kilogram kg [M]
Waktu detik s [T]
Arus Listrik ampere A [I]
Temperatur kelvin K [θ]
Jumlah Zat mole n [N]
Kelompok 12
Besaran turunan, merupakan besaran yang diperoleh dari beberapa variabel besaran pokok dalam bentuk persamaan.
Tabel 1.2 Tabel Besaran Turunan
Besaran Nama Satuan Dasar Simbol
Luas Bidang meterpersegi m²
Potensial Listrik volt V,kg m²/(s² A)
Pengukuran dapat ditinjau dari 3 aspek yaitu:
1. Aspek Fisik
Kelompok 12
Pengukuran aspek geometrik dipelajari dalam metrologi industri.
Terdiri dari :
- Dimensi, contoh : diameter, panjang, lebar, dll
- Bentuk, contoh : kesejajaran, kelurusan, kedataran, kemiringan atau sudut, kebulatan, ketegaklurusan, dll
- Kekasaran permukaan.
Metrologi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari tentang pengukuran besaran teknik, sedangkan Metrologi industri adalah ilmu dan teknologi yang mempelajari pengukuran karateristik geometri suatu produk hasil proses produksi dengan menggunakan alat ukur tertentu dan cara pengukuran tertentu untuk mendapatkan hasil pengukuran yang mendekati nilai sebenarnya.
Beberapa jenis pengukuran dalam metrologi :
1. Pengukuran linear, suatu pengukuran besaran panjang yang menggunakan alat ukur langsung yang telah terkalibrasi dan hasil pengukuran dapat diperoleh sacara langsung.
Kelompok 12
Gambar 1.1 Mikrometer
2. Pengukuran sudut, suatu pengukuran sudut yang menggunakan alat ukur sudut yang telah terkalibrasi dan hasil pengukuran dapat diperoleh secara langsung.
Contoh : menggunakan busur bilah.
Kelompok 12
3. Pengukuran profil, suatu pengukuran yang membandingkan bentuk suatu produk dengan bentuk acuan (standar) pada layar dari alat ukur proyeksi. Contoh : menggunakan profile proyector.
Gambar 1.3 Profile Proyector
4. Pengukuran ulir, suatu pengukuran yang mengukur jarak antar ulir pada suatu produk. Contoh : menggunakan mikrometer ulir.
Kelompok 12
5. Pengukuran roda gigi, suatu pengukuran yang mengukur jarak antar pitch pada roda gigi. Contoh : menggunakan mikrometer roda gigi.
Gambar 1.5 Mikrometer Roda Gigi
6. Pengukuran posisi, suatu pengukuran yang menggunakan sensor yang dapat digerakkan dalam ruang yang digunakan untuk menentukan posisi. Contoh : menggunakan coordinate measuring machine (CMM).
Gambar 1.6 Coordinate Measuring Machine
7. Pengukuran kerataan dan kedataran, suatu pengukuran yang mengukur kerataan dan kedataran permukaan suatu produk,
Kelompok 12
Gambar 1.7 Square Level
8. Pengukuran kekasaran permukaan, suatu pengukuran yang mengukur kekasaran permukaan suatu produk.
Contoh : menggunakan surface roughness tester.
Gambar 1.8 Surface Roughness Tester
Cara-Cara Pengukuran Dalam Metrologi :
1. Pengukuran langsung, suatu pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur langsung, dimana hasil pengukuran dapat langsung diperoleh.
Kelompok 12
Gambar 1.9 Jangka Sorong
2. Pengukuran tak langsung, suatu pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur pembanding, alat ukur standar dan alat ukur bantu. Contoh : Dial Indicator.
Gambar 1.10 Dial Indicator
3. Pemeriksaan kaliber batas, suatu pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur kaliber batas, dimana tidak mengukur dimensi suatu produk tetapi untuk memeriksa apakah suatu produk berada didalam/ diluar daerah toleransinya.
Kelompok 12
Gambar 1.11 Kaliber Poros
4. Membandingkan dengan bentuk standar atau acuan, suatu pengukuran yang dilakukan dengan membandingkan bentuk produk yang dihasilkan dengan bentuk standarnya/acuan.
Contoh : Profile Proyector.
Kelompok 12
5. Pengukuran geometri khusus, suatu pengukuran yang mempunyai metoda dan alat ukur khusus.
Contoh : Surface Roughness Tester.
Gambar 1.13 Surface Roughness Tester
Jenis-Jenis Alat Ukur, terbagi atas 2 :
1. Berdasarkan sifat, terbagi menjadi :
a) Berdasarkan sifat aslinya:
Alat ukur langsung, suatu alat ukur yang dilengkapi dengan skala ukur sehingga hasil pengukuran bisa langsung di baca atau diperoleh hasil pengukuran.
Contoh: Jangka Sorong.
Kelompok 12
Alat ukur pembanding, suatu alat ukur ini tidak bisa menunjukkan hasil pengukuran dengan skala ukur, tetapi hanya bisa membandingkan ukuran atau beda ukuran dari objek ukur. Misalnya: Dial Indicator.
Gambar 1.15 Dial Indicator
Alat ukur standar, suatu alat ukur yang dilengkapi dengan satu skala nominal, tidak dapat memberikan hasil pengukuran secara langsung dan digunakan untuk kalibrasi alat ukur lainnya. Misalnya: Blok Ukur.
Kelompok 12
Alat ukur kaliber batas, suatu alat ukur yang berfungsi untuk menunjukkan apakah dimensi suatu produk berada di dalam atau di luar daerah toleransi produk tersebut. Misalnya: Kaliber Lubang dan Kaliber Poros
Gambar 1.17 Kaliber Poros
Alat ukur bantu, suatu alat ukur bantu bukan merupakan alat ukur tetapi mempunyai peranan penting dalam menentukan baik atau tidaknya hasil pengukuran. Misalnya: Blok V.
Gambar 1.18 Blok V
b) Berdasarkan sifat turunannya, dibedakan atas :
Kelompok 12
Alat ukur koordinat, suatu alat ukur yang menggunakan sensor yang dapat digerakkan dalam ruang yang digunakan untuk menentukan posisi. Contoh : Coordinate Measuring Machine (CMM).
2. Berdasarkan prinsip kerjanya, dibedakan atas :
Alat ukur mekanik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip mekanik. Contoh : neraca/timbangan dua lengan, dial indicator
Gambar 1.19 Dial Indicator
Alat ukur elektrik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip elektrik. contoh : Multi Tester
Kelompok 12
Alat ukur optik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip optik/cahaya. Contoh : Profile Proyector
Gambar 1.21 Profile Proyector
Alat ukur pneumatik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip fluida (gas). Contoh : Alat ukur tekanan udara pada ban
Kelompok 12
Alat ukur hidrolik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip fluida (cair). Contoh : Jembatan Timbang.
Gambar 1.23 Jembatan Timbang
Sifat dari alat ukur :
1. Rantai Kalibrasi ( Trace Ability ), yaitu sifat mampu usut alat ukur berdasarkan tingkatan kalibrasinya. Tingkatan kalibrasi alat ukur :
a. Alat ukur kerja (contoh: Mikrometer) di kalibrasi dengan alat ukur standar kerja (contoh: Blok ukur kualitas 3).
b. Alat ukur standar kerja di kalibrasi dengan alat ukur standar.
c. Alat ukur standar di kalibrasi dengan alat ukur standar nasional.
d. Alat ukur standar nasional di kalibrasi dengan alat ukur standar internasional.
Kelompok 12
Gambar 1.24 Kurva Kepekaan (Sensitivity)
3. Kemudahan Baca ( Read Ability ), yaitu kemampuan dari sistem penunjuk untuk menunjukkan hasil pengukuran dengan jelas dan benar.
4. Penyimpangan ( histerisis ), yaitu penyimpangan yang terjadi pada hasil pengukuran, dimana pengukuran dilakukan secara kontinu dari dua arah yang berlawanan.
Gambar 1.25 Kurva Histerisis
Kelompok 12
6. Pergeseran ( Shifting ), yaitu sistem penunjuk telah menunjukkan adanya perubahan tetapi sensor belum mengisyaratkan adanya perubahan.
7. Kestabilan Nol ( Zero Stability ), yaitu kemampuan dari sistem penunjuk untuk kembali ke posisi semula (nol ) bila benda ukur diambil seketika, setelah dilakukannya pengukuran.
8. Pengambangan ( Floating ), yaitu keadaan dimana jarum penunjuk data/angka digital selalu berubah – rubah yang diakibatkan perubahan kecil pada sensor.
Konstruksi Umum Alat Ukur :
1. Sensor, bagian dari alat ukur yang berkontak langsung dengan benda ukur. Sensor terbagi atas 2, yaitu :
Sensor Kontak, yaitu sensor yang memberikan gaya atau tekanan pengukuran. Misalnya: sensor mekanik
Sensor non Kontak, yaitu sensor yang tidak memberikan gaya atau penekanan pengukuran. Misanya: sensor optik, sensor pneumatik.
2. Pengubah (Tranducer), bagian alat yang berfungsi mengubah dan memperbesar sinyal yang dirasakan oleh sensor menjadi besaran yang terukur, dan diteruskan ke sistem penunjuk. Pengubah terbagi atas :
Pengubah elektrik
Contoh: pengubah dengan prinsip induktif (transformator).
Kelompok 12
Pengubah mekanik
Contoh: sistem roda gigi dan batang bergigi dari jam ukur pada dial indikator.
Gambar 1.27 Sistem Pengubah Pada Dial Indikator
Pengubah optomekanik
Contoh: Sistem pengubah alat ukur optomekanik
Kelompok 12
Pengubah Optik
Contoh: prinsip pengubah pada mikroskop.
Gambar 1.29 Contoh Sistem Pengubah Pada Mikroskop
Pengubah Pneumatis.
Contoh : sistem pengubah dengan prinsip pneumatis.
Kelompok 12
3. Sistem penunjuk/pencatat, bagian dari alat ukur yang menunjukan hasil dari pengukuran yang dilakukan.Sistem penunjuk terbagi atas :
Penunjuk berskala
- Skala linear, contohnya: Jangka Sorong dan Mikrometer
- Skala melingkar, contohnya: Dial Indicator
Penunjuk digital
- Mekanik
- Elektrik (LED)
Karateristik Alat Ukur
1. Ketelitian ( Accuracy ), kemampuan alat ukur untuk menghasilkan nilai yang mendekati nilai sebenarnya.
Gambar 1.31 Ketelitian (Accuracy)
2. Ketepatan ( Precition ), kemampuan alat ukur untuk menghasilkan nilai yang relatif sama dari beberapa pengukuran pada titik yang sama.
Kelompok 12
3. Kecermatan (Resolution), skala terkecil yang dimiliki oleh suatu alat ukur.
Empat kemungkinan hasil pengukuran
1. Tepat dan teliti 2. Tepat dan tidak teliti
3. Tidak tepat dan teliti 4. Tidak tepat dan tidak teliti
Gambar 1.33 Kemungkinan Hasil Pengukuran
Penyimpangan Dalam Proses Pengukuran
1. Penyimpangan dari alat ukur
Hal ini disebabkan oleh karena alat ukur yang belum dikalibrasi.
2. Penyimpangan dari benda ukur
Hal ini diakibatkan oleh defleksi pada benda ukur akibat :
- pengaruh tekanan kontak karena benda ukur lunak
- pengaruh tekanan kontak pada benda ukur yang bersilinder tipis
3. Penyimpangan posisi pengukuran
Kelompok 12
Gambar 1.34 Penyimpangan Posisi Pengukuran
4. Penyimpangan akibat lingkungan
Yang perlu diperhatikan adalah pengaruh temperatur pada proses pengukuran, dimana benda padat terutama logam berubah dimensinya apabila temperatur berubah (ΔL = Lo α ΔT sifat pemuaian logam). ΔL= Perubahan Panjang, Lo= Panjang awal, α= Koefisien pemuaian, ΔT= Pertambahan panjang. Supaya hasil pengukuran sama maka secara internasional sudah disetujui temperatur standar untuk pengukuran geometris adalah 20ºC.
5. Penyimpangan dari si pengukur
Dua orang yang melakukan pengukuran dengan alat ukur dan objek ukur yang sama berkemungkinan menghasilkan pengukuran yang berbeda. Hal ini dapat diakibatkan oleh pengalaman praktek mengukur, cara melakukan pengukuran yang salah akibat tidak mengetahui dasar-dasar pengukuran yang benar.
