TECHNIQUES OF MEASUREMENT
Bintang Wahyu Ramadhan (2102315005)
Faizal Prasetyawan (2102315019)
EVE 17B
5.1 Pengukuran
Dalam proses pengukuran kesalahan dapat terjadi yang
mempengaruhi keakuratan nilai ukur yang diperoleh.
5.1.1 Pembacaan Analog dan Digital
Perubahan nilai besaran ukur (misalnya arus, tegangan atau suhu) menghasilkan perubahan yang sesuai dalam defleksi penunjuk atau jarak yang ditunjukkan (misalnya ketinggian kolom merkuri).
Analo g
Dalam pembacaan analog, nilai besaran terukur ditunjukkan dengan pergerakan
penunjuk melalui sudut atau jarak (Gbr. 5.1).
Pada pembacaan digital, nilai terukur selalu muncul dalam bentuk angka (Gbr 5.2).
Keuntungan dari pembacaan digital adalah nilainya mudah dibaca secara akurat.
5.1.1 Pembacaan Analog dan Digital
Digita
l
5.1.2 Kesalahan Pengukuran
Kesalahan relatif (f) dapat dihitung dengan menyatakan kesalahan absolut sebagai fungsi dari nilai sebenarnya
Kesalahan absolut (F) adalah selisih antara nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur A dan nilai sebenarnya W.
F = A- W
5.1.3 Sumber Kesalahan
Kelas akurasi menyatakan potensi kesalahan absolut sebagai persentase dari nilai skala penuh dibedakan sebagai berikut :
Untuk meminimalkan kesalahan relatif, kita harus memilih rentang
pengukuran untuk instrumen yang membuat penunjuk kira-kira berada di sepertiga teratas skala. Kelas akurasi jangan sampai tertukar dengan
sensitivitas E instrumen.
Bentuk penunjuk dan cara pemasangannya terkait dengan skala dapat mengurangi atau menghilangkan kesalahan pembacaan.
Kesalahan membaca terjadi saat instrumen dibaca dari samping dan bukan langsung dari atas penunjuk.
5.1.3 Sumber Kesalahan
Kesalahan semacam itu sering diatasi dengan menempatkan cermin di belakang skala.
Pembacaan akan akurat jika penunjuk terlihat tepat di atas pantulannya di cermin (Gbr 5.4).
VDE 0410 mendefinisikan alat ukur sebagai alat ukur bersama dengan semua sub komponen tambahannya dan komponen
dapat dipisahkan dari instrumen.
5.2 Terminologi Alat Ukur
5.2 Terminologi Alat Ukur
Komponen tambahan adalah bagian dari jalur arus dan tegangan yang terpisah dari instrumen tetapi terhubung dengannya (shunt, resistor penggali, pengukur kabel sirkuit). Kami membedakan antara instrumen dengan skala linier dan non-linier (Gbr. 5.5). Skala dengan nol yang ditekan juga digunakan (Gbr. 5.6).
Kisaran efektif adalah bagian skala yang memenuhi persyaratan akurasi Peraturan VDE 0410.
Instrumen yang berbeda sering memberikan pembacaan yang berbeda untuk rangkaian
tegangan yang sama.
5.3 Pengukuran
Tegangan dan Arus
5.3.1 Mengukur dengan Instrumen Kumparan Bergerak
Jika instrumen dihubungkan ke tegangan bolak-balik frekuensi rendah, penunjuk akan berosilasi di sekitar tanda nol. Dengan lebih tinggi frekuensi arus bolak-balik, penunjuk Tidak dapat merespon cukup cepat dengan cepat perubahan polaritas. Itu tetap nol.
Mengukur Nilai Rata-Rata
5.3.1 Mengukur dengan Instrumen Kumparan Bergerak
Mengukur Nilai Efektif
Gambar 5,10 menunjukkan rangkaian kumparan yang bergerak instrumen dengan penyearah jembatan.
Instrumen ini akan menunjukkan nilai rata-rata aritmatika. Oleh karena itu, skala tersebut dikalibrasi untuk menunjukkan
nilai efektif.
Arus yang akan diukur mengalir melalui kumparan (1). Kedua pelat besi (2 dimagnetisasi ke arah yang sama dan dengan demikian saling tolak menolak.
Penunjuk ditautkan ke baling baling (4) yang memampatkan udara di ruang tertutup (3).
.
5.3.2 Mengukur dengan Instrumen
Besi Bergerak
5.3.3 Mengukur dengan Osiloskop Sinar-Katoda
Elektron yang dipancarkan dari katoda (1) melewati modulator bermuatan negatif (2) dan dipercepat oleh anoda bermuatan positif (3)Tegangan tinggi yang diterapkan pada modulator memfokuskan berkas elektron.
Dalam perjalanannya ke layar, elektron lewat di antara dua pasang pelat yang dipasang pada sudut siku-siku satu sama lain (pelat X- dan Y).
5.3.3 Mengukur dengan Osiloskop Sinar-Katoda
Pengukuran Tegangan
Gambar 5.15 menunjukkan tegangan yang diterapkan oleh basis waktu linier pada input-X dan defleksi balok pada layar, Nilai tegangan dapat ditentukan dengan mengacu pada rentang pengukuran yang dipilih. Misalnya, jika pemilih rentang diatur ke posisi 1V / cm dan berkas dibelokkan 4 cm di atas garis nolnya, tegangan 4 V telah diterapkan ke input-Y. Pemilih AC / DC pada input-Y diatur ke DC untuk pengukuran ini
5.3.3 Mengukur dengan Osiloskop Sinar-Katoda
Karena rangkaian seri dihubungkan ke tegangan bolak-balik, tegangan pada resistor presisi dan dioda mengikuti kurva yang ditunjukkan pada Gambar, yang dapat ditampilkan oleh osiloskop jejak ganda. (Gambar 5.19)
Melihat pengukuran aktif resistensi dengan instrument kumparan silang
dan Pengukuran induktansi dan kapasitansi
5.4 Pengukuran
Hambatan
Gambar 5,22 menunjukkan konstruksi dasar gerakan kumparan silang. Hasilnya adalah magnet umum bidang yang ukuran dan polaritasnya bergantung pada rasio antara dua arus kumparan.
Tipe ini gerakan karena itu sering disebut sebagai pengukur rasio.
5.4.1 Pengukuran dengan Cross-Coil Instrumen
Menentukan Induktansi dengan Pengukuran Arus dan Tegangan
5.4.2 Measurement of Inductances and Capacitances
Dengan menggunakan teorema Pythagoras, kita dapat menghitung XL atau L1
Mengukur Induktansi dengan Jembatan Pengukur
Mengukur Kapasitansi dengan Membandingkan Arus dan Tegangan
5.4.2 Measurement of Inductances and
Capacitances
Gambar 5.27 menunjukkan bagaimana nilai kapasitor dapat ditentukan dengan menggunakan jembatan pengukur. Jembatan diimbangi dengan mengatur resistor R3, dan resistor seri R2, (pentahapan).
5.4.2 Measurement of Inductances and Capacitances
Mengukur Kapasitansi dengan Membandingkan Arus dan Tegangan
1. Alat ukur dengan kelas ketelitian 1,5 memiliki nilai skala penuh 30 V.
a) Berapakah kesalahan mutlak maksimum?
b) Berapa nilai sebenarnya maximum untuk sebuah pembacaan tegangan 15 V?
c) Berapa kesalahan relatif untuk pembacaan 15 V?.
Contoh Soal Exercise 5.1 to 5.3
Pengukuran daya dengan berbagai alat
5.5 Pengukuran
Daya
5.5.1 Pengukuran dengan alat pengukur kumparan bergerak
Konstruksi alat ukur kumparan bergerak ditunjukkan pada Gambar 5.28. Kumparan tetap (kumparan arus 1) membentuk medan magnet. Sebuah kumparan bergerak (voltage coil 2) terletak di dalam medan ini. Jika arus juga melewati kumparan tegangan, medan magnet kedua dihasilkan. Torsi dibuat. Torsi ini, dan dengan demikian defleksi penunjuk, bergantung pada kedua arus. Instrumen Kumparan Bergerak cocok pada pengukuran daya pada kedua rangkaian AC maupun DC.
5.5.2 Pengukuran daya pada jaringan tiga fasa
Dalam jaringan empat kabel yang dimuat secara simetris, tegangan, arus dan sudut perpindahan fasa ketiga fasa adalah sama. Oleh karena itu, daya dapat diukur untuk satu fase saja, seperti dalam sistem fase tunggal. Total daya akan menjadi tiga kali lipat daya untuk satu fase.
Dalam jaringan dengan beban asimetris, tiga pengukur daya digunakan. Setiap meter mengukur daya dalam satu fase. Jumlah kekuatan fase memberikan kekuatan total..
Untuk mengukur daya Dalam jaringan tiga kabel yang dibebani secara simetris, kami membuat titik bintang buatan(gbr 5.33). Kalau tidak, gunakan Rangkaian pengukuran Aron(gbr 5.34).
Pengukuran faktor daya dan sudut perpindahan sudut
5.6 Mengukur Faktor Daya dan Sudut
Perpindahan Fasa
Gambar 5.37 menggambarkan konstruksi Kumparan bergerak rasio meter dengan gerakan kumparan silang. Jenis konstruksi (bentuk tiang potongan dan inti besi lunak elips tetap) menghasilkan medan magnet yang tidak homogen.
Jika induktor dan resistor aktif dihubungkan secara seri dengan kumparan tegangan(gbr 5.36), perpindahan fase 90 derajat sudah disiapkan antara arus dalam kumparan tegangan. asalkan konsumen yang sudut fasanya akan diukur adalah resistor aktif, arus pada kumparan L 1 dan L 2 akan berada dalam fasa, dan arus di L 3 akan tertinggal tegangan sebesar 90 derajat, Koil yang bergerak akan sejajar sendiri dengan koil L2
5.6.1 Pengukuran dengan Rasio Kumparan
Bergerak
5.6.2 Mengukur Sudut Perpindahan Fasa dengan Osiloskop Sinar Katoda
Gambar 5.40 menunjukkan rangkaian pengukuran yang digunakan untuk mencari sudut perpindahan fasa antara I dan U dengan osiloskop sinar katoda.
Pengukuran arus secara tidak langsung sebagai tegangan pada resistor pengukur R. yang harus rendah dalam kaitannya dengan Z. Basis waktu yang paling praktis untuk dipilih adalah yang menampilkan siklus lengkap (=360) U di Layar.
Praktik pengukuran pada kWh meter
5.7 Practical
Pengukuran
Gambar 5.42 mengilustrasikan konstruksi meteran suplai induksi. Arus dalam kumparan tegangan (1) menghasilkan medan bolak- balik yang mengatur eddy current di aluminium cakram (3). Arus yang melewati kumparan arus (2) juga menyebabkan medan bolak-balik. Disk berputar dengan kecepatan yang bergantung pada kekuatan magnet yang diinduksi. bidang. Sebuah magnet permanen (4) bertindak sebagai sebuah rem eddy current dan mencegah disc dari berjalan .
Poros tempat cakram yang dipasang diarahkan ke penghitung yang menunjukkan berapa banyak listrik yang telah dikonsumsi.
Praktikal Pengukuran
Berbagai cara pengukuran frekuensi
5.8 Pengukuran
Frekuensi
Diagram modular pada gambar 5.46 menjelaskan Prinsip meter digital. Frekuensi diukur diperkuat dan dimasukkan ke dalam pulse pembentuk yang mengubah sinyal menjadi pulse dengan tepi depan dan trailling yang curam. Pulse berbentuk lolos ke salah satu masukan AND-sirkuit. Square wave (dasar waktu) dengan periode yang ditentukan yang dihasilkan oleh osilator adalah diumpankan melalui pembentuk pulse dan pembagi frekuensi ke input kedua dari rangkaian-AND.
ketika sinyal basis waktu dalam keadaan H, pulse penghitungan diteruskan ke meter.
5.8.1 Pengukuran dengan Digital Meter
Pada Jaringan tiga fasa dan gambar sirkuit
Tabel perbedaan jenis meter sirkuit
Arus pada frekuensi besaran ukur menginduksi bidang bolak-balik (Gbr. 5.47) di exciter gulungan (1),menyebabkan lidah baja (2) bergetar Karena lidah yang berbeda memiliki frekuensi resonansi yang berbeda, lidah yang frekuensi paling dekat dengan frekuensi sedang terukur akan selalu bergetar paling kuat. Lidah lain yang dekat dengan frekuensi juga akan melakukannya getar, memungkinkan nilai perantara menjadi terbaca.
5.8.2 Pengukuran dengan Instrumen Getaran
Karena osiloskop sinar katoda memiliki basis waktu yang dikalibrasi, frekuensi berupa tegangan dapat ditentukan dari fungsi f = 1 / T.
Contoh :
Basis waktu diatur ke 2 ms/cm Periode sesuai dengan basis waktu 4 cm = 8 ms,
f=
F=125 Hz
menghasilkan frekuensi Bacaan ini masih relatif tidak akurat.
Untuk pengukuran preciser, basis waktu yang berbeda harus dipilih, misalnya
1 atau 0,5
5.8.3 Pengukuran dengan Oskiloskop sinar Katoda
yang terukur harus tersedia segera dalam bentuk hard copy atau perlu direkam
selama periode waktu tertentu
5.9 Instrumen
Perekam
Dimana nilai yang terukur harus tersedia segera dalam bentuk hard copy atau perlu direkam selama periode waktu tertentu, instrument mampu mentransmisikan nilai ke perekam data secara langsung atau melalui penguat yang digunakan Media perekam bisa berupa kaset. Media perekam dapat berupa cakram gulungan gulungan atau lembaran tunggal oF. 5.50, hal. 216) Disk dan kertas gulungan diputar dengan kecepatan tetap. Untuk komplotan YT (Gbr.5.51), umumnya lembaran tunggal digunakan dalam kasus ini, stylus digerakkan secara horizontal dengan kecepatan yang dapat disesuaikan melintasi kertas, dengan defleksi pada sumbu vertikal tergantung pada nilai yang diukur. Pada XY-plotter, baik gerakan horizontal maupun vertikal dari stylus bergantung pada nilai-nilai yang diukur
Sedangkan perekam garis menggambar kontinu kurva, perekam garis putus-putus menghasilkan urutan titik, yang bagaimanapun cukup dekat satu sama lain agar kurva dapat dikenali. Instrumen rekaman juga diproduksi di bentuk multimeter portabel (Gbr. 5.52). Bila kuantitas yang akan diukur dipilih, rentang pengukuran juga dicatat, sehingga nilai- nilai yang terekam pada strip dapat dibaca Tanpa arti lain.
Instrumen Perekam
5.10 Pengukuran listrik
Variabel non-listrik
Besaran non-listrik seperti suhu, ekspansi, gaya, jarak, kecepatan, dll. Adalah terkadang diukur secara elektrik.
Kelistrikan memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengukuran mekanis, misalnya :
-nilai terukur dapat ditularkan jarak yang sangat jauh
-mengukur probe yang tidak mempengaruhi peralatan yang sedang diukur dapat digunakan.
-nilai terukur dapat direkam dan digunakan sebagai masukan untuk proses lain.
-Dapat digunakan untuk amplifikasi tingkat tinggi memberikan kepekaan yang tinggi Pengukuran kelistrikan non elektrik
kuantitas pada dasarnya didasarkan pada mengukur lingkaran dan memproses jumlah yang bersangkutan {Gbr.
5.53). Sebagai contoh. kita bisa memeriksa strainnya benda kerja dengan mengukur gaya dengan kawat pengukur regangan.
Pengukuran listrik Variabel non-listrik
