Download - Sulfiana S 1212140004 FISIKA Instrumentasi
-
TUGAS
INSTRUMENTASI
ALAT-ALAT UKUR DASAR
Disusun Oleh:
SULFIANA S
1212140004
FISIKA (C)
Dosen pembimbing : Drs. Ahmad Yani, M.Si
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Negeri Makassar
2013/2014
-
ALAT-ALAT UKUR DASAR
Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang
membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat
pengukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu objek atau kejadian
tersebut. Seluruh alat pengukur memiliki error peralatan yang bervariasi.
Melakukan pengukuran dalam fisika, alat ukur yang digunakan sedikit berbeda
dengan alat ukur yang digunakan dalam kehidupan sehari-
hari. Hal ini dikarenakan dalam fisika membutuhkan tingkat ketelitian yang sangat
tinggi. Fisikawan menggunakan banyak alat untuk melakukan pengukuran mereka.
Ini dimulai dari alat yang sederhana seperti penggaris dan stopwatch sampai ke
mikroskop elektron dan pemercepat partikel. Instrumen virtual digunakan luas
dalam pengembangan alat pengukur modern. Dalam melakukan pengukuran
seringkali terjadi kesalahan-kesalahan yang menyebabkan ketidak akuratan hasil
pengukuran. Kesalahan-kesalahan yang dmaksud yaitu :
a. Kesalahan pemakaian alat ukur
b. Kekeliruan dalam menyalin data
c. Salah membaca skala
d. Kesalahan pembulatan (round-off error)
e. Salah menentukan tingkat ketelitian
Adapun alat-alat ukur dasar yang dimaksud diantaranya yaitu:
1. Mistar
Pada umumnya, mistar biasa digunakan untuk mengukur panjang
benda yang berskala 50-100 cm, satuan mistar ada yang cm, mm maupun
inchi. Satu bagian terkecil dari mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm oleh karena
itu mistar dikatakan mempunyai skala terkecil (NST) sebesar 0,1 cm atau 1
mm. Tingkat ketelitiannya 0,5 mm didapatkan dari x NST alat.
Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut
pengamatan harus tegak lurus dengan obyek dan mistar. Dalam setiap
pengukuran dengan menggunakan mistar, harus diusahakan kedudukan pengamat
(mata) tegak lurus dengan skala pengukur pada objek yang akan diukur. Hal ini
-
untuk menghindari kesalahan penglihatan (paralaks). Paralaks yaitu kesalahan yang
terjadi saat membaca skala suatu alat ukur karena kedudukan mata pengamat tidak
tepat.
Gambar : cara membaca alat ukur yang benar
Adapun jenis mistar yang lain yaitu mistar baja. Mistar baja digunakan
untuk mengukur panjang, lebar dan tebal benda. Skala terkecil mistar baja
adalah 1 mm,artinya mistar baja memiliki ketelitian sebesar 0.5 mm. Selain
itu, mistar baja juga di gunakan untuk mengukur kerataan kepala silinder.
Cara kerja : Mistar baja diletakkan diatas bidang benda pekerjaan yang
akan digambar menggunakan penggores . Pinggir ujung mistar baja
menempel rapat pada balok penahan / besi pembantu. Cara kerja mistar biasa
sama saja dengan mistar baja.
-
2. Rollmeter (Meteran Gulung)
Meteran ini digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisa
dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau
bentuknya tidak lurus. Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0.5 mm.
Fungsinya kurang lebih sama dengan penggaris. Hanya saja, meteren
berdimensi lebih panjang dan terbuat dari bahan yang jauh lebih fleksibel
dibanding penggaris. Agar bisa digulung dan mudah dibawa. Meteran bisa
terbuat dari nilon atau logam lentum yang bisa digulung. Akan tetapi alat ini
sedikit merepotkan , makanya dalam penggunaannya memerlukan lebih dari
1 orang.
Gambar : meteran gulung
3. Jangka Sorong (Mistar Geser)
Jangka sorong adalah alat ukur panjang yang memiliki ketelitian 0,1
mm dengan ketelitian yang lebih baik dari mistar. Jangka sorong digunakan
untuk mengukur diameter luar suatu tabung, kawat, atau tebal sebuah buku.
Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter bagian dalam
tabung atau botol dan juga kedalamannya.
Jangka sorong terdiri dari rahang tetap dan ragang geser. Rahang tetap
dan geser ada yang di atas dan di bawah. Dalam jangka sorong terdapat 2
skala. Skala utama pada rahang tetap dan skala nonius (renvier*) di rahang
gesernya.Skala utama memiliki skala dalam satuan cm dan mm sedangkan
skala pada nonius memiliki panjang 9 mm yang dibagi menjadi 10 skala.
Dengan mengetahui bagian-bagian dari jangka sorong ini maka akan
memudahkan dalam penggunaannya. Rahang tetap dan rahang geser atas bisa
digunakan untuk mengukur diameter benda yang cukup kecil seperti cincin,
-
pipa, dll. Tangkai ukur di bagian bawah berfungsi untuk mengukur
kedalaman seperti kedalaman tabung, lubang kecil, atau perbedaan tinggi
yang kecil.
Gambar : bagian-bagian jangka sorong
Adapun cara menggunakan jangka sorong dalam beberapa langkah.
Pertama, mengendurkan baut pengunci dan menggeser rahang geser,
memastikan rahang geser bekerja dengan baik. Dan untuk menghitungnya
jangan lupa untuk cek ketika rahang tertutup harus menunjukkan angka nol.
Jika tidak menunjukkan angka nol maka dapat diatur ulang. Cara
menggunakan jangka sorong selanjutnya adalah membersihkan permukaan
benda dan permukaan rahang agar tidak ada benda yang menempel yang bisa
sebabkan kesalahan pengukuran. Menutup rahang hingga mengapit benda
yang diukur. Selanjutnya memastikan posisi benda sesuai dengan pengukuran
yang ingin diambil. Terakhir, tinggal membaca skalanya.
Cara membaca nilai pada jangka sorong :
a. Melihat skala utama, lihat nilai yang terukur yang lurus dengan angka nol
di skala nonius. Bisa menunjukkan posisi berhimpit dengan garis pada
skala utama bisa juga tidak. Jika tidak ambil nilai skala utama yang
terdekat di kirinya.
b. Melihat skala nonius, mencari angka pada skala nonius yang berhimpit
dengan garis di skala utama. Pengukuran ini punya ketelitian hingga 0,1
mm
-
c. Hasil pada pembacaan skala utama dijumlahkan dengan pembacaan skala
nonius.
Jangka sorong adalah alat ukur
yang ketelitiannya dapat mencapai
seperseratus milimeter. Terdiri dari
dua bagian,yaitu skala utama dan skala
nonius. Skala utama tidak dapat
digerak gerakkan; sedangkan skala
nonius dapat digeserkan/ digeser.
Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan
ketelitian pengguna maupun alat. Jangka sorong terbaru sudah dilengkapi
dengan bacaan digital. Jangka sorong yang ada memiliki ketelitian 0,1 mm,
0,05 mm dan 0,02 mm. Tingkat ketelitian pengukuran dengan menggunakan
jangka sorong lebih baik dibandingkan dengan menggunakan penggaris.
4. Mikrometer Sekrup
Micrometer skrup adalah salah satu alat ukur panjang dengan tingkat
keteitian yang lebih baik dibandingkan jangka sorong atau apalagi mistar.
Ketelitian sebuah micrometer skrup atau skala terkecilnya mencapai 0,001 cm atau
0,01 mm. Penyajian datanya sering umumnya dalam satuan millimeter.
Pada mikrometer sekrup terdapat dua macam skala, yaitu skala tetap dan skala
putar. Skala tetap terbagi dalam satuan milimeter (mm), skala ini terdapat pada laras
dan terbagi dua skala yakni skala atas dan skala bawah. Sedangkan skala putar,
terdapat pada besi penutup laras yang dapat berbputar 360 derajat, dapat bergeser ke
depan atau ke belakang. Skala putar terbagi menjadi 50 skala atau bagian yang sama.
Satu kali putaran skala putar akan bergeser 0,5 mm ke depan atau ke belakang, maka
setiap kita memutar satu skala menghasilkan = 0,5/50 x 1 mm = 0,01 mm.
-
Gambar: Mikrometer sekrup
Cara menggunakan mikrometer sekrup adalah sebagai berikut:
1. Benda atau plat tipis yang akan diukur ketebalannya diletakkan di antara
landasan dan sumbu. Kemudian gagang pemutar kita atur sehingga plat
tersebut terjepit dengan kuat, baru kita tarik kunci ke arah kiri agar tidak
terjadi pergeseran lagi (mengunci).
2. Untuk menentukan besarnya pengukuran maka pembacaan skala kita
lakukan dengan membaca skala tetap terlebih dahulu, dengan satuan
milimeter, yaitu garis skala tetap yang tepat berada di depan gagang
pemutar.
Pada pembacaan skala putar akan kita peroleh suatu angka tertentu kemudian
kita kalikan dengan 0,01. Jumlah pembacaan skala tetap dan skala putar inilah
yang merupakan hasil pengukuran.
5. Neraca
Alat ukur massa adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur
massa suatu benda. Dalam kehidupan sehari-hari sering dijumpai yaitu
timbangan, neraca, dll. Biasanya orang awam susah membedakan antara
massa dan berat.
-
Jenis -jenis neraca yang sering digunakan saat praktikum adalah neraca tiga lengan,
seperti gambar diatas. Lengan paling belakang berskala 0 g 500 g, dengan skala
terkecil 100 g, lengan di depannya berskala 0 g 100 g, dengan skala terkecil 10 g;
dan lengan paling berskala 0 g 10 g, dengan skala terkecil 0,1 g. Selain itu ada
juga neraca 2 lengan seperti gambar di bawah ini.
Cara Kerja : Bacalah Skala yang ditunjukkan oleh anting (pemberat) pada
masing-masing lengan neraca. Hasil pengukuran dinyatakan dengan persamaan :
Hasil = Pembacaan skala pada lengan tengah + Pembacaan skala pada lengan
Belakang + Pembacaan skala pada lengan depan.
Massa benda yang diukur diletakkan pada salah satu piringan itu.
Kemudian piringan yang lain diletakkan beberapa anak timbangan untuk
membuat keseimbangan. Massa benda yang diukur sama dengan jumlah
massa anak timbangan yang digunakan untuk membuat keseimbangan.
Untuk lebih praktis mengukur massa suatu benda menggunakan
timbangan digital yang lebih sensitif dan peka namun harganya relatif lebih
mahal. gambar timbangan digital sebagai berikut
Gambar : neraca digital
-
6. Stopwatch
Stopwatch, dengan ketelitian 0,1 detik karena setiap skala pada
stopwatch dibagi menjadi 10 bagian. Alat ini biasanya digunakan untuk
pengukuran waktu dalam kegiatan olahraga atau dalam praktik penelitian.
Stopwatch adalah alat ukur waktu yang sering digunakan dan sering
dijumpai.
Perhatikan gambar ini
atau
Menurut gambar tersebut stopwatch memiliki skala utama yaitu detik
dan skala terkecil yaitu milidetik. Terdapat sepuluh skala terkecil sehingga
nilai skala terkecilnya 0,1 detik. Sehingga ketelitian alat ukur waktu ,
stopwach ini yaitu setengah dari skala terkecil yaitu 0,05 detik.
7. Alat Ukur Suhu (temperatur)
Alat ukur suhu adalah termometer, dan ada banyak jenis termomter.
Dilihat dari jenis skala ada tiga macam termomometer, yaitu Celcius,
Fahrenheit, dan Reamur. Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan
juga ada tiga jenis termometer, yaitu termometer gas, zat cair, dan zat padat
(termokopel dan hambatan platina)
-
Jenis
Termometer
Sifat Fisis yang
Diukur Prinsip Kerja
Jangkaua
n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan
Termometer
Air Raksa Mengukur suhu
-38.83C
hingga
360C
Cairan yang
digunakan air
raksa (Hg)
- Warna mengkilap
- Volume raksa berubah secara
teratur
- Tidak membasahi dinding
kaca
- Jangkauan suhu cukup lebar -
40C sampai 350C
- Dapat terpanasi secara merata
- Harga air raksa mahal
- Termasuk zat berbahaya
(RAKSA)
- Tidak dapat digunakan untuk
mengukur suhu sangat rendah
Termometer
Alkohol Mengukur suhu
-112C
hingga
78C
Cairan yang
digunakan
alkohol
- Lebih murah
- Teliti ( Kenaikan suhu kecil
berefek pada perubahan
volume yang besar)
- Dapat mengukur suhu sangat
rendah -112C
- Membasahi dinding kaca
- Tidak berwarna, sulit untuk
dilihat
- Titik didih rendah 78C
Termometer
Klinis
(Termometer
Digital)
Suhu Tubuh
Saat termometer
diletakkan pada
tubuh, thermometer
akan membaca
secara otomatis dan
ditampilkan dengan
angka-angka.
35C
hingga
42C
Menggunakan
prinsip
sensorik
digital.
- cepat (
- tidak mudah rusak
- bisa digunakan disemua site
- lumayan mahal (Rp 35 rb)
- kurang akurat & gampang
berubah / tergantung posisi.
Termometer
Ruang
Mengukur
temperatur
ruang
-50C
hingga
50C
-
Jenis
Termometer
Sifat Fisis yang
Diukur Prinsip Kerja
Jangkaua
n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan
Termometer
Maksimum-
Minimum
Untuk mengukur
suhu maksimum
dan minimum
misal cuaca
-40C
hingga
100C
Cairan yang
digunakan
alkohol atau
minyak
creosote dan
raksa
Termometer
Termokopel
digunakan untuk
mengubah
perbedaan panas
dalam benda
yang diukur
temperaturnya
menjadi
perubahan
potesial/
tegangan listrik
(voltase)
Suhu berbeda akan
menghasilkan arus
listrik yang berbeda.
hingga
1800K
Termometer
Termistor
Untuk mengukur
suhu
perubahan nilai
tahanan (atau
hambatan atau
werstan atau
resistance) jika suhu
atau temperatur yang
mengenai termistor
ini berubah
dapat dihubungkan dengan
komponen lain seperti
computer
jangkauan suhu terbatas
-
Jenis
Termometer
Sifat Fisis yang
Diukur Prinsip Kerja
Jangkaua
n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan
Termometer
Bimetal
Mekanik
Keping bimetal
sengaja dibuat
memiliki dua buah
keping logam karena
kepingan ini dapat
melengkung jika
terjadi perubahan
suhu. Prinsipnya,
apabila suhu berubah
menjadi tinggi,
keping bimetal akan
melengkung ke arah
logam yang
keoefisien muainya
lebih tinggi,
sedangkan jika suhu
menjadi rendah,
keping bimetal akan
melengkung ke arah
logam yang keofisien
muainya lebih rendah
terbuat dari
dua buah
kepingan
logam yang
memiliki
koefisien muai
berbeda yang
dikeling
(dipelat)
menjadi satu
Termometer
Gas Volume
Tetap
gas memuai lebih
besar daripada cairan
-
Jenis
Termometer
Sifat Fisis yang
Diukur Prinsip Kerja
Jangkaua
n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan
Termometer
Infra Merah
Mendeteksi
awan untuk
sistem operasi
teleskop jarak
jauh.
Memeriksa
peralatan
mekanika atau
kotak sakering
listrik atau
saluran hotspot
Memeriksa suhu
pemanas atau
oven, untuk
tujuan kontrol
dan kalibrasi
Mendeteksi titik
api/menunjukka
n diagnosa pada
produksi papan
rangkaian listrik
Memeriksa titik
api bagi
pemadam
kebakaran
Mendeteksi suhu
tubuh makhluk
hidup, seperti
manusia, hewan,
dll
Memonitor
proses
mengukur suhu
menggunakan radiasi
kotak hitam
(biasanya infra
merah) yang
dipancarkan objek.
menggunakan laser
untuk membantu
pekerjaan
pengukuran
- -
-
(Sumber : http://nurulauraa.blogspot.com/2012/06/fisika-jenis-jenis-termometer.html)
pendinginan
atau pemanasan
material, untuk
penelitian dan
pengembangan
atau quality
control pada
manufaktur
Jenis
Termometer
Sifat Fisis yang
Diukur Prinsip Kerja
Jangkaua
n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan
Termometer
dgn Scanner
Untuk
pengukuran di
telinga
- sangat cepat (2 - 3 detik)
- mengurangi stressor pada anak
(anak kecil yang takut
dokter)
- unstable - tidak jarang tidak
mewakili kondisi pasien
sesungguhnya
- sangat mahal (yang bagus sekitar 800rb)
- hanya dapat digunakan di site2 tertentu.
Termometer
Platina
jangkauan lebar, peka dan
teliti
suhu tidak dibaca secara
langsung.
Pyrometer hingga
>1000C
-
8. Voltmeter
adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik.
Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan
pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat.
Prinsip kerja voltmeter hampir sama dengan ampermeter karena
desainnya juga terdiri dari galvanometer dan hambatan seri atau multiplier.
Galvanometer menggunakan prinsip hukum lorenzt dimana interaksi antara
medan magnet dan kuat arus akan menimbulkan gaya magnetic. Gaya
magnetik inilah yang menggerakkan jarum penunjuk sehingga menyimpang
pada saat dilewati oleh arus yang melewati kumparan. Makin besar kuat arus
makin besar pula penyimpangannya.
Mengenai bagaimana cara membaca hasil pengukuran arus listrik dan
tegangan, perlu kita ketahui dulu bagian-bagian dari alat tersebut. Bagian-
bagian amperemeter atau voltmeter terdiri dari batas ukur, terminal positif
skala dan terminal negatif seperti terlihat pada gambar. Untuk Membaca hasil
pengukuran amperemeter/voltmeter kita gunakan rumus: Keterangan: NP=
Nilai pengukuran, PJ = penunjukan jarum, ST=skala tertinggi, dan BU= Batas
ukur Voltmeter
9. Amperemeter
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus
listrik. Cara pemakaian alat ukur amperemeter harus dihubungkan seri
terhadap instrumen dari alat pemakai. Untuk mengukur arus yang lebih kecil
digunakan alat ukur mili amper meter dan untulk yang lebih kecil
dipergunakan mikro amper meter. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi
-
elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari
fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.
Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus
yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan
menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum
amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula
simpangannya. Berikut adalah gambarnya
10. Ohmmeter
Ohm-meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu daya untuk
menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. Besarnya satuan
hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter
ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang
lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke
satuan ohm. Ohmmeter adalah alat yang umumnya tergabung pada
multimeter (dengan voltmeter dan ammeter) yang digunakan untuk mengukur
resistansi suatu komponen. Walaupun punya batasan, ohmmeter banyak
digunakan di toko dan di laboraturium untuk mengukur resistansi dari
komponen dan untuk menentukan kesalahan pada suatu rangkaian. Selain itu,
ohmmeter juga bisa digunakan untuk mengetahui kondisi suatu komponen
semikonduktor seperti dioda dan transisitor. Gambar 1 menunjukkan
ohmmeter baik analog dan digital.
Cara menentukan pembacaan hasil ukur sama saja dengan prinsip
pembacaan pada voltmwter dan amperemeter, rumus yang digunakan tidak
berbeda saat kita menghitung hasil ukur tegangan DC.
BU = Batas Ukur
SM = Skala maksimum yang dipakai
JP = Jarum Penunjuk
VAC = Tegangan terukur
-
DAFTAR PUSTAKA
http://devannobali.wordpress.com/2012/03/24/macam-macam-alat-ukur-dalam-
fisika-dan-fungsinya/
http://electrozone94.blogspot.com/2013/08/ampermeter-voltmeter-ohm-
meter.html
http://id.wikipedia.org/wiki/Ohm-meter
http://fisikastudycenter.com/animasi-fisika/289-cara-membaca-mikrometer-skrup
http://nurhamsyahnyetz.wordpress.com/fisika-10/besaran-dan-
satuan/pengukuran/alat-ukur-massa-dan-ketelitian/
http://nurulauraa.blogspot.com/2012/06/fisika-jenis-jenis-termometer.html
http://rumushitung.com/2013/01/31/cara-menggunakan-jangka-sorong-2/
http://sahabat-ima.blogspot.com/2011/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html
http://www.zakapedia.com/2013/02/cara-menggunakan-jangka-sorong-dan.html