hayati amalia, nibras fitrah yayienda, miftahul munir...

13
Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir, Muhammad Azzumar Pusat Penelitian Metrologi LIPI Kompleks PUSPIPTEK Gedung 420, Setu, Tangerang Selatan, 15314 [email protected] INTISARI Pusat Penelitian Metrologi - LIPI saat ini sedang mengembangkan metode komparasi untuk keperluan pelayanan kalibrasi parameter tegangan DC pada sebuah digital DC voltmeter. Metode komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan tegangan DC pada digital DC voltmeter standar (DVM STD) dengan pembacaan tegangan DC pada digital DC voltmeter yang dikalibrasi (DVM UUC), yang mana keduanya dirangkai secara paralel dan disuplai oleh sebuah sumber tegangan DC (source). Penambahan beban yang terpasang secara paralel membuat arus masukan yang mengalir ke DVM menjadi lebih kecil dan secara tidak langsung mempengaruhi kemampuan ukur DVM, terutama DVM yang digunakan sebagai STD karena berpengaruh terhadap akurasi hasil kalibrasi. Makalah ini menjelaskan hasil penelitian tentang seberapa besar pengaruh pembebanan terhadap pembacaan tegangan DC pada DVM STD. Pengambilan data untuk penelitian dilakukan dengan menggunakan multifunction calibrator F-5720A sebagai source dan reference multimeter F-8508A sebagai DVM STD. Untuk mensimulasikan adanya beban yang bervariasi, DVM STD dirangkai secara paralel dengan DVM UUC yang memiliki resistansi input yang berbeda secara bergantian, yaitu DVM UUC reference multimeter F-8508A dengan beban >10 G , DVM UUC multimeter K-34401A dengan beban >10 G dan 10 M pada tegangan uji 10 V, serta DVM UUC reference multimeter F-8508A dan DVM UUC multimeter K-34401A masing-masing dengan beban 10 M pada tegangan uji 100 V. Analisis dilakukan dengan mengevaluasi koreksi penunjukan tegangan DC yang terbaca pada DVM STD terhadap tegangan aktual yang disuplai oleh source pada masing- masing beban. Dari hasil analisis didapatkan koreksi pembacaan tegangan DC pada DVM STD mengalami perubahan ketika diparalel dengan DVM UUC yang resistansi inputnya bervariasi. Pada tegangan uji 10 V, koreksi pembacaan DVM STD yang diparalel dengan reference multimeter F-8508A beban >10 G , multimeter K-34401A beban >10 G , dan multimeter K-34401A beban 10 M masing- masing sebesar 0,800 µV, 1,000 µV, dan -0,532 µV, yang direpresentasikan oleh persamaan µV, dengan ketidakpastian baku sebesar 0,00938 µV. Sedangkan pada tegangan uji 100 V, koreksi pembacaan DVM STD yang diparalel dengan reference multimeter F-8508A beban 10 M dan multimeter K-34401A beban 10 M masing- masing sebesar -0,112 mV dan -0,111 mV, yang direpresentasikan oleh persamaan 2224 0 x 0221 0 y , , mV, dengan ketidakpastian baku sebesar 0,000744 mV Kata Kunci: digital DC voltmeter, efek pembebanan, metode komparasi, resistansi input. ABSTRACT Research Center for Metrology - LIPI is developing comparison method to calibrate DC voltage parameter of digital DC voltmeter. Comparison method was performed by comparing the reading of DC voltage value by standard digital DC voltmeter (DVM STD) to the reading of DC

Upload: nguyendat

Post on 02-Mar-2019

218 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir, Muhammad Azzumar

Pusat Penelitian Metrologi LIPI

Kompleks PUSPIPTEK Gedung 420, Setu, Tangerang Selatan, 15314

[email protected]

INTISARI

Pusat Penelitian Metrologi - LIPI saat ini sedang mengembangkan metode komparasi untuk keperluan pelayanan kalibrasi parameter tegangan DC pada sebuah digital DC voltmeter. Metode komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan tegangan DC pada digital DC voltmeter standar (DVM STD) dengan pembacaan tegangan DC pada digital DC voltmeter yang dikalibrasi (DVM UUC), yang mana keduanya dirangkai secara paralel dan disuplai oleh sebuah sumber tegangan DC (source). Penambahan beban yang terpasang secara paralel membuat arus masukan yang mengalir ke DVM menjadi lebih kecil dan secara tidak langsung mempengaruhi kemampuan ukur DVM, terutama DVM yang digunakan sebagai STD karena berpengaruh terhadap akurasi hasil kalibrasi. Makalah ini menjelaskan hasil penelitian tentang seberapa besar pengaruh pembebanan terhadap pembacaan tegangan DC pada DVM STD. Pengambilan data untuk penelitian dilakukan dengan menggunakan multifunction calibrator F-5720A sebagai source dan reference multimeter F-8508A sebagai DVM STD. Untuk mensimulasikan adanya beban yang bervariasi, DVM STD dirangkai secara paralel dengan DVM UUC yang memilikiresistansi input yang berbeda secara bergantian, yaitu DVM UUC reference multimeter F-8508A dengan beban >10 G , DVM UUC multimeter K-34401A dengan beban >10 G dan 10 Mpada tegangan uji 10 V, serta DVM UUC reference multimeter F-8508A dan DVM UUC multimeter K-34401A masing-masing dengan beban 10 M pada tegangan uji 100 V. Analisisdilakukan dengan mengevaluasi koreksi penunjukan tegangan DC yang terbaca pada DVM STDterhadap tegangan aktual yang disuplai oleh source pada masing- masing beban. Dari hasil analisis didapatkan koreksi pembacaan tegangan DC pada DVM STD mengalami perubahan ketika diparalel dengan DVM UUC yang resistansi inputnya bervariasi. Pada tegangan uji 10 V, koreksi pembacaan DVM STD yang diparalel dengan reference multimeter F-8508A beban >10 G , multimeter K-34401A beban >10 G , dan multimeter K-34401A beban 10 M masing-masing sebesar 0,800 µV, 1,000 µV, dan -0,532 µV, yang direpresentasikan oleh persamaan

µV, dengan ketidakpastian baku sebesar 0,00938 µV.

Sedangkan pada tegangan uji 100 V, koreksi pembacaan DVM STD yang diparalel dengan reference multimeter F-8508A beban 10 M dan multimeter K-34401A beban 10 M masing-masing sebesar -0,112 mV dan -0,111 mV, yang direpresentasikan oleh persamaan

22240x02210y ,, mV, dengan ketidakpastian baku sebesar 0,000744 mV

Kata Kunci: digital DC voltmeter, efek pembebanan, metode komparasi, resistansi input.

ABSTRACT

Research Center for Metrology - LIPI is developing comparison method to calibrate DC voltageparameter of digital DC voltmeter. Comparison method was performed by comparing the reading of DC voltage value by standard digital DC voltmeter (DVM STD) to the reading of DC

Page 2: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

voltage value by digital DC voltmeter under calibration (DVM UUC), both of them were connected in parallel and supplied by DC voltage source. Addition of load installed in parallel caused the input current flowing into the DVM become smaller and indirectly affected the ability of DVM measurement, especially for DVM used as standard because it affected calibration accuracy. This paper explained the result of a study to determine how much the influence of loading effect to the DC voltage reading of DVM STD. Data collection for the study was conducted using multifunction calibrator F-5720A as DC voltage source and reference multimeter F-8508A as DVM STD. To simulate the varying loads, DVM STD is arranged in parallel alternately using DVM UUC that have different input resistance, which is reference multimeter F-8508A at the -34401A at themultimeter K-34401A at the -8508A and multimeter K-34401A, each at the s was done by evaluating the correction of DC voltage reading on DVM STD to the actual voltage supplied by source at each load. Based on analysis result, it was obtained that correction of DC voltage reading on DVM STD changed when arranged in parallel with DVM UUC which input resistance is varying. At the test voltage of 10 V, reading correction of DVM STD which arranged in parallel with reference multimeter F-8508A at -34401A at the -34401A at the 0.800 µV, 1.000 µV, and -0.532 µV, which was represented by equation of

µV, with standard uncertainty of 0,00938 µV. While at the

test voltage of 100 V, reading correction of DVM STD which arranged in parallel with reference multimeter F-8508A at -34401A at the -0.112 mV and -0.111 mV, which was represented by equation of 22240x02210y ,, mV, with

standard uncertainty of 0,000744 mV.

Keywords: digital DC voltmeter, loading effect, comparison method, input resistance.

1. PENDAHULUAN

Kalibrasi digital DC voltmeter (DVM) di Pusat Penelitian Metrologi - LIPI

biasanya dilakukan secara langsung, yaitu membandingkan antara tegangan yang

diberikan / dikeluarkan oleh sumber tegangan DC (source) standar dengan tegangan

yang terbaca oleh DVM tersebut. Beberapa kelebihan dalam penggunaan metode

langsung adalah mudah diimplementasikan, sederhana, dan cocok untuk pengukuran

yang cepat dan dinamis. Oleh karena itu, metode ini sangat popular digunakan dalam

lingkup keteknikan. Namun, jika DVM dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi

dikalibrasi dengan source standar yang tingkat akurasinya lebih rendah, seperti

mengkalibrasi DVM reference multimeter F-8508A[1] dengan source multifunction

calibrator F-5720A[2], maka akan membuat ketidakpastian hasil kalibrasi DVM menjadi

besar. Oleh karena itu, Pusat Penelitian Metrologi - LIPI mengembangkan metode

komparasi agar mendapatkan hasil pengukuran yang lebih akurat. Menurut Bakshi[3],

metode komparasi dapat digunakan untuk membandingkan instrumen standar (STD) dan

Page 3: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

instrumen yang diuji (Unit Under Calibration/UUC) yang memiliki kehandalan yang

sama.

Metode komparasi adalah membandingkan STD dengan UUC yang memiliki tipe

yang sama. Dalam penelitian ini metode komparasi digunakan untuk membandingkan

DVM sebagai UUC dengan DVM sebagai STD menggunakan alat bantu source.

Pengukuran dengan metode komparasi dilakukan dengan cara menghubungkan source,

DVM STD, dan DVM UUC secara paralel. Hal tersebut merepresentasikan adanya

penambahan beban yang terpasang secara paralel dari metode langsung yang biasanya

digunakan dalam kalibrasi. Sedangkan kemampuan / ketepatan DVM dalam mengukur

dipengaruhi oleh beberapa faktor, seperti efek pembebanan, emf thermal, dan kestabilan

suhu[4].

Penambahan beban yang terpasang secara paralel mengakibatkan resistansi total

sistem pengukuran menjadi lebih kecil, sehingga membuat tegangan yang dikeluarkan

oleh source menjadi lebih kecil. Lebih kecilnya tegangan keluaran source

mengakibatkan lebih kecilnya arus masukan yang mengalir ke DVM STD dan DVM

UUC. Dengan kata lain, pengaruh pembebanan yang diakibatkan penambahan beban

yang terpasang secara paralel membuat arus masukan yang mengalir ke DVM menjadi

lebih kecil dan secara tidak langsung mempengaruhi kemampuan ukur DVM, terutama

DVM yang digunakan sebagai STD karena berpengaruh terhadap akurasi hasil kalibrasi.

Pada penelitian ini dilakukan percobaan dengan memvariasikan beban yang

dipasang paralel dengan DVM STD, yaitu dua buah DVM sebagai UUC dengan

resistansi input >10 G dan satu buah DVM sebagai UUC dengan resistansi input 10

M pada tegangan 10 V, serta dua buah DVM dengan resistansi input 10 M pada 100

V. Hal tersebut bertujuan untuk mengetahui seberapa besar pengaruh pembebanan

terhadap kemampuan ukur DVM STD.

2. TEORI DASAR

Metode pengukuran DVM secara langsung dengan menggunakan source standar

terkalibrasi merupakan metode pengukuran yang selalu digunakan oleh Pusat Penelitian

Metrologi - LIPI. Diagram skema sistem pengukuran ini dapat dilihat pada Gambar 1.

Page 4: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

Vs

Rs

IDEALMETER

RMA

SOURCE DVM

I1

Gambar 1. Sistem pengukuran DVM secara langsung

Prinsip pengukuran DVM secara langsung adalah mengukur koreksi (c)

pembacaan dari DVM, yakni selisih antara tegangan yang diberikan / dikeluarkan oleh

source (Vcal1) dengan tegangan yang terbaca oleh DVM tersebut (VM1) seperti persamaan

1.

11 Mcal VVc ............................................................................................1

dengan :

sscal RIVV .11

MM RIV .11

dimana :

I1.RS : rugi tegangan yang diakibatkan karena adanya resistansi input pada

VS : adalah tegangan internal source

Vcal1 : tegangan keluaran (output voltage) source

VM1 : tegangan source yang terbaca oleh DVM

Saat ini sedang dikembangkan metode komparasi untuk mengkalibrasi

pembacaan DVM dengan menggunakan DVM terkalibrasi sebagai standar dan

berbantukan calibrator sebagai sumber tegangannya (source)[3]. Sistem pengukuran ini

menggunakan prinsip pengukuran tegangan pada umumnya yaitu menghubungkan

source, DVM STD (meter A), dan DVM UUC (meter B) secara paralel, seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 2.

Page 5: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

Vs

Rs

IDEALMETER

RMA

SOURCE

DVM STDMETER A

IA

IDEALMETER

RMB

I2

IB

DVM UUCMETER B

Gambar 2. Sistem pengukuran DVM uji dengan metode komparasi

Prinsip pengukuran menggunakan metode komparasi ini hampir sama dengan

pengukuran langsung, yaitu mengukur koreksi pembacaan DVM UUC (cX). Berdasarkan

hukum Kirchhoff, pengkoneksian instrumen / beban secara paralel, maka akan memiliki

besar tegangan yang sama[5], sehingga berlaku persamaan 2.

XMBSMAcal cVcVV 2 .................................................................................2

dengan :

s2s2cal RIVV .

MBMA

MBMAs

s

total

s2

RR

RRR

V

R

VI

.

Namun, dengan pemasangan beban secara paralel (RMA // RMB), mengakibatkan

resistansi total menjadi lebih kecil dan membuat arus yang masuk ke dalam masing-

masing DVM menjadi lebih kecil dibandingkan pengukuran langsung. Fenomena

tersebut akan memberi dampak lebih baik dibandingkan dengan pengukuran langsung.

Hal tersebut dikarenakan arus yang lebih rendah tidak akan memberikan dampak self-

heating pada resistansi input DVM, karena resistansi memiliki sifat dependensi terhadap

panas atau suhu[6][7]. Oleh karena itu, perbedaan arus masukan pada DVM STD (meter

A) dapat memungkinkan terjadinya perbedaan koreksi pada DVM STD saat diparalel

dengan beban yang bervariasi.

Page 6: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

3. METODOLOGI

Pengambilan data untuk penelitian dilakukan dengan menggunakan multifunction

calibrator F-5720A sebagai source dan tiga buah DVM. DVM pertama adalah reference

multimeter F-8508A sebagai DVM STD, sedangkan DVM yang kedua diperlakukan

sebagai beban, yaitu DVM UUC reference multimeter F-8508A dan DVM UUC

multimeter K-34401A. Definisi beban dalam penelitian ini adalah resistansi input (input

resistance) dari DVM. Tegangan DC yang dievaluasi adalah tegangan DC yang terbaca

pada DVM STD.

Titik ukur tegangan uji yang dievaluasi pada penelitian ini adalah 10 V dan 100

V. Tegangan uji 10 V digunakan untuk mensimulasikan pembacaan tegangan DC oleh

DVM STD dengan input resistance

untuk mensimulasikan pembacaan tegangan DC oleh DVM dengan input resistance 10

langsung dan metode komparasi dengan beban yang bervariasi. Metode langsung

dilakukan dengan memberikan tegangan DC keluaran dari source secara langsung pada

DVM STD, lalu dilakukan pembacaan terhadap penunjukan tegangannya. Dalam

pengukuran langsung ini DVM STD tidak dirangkai paralel dengan DVM UUC atau

dengan kata lain menggunakan beban tak terhingga. Sedangkan metode pengukuran

komparasi dilakukan dengan cara merangkai DVM STD secara paralel dengan beban

yang bervariasi secara bergantian. Pada metode komparasi untuk tegangan uji 10 V ini,

beban yang digunakan adalah DVM UUC reference multimeter F-8505A dengan input

resistance DVM UUC multimeter K-34401A dengan input resistance

dan DVM UUC multimeter K-34401A dengan input resistance

Page 7: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

DVM STD Reference Multimeter F-8508A

Source Multiproduct Calibrator F-5720A

Gambar 3. Diagram skema pengukuran dengan menggunakan metode langsung

DVM STD Reference Multimeter F-8508A

DVM UUC Reference Multimeter F-8508A /DVM UUCMultimeter K-34401A

Source Multifunction Calibrator F-5720A

Gambar 4. Diagram skema pengukuran dengan menggunakan metode komparasi

Pada tegangan uji 100 V juga dilakukan pengukuran dengan metode langsung

dan metode komparasi. Namun, metode komparasi pada tegangan uji 100 V ini hanya

menggunakan dua variasi beban, yaitu DVM UUC reference multimeter F-8508 dengan

input resistance DVM UUC multimeter K-34401A dengan input resistance

DVM UUC tersebut yang hanya dapat

menerima tegangan 100 V dengan input resistance

rangkaian untuk pengukuran menggunakan metode langsung baik untuk tegangan uji 10

V maupun 100 V ditunjukkan oleh Gambar 3, sedangkan rangkaian pengukuran

menggunakan metode komparasi disajikan oleh Gambar 4.

Page 8: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

Analisis dilakukan dengan mengevaluasi koreksi penunjukan tegangan DC yang

terbaca pada DVM STD terhadap tegangan DC aktual yang disuplai oleh source.

Tegangan DC aktual yang disuplai oleh source dicari secara matematis dengan

memanfaatkan arus yang mengalir pada masing-masing rangkaian dan resistansi total

rangkaian yang nilainya telah tertelusur melalui Pusat Penelitian Metrologi - LIPI.

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

Data hasil pengukuran untuk titik ukur tegangan DC 10 V disajikan pada Tabel 1,

dan untuk titik ukur tegangan DC 100 V ditunjukkan oleh Tabel 2. Pembacaan tegangan

DC oleh DVM STD yang terdapat pada Tabel 1 dan Tabel 2 merupakan rata-rata dari 5

kali pengambilan data.

Tabel 1. Data hasil pengukuran untuk titik ukur tegangan DC 10 V

Tabel 2. Data hasil pengukuran untuk titik ukur tegangan DC 100 V

Dari Tabel 1 dapat dilihat bahwa pada titik uji sebesar 10 V, tegangan DC yang

terbaca oleh DVM STD mempunyai nilai yang semakin kecil seiring dengan semakin

kecilnya resistansi total rangkaian. Fenomena ini juga tejadi pada tegangan uji 100 V

yang ditunjukkan oleh Tabel 2. Hal ini disebabkan semakin kecil resistansi total pada

Page 9: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

rangkaian menyebabkan arus yang mengalir pada rangkaian semakin besar. Ketika arus

pada rangkaian semakin besar, tegangan jatuh (loses voltage) yang disebabkan oleh

adanya output resistance dari source menjadi semakin besar sehingga tegangan yang

keluar dari source semakin kecil.

Pembacaan tegangan DC oleh DVM STD yang disajikan pada Tabel 1 dan Tabel

2 selanjutnya dilakukan evaluasi untuk mendapatkan koreksi. Nilai koreksi yang berhasil

didapatkan untuk tegangan uji 10 V disajikan pada Tabel 3 dan untuk tegangan uji 100 V

ditunjukkan oleh Tabel 4.

Tabel 3. Koreksi pembacaan DVM STD terhadap tegangan DC aktual yang disuplai oleh

source pada tegangan uji 10 V

Tabel 4. Koreksi pembacaan DVM STD terhadap tegangan DC aktual yang disuplai oleh source pada tegangan uji 100 V

Nilai yang tersaji pada kolom koreksi pada Tabel 3 dan Tabel 4 tersebut

merupakan koreksi pembacaan tegangan DC pada DVM STD terhadap tegangan DC

aktual yang disuplai oleh source. Berdasarkan Tabel 3 dan Tabel 4 dapat dilihat bahwa

pada masing-masing variasi beban, baik pada tegangan uji 10 V maupun tegangan uji

Page 10: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

100 V, koreksi pembacaan DVM STD mempunyai nilai yang berbeda. Hal ini

menunjukkan bahwa selain terjadi perubahan nilai, pembacaan tegangan DC yang

dilakukan oleh DVM STD juga mempunyai koreksi yang bervariasi bergantung pada

besarnya resistansi total rangkaian kalibrasi.

Untuk tegangan uji 10 V, grafik karakterisasi koreksi pembacaan DVM STD

terhadap resistansi total rangkaian kalibrasi ditunjukkan oleh Gambar 5. Berdasarkan

hasil pengukuran yang diperoleh, karakteristik DVM STD tersebut memiliki fenomena

parabolik tertutup, yaitu saat DVM STD tidak terparalel beban koreksi pada DVM STD

bernilai 0 µV, saat DVM STD terparalel dengan beban > 10 G koreksi pada DVM STD

bernilai positif (0,8 µV dan 1 µV), dan saat DVM STD terparalel dengan beban 10 M

koreksi pada DVM STD bernilai negatif (-0,53 µV). Koreksi pembacaan DVM STD

tersebut dapat bermanfaat jika DVM STD digunakan dalam pengukuran metode

komparasi atau terdapat beban yang terhubung secara paralel. Untuk penyederhanaan

karakterisasi pengaruh pembebanan terhadap koreksi pembacaan DVM STD,

dilakukannya pendekatan model polinomial orde dua seperti yang ditunjukkan oleh

Persamaan 3.

3...........................................................3

Gambar 5. Grafik koreksi terhadap resistansi total rangkaian pada tegangan uji 10 V

Untuk tegangan uji 100 V, grafik karakterisasi koreksi pembacaan DVM STD

terhadap resistansi total rangkaian kalibrasi ditunjukkan oleh Gambar 6. Berdasarkan

Page 11: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

hasil pengukuran yang diperoleh, karakteristik DVM STD tersebut memiliki fenomena

linear menurun. Saat DVM STD terparalel dengan beban 10 M , koreksi DVM STD

memiliki koreksi di sekitar -0,11 µV. Koreksi pembacaan DVM STD tersebut dapat

bermanfaat jika DVM STD tersebut diparalel dengan beban 10 M . Untuk

penyederhanaan karakterisasi pengaruh pembebanan terhadap koreksi pembacaan DVM

STD, dilakukannya pendekatan model linier seperti yang ditunjukkan oleh Persamaan 4.

Pada Persamaan 3 dan Persamaan 4, simbol y adalah resistansi total rangkaian dan

simbol x adalah koreksi pembacaan tegangan DC pada DVM STD.

............................................................................................ 4

Gambar 6. Grafik koreksi terhadap resistansi total rangkaian pada tegangan uji 100 V

Pendekatan dengan menggunakan model polinomial orde dua dan model linier ini

mempunyai ketidakpastian yang didapatkan berdasarkan residu hasil pengukuran yang

sebenarnya dengan hasil fitting persamaan yang diperoleh. Residu pengukuran untuk

masing-masing pendekatan model matematis dilakukan menggunakan metode kuadrat

terkecil (least square). Untuk tegangan uji 10 V, residu yang diperoleh dari pemodelan

dengan menggunakan persamaan 3 ditunjukkan oleh Tabel 5. Sedangkan untuk tegangan

uji 100 V, residu yang diperoleh dari pemodelan dengan menggunakan persamaan 4

ditunjukkan oleh Tabel 6.

Page 12: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

Tabel 5. Analisa jumlah kuadrat residual untuk tegangan uji 10 V (dalam V)

Tabel 6. Analisa jumlah kuadrat residual untuk tegangan uji 100 V (dalam mV)

Standar deviasi yang ditunjukkan pada Tabel 5 dan Tabel 6 tersebut

merepresentasikan nilai ketidakpastian baku dari pemodelan yang digunakan, yaitu

sebesar 0,00938 µV untuk tegangan uji 10V dan 0,000744 mV untuk tegangan uji 100 V.

5. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil pengukuran dan analisis yang telah dilakukan dapat

disimpulkan bahwa DVM STD reference multimeter F-8508A secara signifikan

dipengaruhi oleh adanya pembebanan saat pengukuran. Pengaruh pembebanan pada

DVM STD tersebut saat pengukuran tegangan uji 10 V, memiliki koreksi pembacaan

DVM STD sebesar 0,800 µV, 1,000 µV, dan -0,532 µV, yang direpresentasikan oleh

persamaan µV, dengan ketidakpastian baku sebesar

0,00938 µV. Dan saat pengukuran tegangan uji 100 V, memiliki koreksi pembacaan

DVM STD sebesar -0,112 mV dan -0,111 mV, yang direpresentasikan oleh persamaan

mV, dengan ketidakpastian baku sebesar 0,000744 mV. Koreksi-

koreksi pembacaan DVM STD tersebut dapat bermanfaat jika DVM STD tersebut

Page 13: Hayati Amalia, Nibras Fitrah Yayienda, Miftahul Munir ...ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/50. Efek Pembebanan... · komparasi dilakukan dengan cara membandingkan pembacaan

digunakan untuk mengkalibrasi

tegangan uji 100 V.

6. UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada kepala Laboratorium Metrologi

Kelistrikan dan para penyelia yang telah memberikan bimbingan secara teknis penelitian

dan teknis penulisan, serta jajaran manajemen Pusat Penelitian Metrologi - LIPI yang

telah menyediakan sarana dan prasarana untuk melaksanakan penelitian ini.

7. DAFTAR PUSTAKA

[1] _____. 2006. Users Manual : Digital Reference Multimeter 8508A. Fluke

Corporation. UK.

[2] _____. 2005. Service Manual : Multi-Function Calibrator 5700/5720A Series II.

Fluke Corporation. USA.

[3] U.A.Bakshi, A.V.Bakshi, 2009. Measurements And Instrumentation. Technical

Publications. India.

[4] MacLachlan, D. 2013. Getting Back to the Basic of Electrical Measurements.

White Paper Keithley Instruments. USA.

[5] Young, Hugh D.. Freedman, Roger A.. Ford, A. Lewis. 2012. University Physics

with Modern Physics 13th Edition. Pearson Education, Inc. United States of

America.

[6] Azzumar, M dan Faisal, A. 2014. Pengaruh Arus terhadap Nilai Resistansi dari

Resistor Standar 1 m . PPI Standardisasi 2014. Tangerang Selatan.

[7] K, Lukluk, Azzumar, M., dan F, Agah. 2015. Peningkatan kemampuan

Metrologi-

Direct Current Comparator Bridge. PPI-KIM 41. Tangerang Selatan.

HASIL DISKUSI

Tidak ada diskusi.