pengukuran gaya bab ii

28
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Tranduser yang mengukur gaya, Torque, atau tekanan biasanya mengandung sebuah membran elastis yang mengkonversikan kuantitas mekanika ke defleksi atau strain. sensor defleksi atau seset dari gage - gage strain kemudian dipakai untuk memberikan sinyal listrik sebanding dengan kuantitas dari yang diinginkan (gaya, Torque, atau tekanan). Karakteristik - karakteristik dari tranduser, seperti range, linearitas, dan sensitivitas, ditentukan oleh ukuran (size) dan Bentuk (shape) dari Membran elastis, Material yang dipakai dalam pembuatannya dan sensor. Tersedia banyak tranduser komersial imtuk mengukur gaya (cell beam) torque (cell torque) dan tekanan . Perbedaaan membran elastik yang dipakai dalam merancang ini ,meliputi link, colim, ring, beam ,silinder, tabung ,washer,diaphragma,shear web, dan bentuk lain-lainnya untuk pemakaian khusus. Gage Strain pada umumnya dipakai sebagai sensor : biarpun potensiometer linear dan lenear variabel difference transformer (LVDT) kadang-kadang dipkai untuk pengukuran statik atau kuasi statik. Pemilihan tranduser gaya (cell beam ) . 1

Upload: isnanhanif

Post on 26-Dec-2015

60 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pengukuran Gaya BAB II

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Tranduser yang mengukur gaya, Torque, atau tekanan biasanya

mengandung sebuah membran elastis yang mengkonversikan kuantitas mekanika

ke defleksi atau strain. sensor defleksi atau seset dari gage - gage strain kemudian

dipakai untuk memberikan sinyal listrik sebanding dengan kuantitas dari yang

diinginkan (gaya, Torque, atau tekanan). Karakteristik - karakteristik dari

tranduser, seperti range, linearitas, dan sensitivitas, ditentukan oleh ukuran (size)

dan Bentuk (shape) dari Membran elastis, Material yang dipakai dalam

pembuatannya dan sensor.

Tersedia banyak tranduser komersial imtuk mengukur gaya (cell beam)

torque (cell torque) dan tekanan . Perbedaaan membran elastik yang dipakai

dalam merancang ini ,meliputi link, colim, ring, beam ,silinder,

tabung ,washer,diaphragma,shear web, dan bentuk lain-lainnya untuk pemakaian

khusus. Gage Strain pada umumnya dipakai sebagai sensor : biarpun

potensiometer linear dan lenear variabel difference transformer (LVDT) kadang-

kadang dipkai untuk pengukuran statik atau kuasi statik. Pemilihan tranduser

gaya (cell beam ) .

Pengukuran Gaya (cell - cell Beban) Membran elastik biasanya dipakai

dalam cell beban adalah link, beam, ring, dan shear web. karakteristik operasi

untuk beberapa tranduser dengan membran elastik ini dikembangkan didalam

subseksi berikut.

Cell beban tipe link, Cell beban tipe link sederhana dengan gage strain

merupakan sensor ditunjukan dalam beban p masing - masing dapat tensile atau

compressive. empat gage stran disambungkan ke link seperti dua dalam arah axial

dan dua dalam arah tranverse. empat gage dirangkai kedalam jembatan

wheatstone dengan gage axial dalam lengan 1 dan 3 dari jembatan dan gage

transverse sensitifitas dari cell beban tipe link tergantung pada luas penampang

dari link konstanta elastik dari material yang dipakai dalam pembuatan link, faktor

gage dari gage dan tegangan masukan yang dipakai pada jembatan wheatstone

1

Page 2: Pengukuran Gaya BAB II

range dari cell bebabn tipe link ditentukan oleh luas penampang dari link oleh

fatigue strngth dari material yang dipakai dalam pembuatannya. maka. karena

sensitifitas dan range keduannya tergantung dengan luas penampang a dari link,

tingginya sensitivitas berhubungan dengan cell beban kapasitas rendah dan

rendahnya sensitifitas berhubungann dengann cell beban kapasitas tinggi.

2

Page 3: Pengukuran Gaya BAB II

BAB III

PEMBAHASAN

3.1. Pengertian Gaya

Gaya adalah suatu besaran yang menyebabkan benda

bergerak. Gaya dapat mengakibatkan perubahan – perubahan

sebagai berikut :

1. Benda diam menjadi bergerak

2. Benda bergerak menjadi diam

3. Bentuk dan ukuran benda berubah

4. Arah gerak benda berubah

Berdasarkan Hukum II Newton “ Massa benda dipengaruhi

oleh gaya luar yang berbanding terbalik dengan percepatan gerak benda

tersebut“ Secara matematis ditulis

F = m .a …………………………………………………………(1)

dimana : m = massa [kg]

a = percepatan [m/dt 2 ]

F = kg.m/det 2 = N (Newton)

3.2. Macam - Macam Gaya

Berdasarkan penyebabnya, gaya dikelompokkan sebagai berikut :

1. gaya mesin, yaitu gaya yang berasal dari mesin

2. gaya magnet, yaitu gaya yang berasal dari magnet

3. gaya gravitasi, gaya tarik yang diakibatkan oleh bumi

4. gaya pegas, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh pegas

5. gaya listrik, yaitu gaya yang ditimbulkan oleh muatan listrik

Berdasarkan sifatnya, gaya dikelompokkan menjadi :

1. gaya sentuh, yaitu gaya yang timbul karena titik kerja

gaya, langsung bersentuhan dengan benda.

3

Page 4: Pengukuran Gaya BAB II

2. gaya tak sentuh, yaitu gaya yang timbul walaupun titik kerja

gaya tidak bersentuhan dengan benda

3.3. Metode Dasar Pengukuran Gaya

Metode 1 .Menyeimbangkan gaya ini dengan gaya gravitasi yang

sudah diketahui dari suatu massa standar, baik langsung ataupun

memakai sistem tuas tuas.

Metode ini digambarkan dengan neraca analitis, neraca bandul dan

timbangan kodok. Neraca analitis meskipun dasar kerjanya sederhana, tetapi

meminta perencanaan dan operasi yang cermat untuk mencapai hasil

maksimal. Lengan neraca direncanakan sedemikian rupa, sehingga titik pusat

massanya berada sedikit (beberapa perseribu inci) di bawah tumpuan tajam dan

oleh karena iti berada dalam keseimbangan yang sangat stabil. Ini

mengakibatkan defleksi lengan neraca ( pada instrumen yang peka dibaca

dengan memakai mikrometer optik) penunjuk yang peka terhadap

ketidakseimbangan. Pada ujung bawah daerah ukur instrumen tertentu,

sering kali defleksi cahaya digunakan sebagai pembacaan pengukuran di

samping dipakai untuk menyeimbangkan neraca dengan jalan penambahan

beban atau mengatur panjang lengan beban ukur. Pendekatan ini lebih cepat

daripada membuat penunjukan nol tetapi hubungan sudut defleksi dan

keadaan tidak seimbang, harus diketahui secara tepat dan harus stabil.

4

Page 5: Pengukuran Gaya BAB II

Hubungan ini cenderung untuk berubahubah dengan besarnya beban pada

neraca, karena perubahan bentuk tumpuan tajam dan sebagainya, tetapi

perencanaan yang cermat dapat memberikan kesalahan sekecil mungkin.

Untuk pengukuran pengukuran dengan ketelitian yang tinggi, gaya tekan ke

atas pada massa standar yang disebabkan oleh udara harus diperhitungkan .

Neraca neraca yang sangat peka harus diletakan di dalam ruangan yang

dikendalikan suhunya dan dijalankan dengan pengaturan jauh untuk

mengurangi pengaruh suhu badan operator dan arus konveksi panas.

Umumnya beda suhu 1/20o C antara kedua lengan neraca akan

menyebabkan perbandingan panjang lengan berubah dengan 1/1.000.000

bagian, cukup besar untuk beberapa pemakaian.

Gambar 2. (a) Neraca Bandul,(b)

Neraca Kodok

5

Page 6: Pengukuran Gaya BAB II

Metode 2. Mengukur percepatan suatu benda dengan massa

tertentu yang dipengaruhi gaya yang akan diukur.

Penggunaan pengukuran percepatan untuk mengukur

gaya ,terbatas sekali penggunaannya karena gaya yang ditentukan

merupakan gaya resultan pada suatu massa. Seringkali beberapa gaya

yang tidak diketahui bersamasama bekerja , dan gayagaya tersebut tidak

dapat diukur secara terpisah dengan metode ini.

Gambar 3. Mengukur percepatan suatu benda dengan massa

tertentu

Metode 3. Menyeimbangkan dengan gaya magnetik yang

dihasilkan oleh interaksi antara kumparan beraliran listrik dan

suatu magnit.

Neraca elektromagnetik memakai sebuah detektor fotoelektrik ( atau

sensor pergeseran yang lain) untuk mendeteksi keadan seimbang, sebuah

penguat dan kumparan torsi dalam suatu sistem servo untuk

menyeimbangkan perbedaan antara gaya yang tidak diketahui Fi dengan

gaya gravitasi pada massa standar. Keuntungankeuntungan relative

dibandingkan dengan neraca mekanis adalah mudah dipakai, kurang peka

terhadap lingkungan, lebih cepat mengukur, ukuran yang lebih kecil dan

kemudahan untuk pengukuran jarak jauh, Juga sinyal listrik yang dihasilkan

6

Page 7: Pengukuran Gaya BAB II

sangat berguna untuk penggunaan perekam yang terus menerus dan/atau

untuk mengendalikan otomatis. Neraca neraca yang diperlengkapi

dengan mikroprosesor akan memberikan keuntungan yang lebih besar

lagi, dapat dipakai untuk berbagai keperluan dan cepat digunakan dengan

memakai banyak tatacara rutin yang bekerja otomatis dan memberikan

keuntungan keuntungan yang semula tidak mungkin. Sistem beratcara

otomatik menghilangkan pengaruh berat wadah dari berat total dan

memberikan berat bersih pada keadaan di mana barang yang ditimbang ada

dalam wadah. Program program statistis, melaksanakan perhitungan harga

ratarata dan deviasi standar untuk suatu rentetan pengukuran berat,

“Menghitung” bagian kecil dengan penimbangan dipercepat dengan

memprogram mikroprosesor untuk membaca langsung jumlah bagian

bagian, bukan beratnya. Penimbangan yang teliti pada laboratorium

binatang hidup (sulit dilaksanakan dengan timbangan biasa karena

gerakan binatang) dapat dilaksanakan dengan merata ratakan pembacaan

timbangan dengan selang waktu yang sudah dipilih terlebih dulu.

Menghubungkan timbangan ( dengan sambungan luar atau di dalam)

dengan sebuah alat perekam tulis untuk merekam hasil pengukuran akan

mudah dilaksanakan dengan memakai mikroprosesor.

Gambar 4. Timbangan elektromagnetik

7

Page 8: Pengukuran Gaya BAB II

Metode 4. pengukuran tekanan fluida yang dipengaruhi oleh

gaya yang diukur dengan sel hidrolik dan pneumatik.

Sel sel hidrolik berisi penuh dengan minyak dan biasanya

bertekanan mula sekitar 30 lb/in 2. Pengerjaan beban akan menaikkan

tekanan minyak, yang terbaca pada alat ukur. Transducer listrik untuk

tekanan dapat digunakan untuk mendapatkan sinyal listrik. Selnya

sangat kaku, defleksinya hanya beberapa perseribu inci pada beban penuh.

Didapati patokan dengan kemampuan sampai 100.000 lbf sedang

pengukuran tertentu sampai dengan kemampuan 10 juta lbf. Derajat

ketelitian 0,1 persen pada skala penuh, kepekaan sekitar 0,02 persen, Suatu

penjumlah hidrolik tersedia untuk menghasilkan suatu tekanan yang sama

dengan jumlah dari 10 macam tekanan dalam sistem sel ganda seperti yang

digunakan pada tangki pengukur berat dan sebagainya. Sel pneumatik

seperti yang terlihat memakai transducer nosel flapper sebagai penguat

dengan penguatan yang tinggi dalam suatu rangkaian servo. Kerja gaya Fi

menyebabkan defleksi diafragma sebesar x, yang menyebabkan kenaikan

tekanan po karena nosel hampir tertutup. Kenaikan tekanan yang

mempengaruhi luasan difragma A menghasilkan gaya efektif Fp yang

cenderung mengembalikan letak diafragma pada keadaan semula. Untuk

setiap gaya Fi, sistem akan mecapai keadaan seimbang pada suatu keadaan

tertentu nosel dan sebanding dengan tekanan po. Keadaan statik diberikan

oleh:

(Fi-poA)KdKn=Po……………………………………………...………….(2)

dengan: Kd = kompliansi diafragma, in/lbf

Kn = penguatan nosel plapper (lb/in 2 )/in

Penyelesaian untuk mendapatkan Po

Po = Fi / 1/(Kd Kn ) + A …………………………………………………(3)

8

Page 9: Pengukuran Gaya BAB II

Harga Kn tidaklah tetap, tetapi berubah terhadap x, karena

ketidaklinieran hubungan x dan po. Meskipun begitu dalam praktek Kd Kn

adalah besar sekali, sehingga 1/(Kd Kn ) dapat diabaikan terhadap A,

sehingga memberikan Po = Fi /A. Yang linier karena A adalah tetap. Seperti

dalam setiap sistem umpan balik ketidakstabilan dinamik membatasi

besarnya penguatan yang besarnya dapat dicapai. Tekanan po umurnya 60

lb/in 2 dan karena harga terbesar po tidak dapat mencapai Pa, ini akan

membatasi Fi sampai harga sedikit lebih kecil dari 60 A. Bermacam macam

system penimbangan pneumatik yang ada dipasaran menggunakan dasar

kerja yang hampir sama(dikombinasikan dengan metode tuas dan metode

tumpuan tajam) dalam daerah ukur dari yang umum sampai 110.000 lbf.

9

Page 10: Pengukuran Gaya BAB II

Metode 5. Mengukur defleksi benda elastik yang dipengaruhi oleh

gaya yang diukur

Metode ini banyak digunakan baik untuk beban statik maupun beban

dinamis dengan frekuensi sampai beberapa ribu hertz. Semuanya adalah sistem

massa pegas dengan (sengaja atau tidak sengaja) peredam, tetapi berbeda

terutama pada bentuk giometrik “pegas” yang dipakai dan juga trsnsducer

gerakan yang dipakai untuk mendapatkan sinyal listrik. Pergeseran letak yang

dideteksi mungkin merupakan perpindahan total atau alat ukur regangan

diletakkan dengan tepat untuk mengukur gaya dengan pengukur regangannya.

Alat ukur tegangan yang terikat sangat berguna untuk mengukur gaya dengan

memakai bagian yang elastik. Disamping sebagai transducer gaya ke defleksi,

beberapa bagian elastik berfungsi sebagai pengurai vektor gaya atau vektor

momen ke komponenkomponen tegak lurusnya. Sebagai contoh balok

berlubang seperti pada gambar sangat kaku (tidak peka) terhadap semua

gayagaya dan momen yang mempengruhi kecuali pada arah yang ditunjukkan

oleh anak panah. Suatu transducer gerakan diatur untuk mengukur gerakan

pada arah ini, sehingga hanya akan mengukur komponen vektor gaya yang

terletak sepanjang sumbu yang peka ini, Mungkin gerak dari balok

berlubang ini lebih mudah terlihat dengan menganggapnya sebagai suatu

susunan empat batang tuas dengan engsel lendutan pada bagian a,b,c dan d

10

Page 11: Pengukuran Gaya BAB II

3.4. Transducer Alat Ukur Regangan Terikat

Suatu konstruksi yang umum dari suatu sel beban alat ukur regangan

untuk mengukur gaya tekan. Selsel yang dipakai untuk mengukur regangan

dan tekanan memerlukan tambahan peralatan untuk memegang kedua

ujungnya. Bagian yang memegang harus cukup pendek untuk mencegah

patahnya batang oleh gaya yang direncanakan dan dibuat supaya

menghasilkan 1.500 με. Pada beban penuh (harga perencanaan yang umum

untuk semua transducer alat ukur tipis). Bahan yang dipakai antara baja

SAE 4340 dan baja tahan karat 174 PH dan campuran alumunium

2024T4 dan yang terakhir ini sangat lazim untuk transducer “buatan

sendiri”. Alat ukur logam yang tipistipis ini direkatkan pada empat sisi, alat

ukur 1 dan 3 merasakan gaya langsung karena beban Fi dan alat ukur 2 dan 4

peka terhadap gaya sesuai dengan angka perbandingan Poisson μ. Susunan

ini memberikan kepekaan 2(1+ μ) kali yang dicapai bila dipakai satu alat

ukur dalam jembatan untuk rangkaian jembatan. Ini juga memberi kompensasi

suhu yang baik karena keempat alat ukur (paling tidak ada suhu tetap) berada

pada suhu yang sama. Selanjutnya, susunan tidak peka terhadap gaya tekan

karena Fi dikerjakan pada sumbu batang atau membentuk sudut. Ini akan dapat

terlihat dengan mengganti gaya yang bekerja tidak pada sumbu batang dengan

gaya yang setara dan bekerja pada sumbu dan sebuah kopel. Kopel inidapat

11

Page 12: Pengukuran Gaya BAB II

diuraikan atas komponen x dan y yang menyebabkan gaya tekuk pada alat alat

ukur.

Bila alat alat ukur ditempatkan dengan cermat, sehingga simetri,

maka gaya tekuk pada alat ukur 1 dan 4 akan akan berlawanan tanda, dan

berdasarkan aturan rangkaian jembatan keluaran total eo akibat tekukan

akan sama dengan nol. Penjelasan yang sama juga berlaku untuk alatalat

ukur 2 dan 4 dan gaya tekuk karena pengaruh Fi pada sembarang sudut.

Lempeng kaku untuk gaya samping juga memperkecil pengaruh gaya

puntir, karena lempeng ini sangat kaku pada arah radial (x,y) tetapi sangat

lunak pada arah z. Defleksi oleh beban penuh dari sel beban seperti ini

berkisar antara 0,001 sampai 0.015 inci, hal ini menunjukan kekakuan

yang tinggi. Seringkali frekuensi alam tidak diperhatikan karena hampir

seluruhnya ditentukkan oleh massa dari bagian yang menyangga gaya dari

luar transducer. Hal ini benar dalam banyak pemakaian di mana sel beban

untuk pemakaian berat. Kekakuan yang tinggi juga berarti kepekaan

yang rendah. Untuk mempertinggi kepekaan (pada sel untuk gaya kecil hal

ini diperlukan ) tanpa mengorbankan stabilitas batang dan luasan permukaan

untuk melekatkan alat ukur, dapat dipergunakan penyangga gaya berlubang

( persegi pada sisi luar, bulat pada sisi dalam). Untuk mencapai ketelitian

yang tinggi (0,3 sampai 0,1 persen skala penuh) yang dipersyaratkan untuk

banyak pemakaian, diperlukan tambahan kompensasi suhu. Hal ini dapat

dilaksanakan dengan hambatanhambatan peka suhu Rgc dan Rmc seperti

terlihat pada gambar. Hambatanhambatan ini diletakkan di dalam sel beban

secara tetap sehingga dapat dianggap mempunyai suhu sama dengan alatalat

ukur. Kegunaan ke empat alat ukur. Kegunaan Rmc adalah untuk

memberikan

kompensasi terhadap adanya perubahan modulus elastisitas bagian

yang merasakan beban oleh adanya perubahan suhu. Meskipun kita

mengharapkan untuk mengukur gaya tetapi alat ukur juga mengukur

regangan; oleh karena itu semua logam berubah modulus elastisitasnya akan

memberikan perbedaan regangan (dan berarti eo yang berbeda) meskipun 12

Page 13: Pengukuran Gaya BAB II

gaya yang mempengaruhi sama. Oleh karena semua logam berubah modulus

elastisitasnya oleh perubahan suhu, pengaruh ini menyebabkan

gangguan pada kepekaan. Hambatan Rmc memberi kompensasi

dengan jalan merubah tegangan masuk pada jembatan dengan perubahan

yang tepat untuk meniadakan pengaruh perubahan modulus elastis. Dua

hambatan tambahan (tidak peka suhu) seringkali didapati pada sel beban di

pasaran. Kedua hambatan itu adalah Rss yang diatur menetapkan kepekaan

pada harga yang dikehendaki untuk suatu harga nominal eex dan Rirs,

yang diapakai untuk mengatur hambatan masuk harga yang dikehendaki.

Bila kepekaan yang cukup tidak dapat dicapai dengan menggunakan alat

ukur tegangan/tekanan, susunan dengan menggunakan gaya tekuk mungkin

dapat menolong. Ini umumnya memberikan regangan lebih besar

persatuan gaya yang mempengaruhi tetapi dengan kerugian berkurangnya

kekakuan dan frekuensi alam. Dari banyak kemungkinan, dua

diantaranya terlihat pada gambar. Alat ukur balok tergantung memberikan

kepekaan 4 kali alat ukur tunggal, kompensasi suhu dan ketidak pekaan

terhadap komponen gaya arah x dan y bila dianggap bahwa dipakai alat ukur

yang identic dan dipasang simetri.

3.5. Kaliberasi transducer

Untuk keperluan pengujian, dibuat dua buah transducer gaya yaitu transducer

gaya tipe pipa konsole (simple cantilever transducer) dan transducer gaya tipe

oktagonal (octagonal ring transducer). Rangkaian sensor beserta instrumen pengukur

ditunjukkan pada Gambar 1 Kaliberasi dilakukan untuk menentukan nilai konstanta

13

Page 14: Pengukuran Gaya BAB II

pegas transducer. Kaliberasi dilakukan secara statis dengan memberikan variasi beban

pada ujung transducer. Transducer diberi beban (F) secara bertahap dari 0 N sampai

200 N dan sebaliknya dari 200 N sampai 0 N. Sinyal yang terjadi akibat pembebanan,

yang menyebabkan perubahan regangan strain gauge yang ditempelkan pada

transducer, diperkuat dengan strain amplifier, dan kemudian dikonversi kedalam

bentuk digital dengan AD konverter. Sinyal yang telah dikonversi ini kemudian

diumpankan ke data recorder dan selanjutnya disimpan ke dalam komputer. Dari data

yang diperoleh kemudian dibuat hubungan atau persamaan regresi regangan, dalam

bentuk tegangan listrik, sebagai fungsi beban. Pada transducer tipe pipa konsole

diperoleh persamaan F = 7,8335 X dimana F adalah besarnya gaya (Newton), dan X

adalah output tegangan (miliVolt). Dengan demikian untuk sensor tipe pipa konsole

yang diuji, nilai konstanta pegasnya adalah 7,8335 N/mV. Pada transducer tipe

oktagonal pada arah vertikal diperoleh persamaan F = 5,7643 X. Dengan demikian

untuk sensor tipe oktagonal yang diuji, nilai konstanta pegasnya adalah 5.7643

14

Data Recorder + Komputer AD Converter

Channel Plug

Strain Amplifier

Bridge Box

Sensor Gaya

Page 15: Pengukuran Gaya BAB II

3.6. Pengukuran dan pengumpulan data

Bola besi dengan berat yang bervariasi dijatuhkan pada ujung transducer

dengan ketinggian 0,1 m. Sinyal yang terjadi akibat perubahan regangan strain

gage diperkuat dengan strain amplifier, dikonversi melalui AD konverter dan

kemudian disimpan melalui data recorder. Dari recorder, data yang masih

berupa campuran sinyal nyata dan sinyal ikutannya ini diumpankan ke

komputer. Data disimpan dalam bentuk file CSV sehingga dapat dibaca oleh

software spreadshet konvensional, misalnya Excel.

3.7. Hasil pengukuran dan Pembahasan

Gambar 2 sampai 5 memperlihatkan contoh-contoh hasil pengukuran dan

analisa eliminasi getaran bebas pada berbagai pembebanan (pukulan). Terlihat

bahwa secara nyata sinyal getaran bebas dapat dihilangkan dari sinyal utamanya.

Masih tampak adanya sedikit gelombang sinyal namun dengan proporsi yang jauh

sangat kecil. Pada pinsipnya apabila sisa gelombang ini merupakan gelombang

yang mempunyai periode dan amplitudo maka masih bisa dieliminir dengan cara

deferensiasi lebih lanjut sepertihalnya pada metode deferensiasi sebelumnya.

Namun demikian dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa sinyal tersebut

bukan sinyal periodik sehingga proses lanjutan tidak diperlukan

Ada beberapa faktor yang menyebabkan masih adanya gelombang sisa

setelah eliminasi, seperti: kurang presisinya dimensi transducer dan penempatan

sensor gaya pada transducer. Pada transducer yang dibuat, sensor gaya ditempel

dalam bentuk pasangan (atas dan bawah) dengan maksud supaya kompensasi bisa

dilakukan. Namun apabila ketebalan antara bagian atas dan bawah sedikit berbeda

maka proses kompensasi tersebut tidak bisa sempurna, tetapi masih meninggalkan

selisih baik positip maupun negatip. Hal serupa juga terjadi bila spasi pemasangan

sensor gaya tidak tepat sama. Perbedaan spasi juga menyebabkan besaran gaya

yang berbeda sehingga besarnya regangan akibat beban tarikan di salah satu

15

Page 16: Pengukuran Gaya BAB II

permukaan tidak bisa terkompensasi oleh pemendekan akibat beban tekan atau

kompresi di permukaan yang berlawanan.

Hasil analisis menunjukkan bahwa sifat kelembaman, damping atau dashpot

dari bahan mempunyai peran yang lebih besar terhadap terjadi atau tidak

terjadinya getaran bebas daripada sifat inersia bahan. Ini ditunjukkan oleh besaran

konstanta kelembaman (C) yang nilainya jauh lebih besar dari konstanta inersia

(M).

Gambar 2. Grafik pengukuran gaya sebelum dan setelah dilakukan proses

eliminasi pada sensor pipa konsole dengan beban 3,5 Newton.

Gambar 3. Grafik pengukuran gaya sebelum dan setelah dilakukan proses

eliminasi pada sensor pipa konsole dengan beban 2,5 Newton.

Gambar 4. Grafik pengukuran gaya sebelum dan setelah dilakukan proses

16

Transducer pipa konsole, Gaya 2,5N

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

1 21 41 61 81 101 121 141

Waktu (x10-3 det)

Gay

a (x

10-3

N)

setelah diolah

sebelum diolah

Transducer pipa konsole, Gaya 3,5N

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

1 21 41 61 81 101 121 141

Waktu (x10-3 det)

Gay

a (x

10-3

N)

setelah diolah

sebelum diolah

Transducer oktagonal, Gaya 4N

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

1 21 41 61 81 101 121 141

Waktu (x10-3det)

Gay

a (x

10-3

N)

setelah diolah

sebelum diolah

Page 17: Pengukuran Gaya BAB II

eliminasi pada sensor oktagonal dengan beban 4 Newton.

Gambar 5. Grafik pengukuran gaya sebelum dan setelah dilakukan proses

eliminasi pada sensor oktagonal dengan beban 2,5 Newton.

17

Transducer oktagonal, Gaya 2,5N

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

1 21 41 61 81 101 121 141

Waktu (x10-3det)

Gay

a (x

10-3

N)

setelah diolah

sebelum diolah

Page 18: Pengukuran Gaya BAB II

BAB IV

PENUTUP

KESIMPULAN :

Suatu metode eliminasi sinyal getaran bebas pada pengukuran gaya

tumbukan telah dilakukan dengan cara mengkompensasikan sifat mekanis bahan

transducer. Dari hasil pengukuran ini dapat dirangkum dua kesimpulan utama

sebagai berikut:

1. Eliminasi sinyal semu atau getaran bebas pada sistem transducer atau sensor

yang dikenai gaya tumbukan dapat dilakukan dengan cara memperhitungkan

faktor inersia dan kelembaman sensor disamping konstanta pegasnya.

2. Sifat kelembaman transducer mempunyai peran yang besar terhadap

terjadinya getaran bebas sistem.

18

Page 19: Pengukuran Gaya BAB II

DAFTAR PUSTAKA

Masithoh, R.E., Purwantana, B. 2000. Studi Metode deteksi Volume Droplet

Sprayer. Laporan Penelitian, Lembaga Penelitian Universitas Gadjah

Mada, Yogyakarta

Purwantana, B., Horio, H., Kawamura, T., Shoji, K. 2002. A Flail-Type Rotary

Cultivator for Introducing Swampland in Indonesia; Cutting

Characteristics of Grass, Root-Mat and Topsoil. Proceeding of the

International Agricultural Engineering Conference, Wuxi, China,

November 28-30, 2002: 430-436.

Purwantana, B., Horio, H., Kawamura, T., Shoji, K. 2003. Basic Studies on Flail-

type Rotary Cultivator for Swampy Land Preparation: Grass Cutting

Characteristics and Energy Requirement. Journal of the Japanese

Society of Agricultural Machinery, 65(5):76-83.

Shoji, K. 2003. Development of drift sensor for detecting grain yield on rice

combine harvester. Journal of the Japanese Society of Agricultural

Machinery, 65(4):117-123.

Sitkei, G. 1986. Mechanics of Agricultural Materials. Developments in

Agricultural Engineering; 8. Elsevier, New York, US

19

Page 20: Pengukuran Gaya BAB II

KELOMPOK 3