buku pengukuran besaran listrik Bab2-alat ukur analog

EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi

Institut Teknologi Telkom

ALAT UKUR ANALOGARUS SEARAH

Alat Ukur dan PengukuranTelekom



Pokok Bahasan

• Penunjuk Analog Arus Searah• Voltmeter DC• Ampermeter DC• Ohmmeter• Multimeter• Efek pembebanan



1. Penunjuk Analog Arus Searah(1/6)

Pendahuluan• Desain dari alat ukur voltmeter, ammeter atau ohmmeter

dimulai dari elemen yang sensitif terhadap arus. • Beberapa penunjuk analog yang biasa dipakai :

- Besi putar- kumparan putar- xy recorder- CRT- elektrodinamometer- elektrostatis

• Biasanya untuk alat ukur DC dipakai detektor arusberupa kumparan putar yang sering disebut dengangalvanometer



• Biasanya untuk alat ukur DC dipakai detektorarus berupa kumparan putar yang sering disebutdengan galvanometer

Sering kali disebut “alat ukur kumparan putar”adalah alat pengukur yang bekerja atas dasarprinsip dari adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnit yang berasaldari suatu magnit permanen



Penunjuk Analog Arus Searah (2/6)

• Galvanometer terdiri darimagnet permanen, kumparanyang dapat berputar danjarum sebagai penunjuk

• PMMC Permanent Magnet Moving Coil mechanism

• Cara kerja: 1. bila arus melewati

kumparan, akan timbultorsi elektromagnetkumparan berputar

2. Torsi ini diimbangi oleh torsi yang dihasilkan olehrestoring spring

Konstruksi dan cara kerja galvanometer




3. Kesetimbangantorsi sudut kumparanjarum penunjuk skala

• Persamaan torsi

T = torsi (Nm)B = rapat fluks di udara (Wb/m2)A = luas efektif kumparan (m2)N = jumlah lilitan kumparanI = arus dalam kumparan putar

(A)

NIABT ×××=





Penunjuk Analog Arus Searah (4/6)• Sifat dinamik galvanometer :

- kecepatan tanggap- redaman- overshoot

• Faktor yang mempengaruhi gerakan kumparan putar : - momen inersia kumparan putar terhadap sumbu (J)- torsi lawan oleh restoring spring- konstanta redaman

• PMMC gerak D’Arsonval- daya rendah 25 μW – 200 μW- jika masukan arus bolak-balik menunjukkan nilai

rata-rata tidak cocok u/ arus bolak-balik




• Beberapa karakteristik umum alat ukur :-1. Impedansi input

mengontrol daya yang dihilangkan dari sistem oleh instrument.

p = daya disipasiZm= impedansi input, untuk alat ukur arus searah nilai Zm = Rm

RCjR

ZZZZZ

Zvp

m

RC

RCm

m

ω+=

+=

=

1

2



2. Sensitivitasd = defleksi, vi =tegangan yang diukur

3. Ranged*=defleksi maksimum

S = sensitivitasv* = tegangan/range maksimum

4. Zero drift pergeseran nilai nol instrument5. Respon frekuensi pengaruh frek thd kerja instrument

vidS =

Sdv

** =



Penunjuk Analog Arus Searah (6/6)• Sensitivitas galvanometer

- sensitivitas arusperbandingan antara defleksi (d) dengan arusyang menghasilkannya

- sensitivitas teganganperbandingan antara defleksi (d) dengan teganganyang menghasilkannya

- sensitivitas mega-ohmtahanan (dlm MΩ) yang harus dihubung seri dengan galvano agar menghasilkan defleksi 1 skala bila tegangan 1 V dimasukkan dalamrangkaian

Amm

IdSI μ

=

mVmm

VdSV =

AmmS

IdS IR μ==



Redaman pada pegas



Kelemahan Besi Putar

• Pengaruh medan magnet dari luar• Temperatur sekitar• Pemanasan sendiri stabil jika panas

tetap• Pergeseran titik nol• Gesekan• Umur perangkat lelah pegas• Letak alat ukur hrs datar



2. Voltmeter DC (1/5)

• Konstruksi Voltmeter DC terdiri dari :- tahanan pengali/multiplier (Rs)- tahanan dalam galvano (Rg)- arus masukan galvano (Ig)

Multiplier tahanan untuk mengubah gerakanD’Arsonval menjadi voltmeter arus searah

Im



Voltmeter DC (2/5)

• Batas ukur Voltmeter :(ditentukan oleh multiplier/Rs )

• Voltmeter dengan batas ukur ganda

)( gsmmaks RRIV +=

gm

maks

m

gmmakss R

IV

IRIV

R −=−

=

Batas ukur ganda sederhana Batas ukur ganda universal



Voltmeter DC (3/5)• Sensitivitas voltmeter

- nilai ohm per Volt (ohm-per-Volt rating)nilai perbandingan Rtotal (Rg + Rmultiplier) terhadap Vmaks

- efek pembebananpemasangan voltmeter secara paralel akanmembuat voltmeter seperti shunt, akanterjadi drop tegangan. Untuk mengatasiVoltmeter harus mempunyai nilai ohm per volt yang sangat tinggi

VIS

dp

Ω=

1



Voltmeter DC (4/5)

• Beberapa Voltmeter DC dengan kegunaankhusus- Voltmeter untuk sinyal yang berubah

secara perlahan- Voltmeter untuk sinyal yang berubahsecara cepat



Voltmeter DC (5/5)Contoh soal :Dua volt meter digunakan

untuk mengukur rangkaiandisamping dengansensitivitas 1000 Ω/V dan20000 Ω/V

a) Berapa pembacaanmasing-masing

b) Kesalahan tiappembacaan dalam persenthd nilai sebenarnya

Ωk50

Ωk100

V150



3. Ampermeter DC (1/4)• Konstruksi Ampermeter

DCterdiri dari :- tahanan shunt (Rs)- tahanan dalam galvano (Rg)- arus masukan galvano (Ig)- arus masuk ke Rs (Is)

Tahanan shunt tahanan untukmembagi arus yang masuk kegalvanometer



Ampermeter DC (2/4)

• Batas ukurAmpermeter

s

mmsggss

ukuralatshunt

IRIRRIRI

VV

==

=

dan

m

mms

ms

IIRIR

III

−=

−=

dituliskandapat



Ampermeter DC (3/4)

• Ampermeter denganbatas ukur ganda

Batas ukur ganda sederhana

Ra

Rg

Rb

Rc

Rd

-

+

Batas ukur universal/Ayrton



Ampermeter DC (4/4)

Perbandingan dua jenis ampermeter1. Batas ukur ganda sederhana :

- ada kemungkinan arus masuk galvano tanpamelalui shunt, untuk mengatasinya switch harus yang bertipe “make before break”

2. Batas ukur ganda Ayrton : - mencegah kemungkinan arus masuk tanpalewat shunt, tahanan total lebih tinggi



4. OHMMETER

• Tugas 1.Kelompok, maksimum 3 orang. Buatkonstruksi ohmmeter analog, lengkapdengan gambar, bagian-bagiannya, spesifikasi dan cara kerjanya.



buku pengukuran besaran listrik Bab2-alat ukur analog

Documents