Pengukuran Besaran Listrik

Kuliah 1 : Teori Pengukuran V 1.0

Measurement the process of assigning numbers or labels to objects, events, or people, according to a particular set of rules (Kerlinger, 1986)

Pengukuran adalah proses atau prosedur untuk mengkuantifikasikan atribut dalam sebuah kontinum

Pengukuran adalah pembandingan antara objek ukur dengan alat ukurnya

Instrumen untuk mengetahui harga suatu besaran atau suatu variabel.

Prinsip kerja alat ukur harus dipahami agar alat ukur dapat digunakan dengan cermat dan sesuai dengan pemakaian yang telah direncanakan

Pengukuran dapat dibedakan atas

Pengukuran besaran listrik, seperti arus (amper), tegangan (Volt), daya (Watt), dll.

Pengukuran besaran non listrik, seperti suhu, kuat cahaya, tekanan, waktu, velocity, dll.

HAL2 YANG PENTING DIPERHATIKAN PADA PENGUKURAN LISTRIK :Cara pengukuran, harus benar.Pada pengukuran listrik terdapat beberapa cara. Pilih cara yg paling

ekonomisAlat ukur, harus dalam keadaan baik : Secara periodik harus dicek (kalibrasi). Penyimpanan, transportasi

alat harus diperhatikanOperator (Orang), harus telitiKeadaan dimana dilakukan pengukuran harus diperhatikan. Jika

diperlukan laporan, maka pencatatan hasil pengukuran perlu mendapat perhatian

Untuk catatan digunakan buku tersendiri (gunakan FORMULIR tertentu)

Ketelitian menyatakan tingkat kesesuaian atau dekatnya suatu hasil pengukuran terhadap hasil sebenarnya; sedang ketepatan (presisi) menyatakan tingkat kesamaan di dalam sekelompok pengukuran atau sejumlah instrumen.

Sensitivitas (sensitivity)Perbandingan antara sinyal keluaran/respon instrumen

terhadap perubahan variabel masukan yang diukur.

Resolusi (resolution)Perubahan terkecil pada nilai yang diukur dari respon

suatu instrumen. Jika masukan naik perlahan dari suatu harga (bukan nol) , sampai kenaikan tersebut memberikan perubahan numerik pada keluaran yang dibaca maka nilai inilah yang disebut resolusi

Misalnya suatu Volt meter mempunyai skala seragam yang terbagi atas 100 bagian dan berskala penuh sama dengan 200 V. Satu perseratus jelas, maka deskriminasi alat ukur sama dengan 1/100 atau 2 V.

Kesalahan (Error)

Kesalahan ialah selisih antara nilai pembacaan pada alat ukur dengan nilai sebenarnya .

Rumusan error dapat ditulis :

E = I – T atau dalam %

dimana : E = Kesalahan

I = Nilai pembacaan

T = Nilai sebenarnya

E=I−TT

x100

Besaran dan Simbol Kelistrikan

Suatu indikasi bagi ketepatan pengukuran diperoleh dari banyaknya angka-angka yang berarti (significant figures). Angka –angka yang berarti tesebut memberikan informasi yang aktual (nyata) mengenai kebesaran dan ketepatan pengukuran

contoh, sebuah tahanan dinyatakan sebesar 68 Ω, berarti bahwa tahanan tersebut akan lebih mendekati 68 Ω daripada 67 atau 69 Ω. Selanjutnya jika disebutkan nilai tahanan adalah 68,0 Ω, berarti nilai tahanan tersebut lebih mendekati 68.0 Ω dari pada 67.9 Ω atau 68.1 Ω.

68 = 2 angka penting68,0 = 3 angka penting

jika sebuah voltmeter dibaca 117,1 Volt, maka ini menunjukkan bahwa penaksiran yang paling baik menurut pengamat lebih mendekati ke 117,1 volt daripada 117,0 volt atau 117,2 volt

Dengan rangkuman kesalahan yang mungkin (range of possible error) ini tegangan dapat dituliskan menjadi 117,1 ± 0,05 volt; yang menunjukkan bahwa nilai tegangan terletak antara 117,05 volt dan 117,15 volt.

Contoh1 : Satu rentetan pengukuran tegangan yang tidak saling bergantungan dilakukkan oleh empat pengamat yang menghasilkan : 117,02 volt; 117,11 volt; 117,08 volt; dan 117,03 volt. Tentukan (a) tegangan rata-rata , (b) rangkuman kesalahan; Penyelesaian:(a)

(b) Rangkuman =Emaksimum-Erata-rata = 117,11 – 117,06 = 0.05 V

Tetapi juga Erata-rata-Eminimum =117,06 – 117,02 = 0.04 VMaka rangkuman kesalahan rata-rata menjadi:

Contoh 2.Untuk menetukan penurunan tegangan, arus sebedar 3,18 A dialirkan melalui sebuah tahanan 35,68 Ω. Tentukan penurunan tegangan pada tahanan tersebut sampai angka-angka berarti yang memenuhi.Penyelesaian : E=I R= (3,18) x (35,68) = 113.4624 = 113 VKarena didalam perkalian tersebut terdapat tiga angka yang berarti (yaitu 3,18), maka jawaban hanya dapat dituliskan maksimal dalam tiga angka yang berarti.

Jika angka dalam posisi pertama yang akan dihilangkan sama atau lebih besar dari lima, maka angka sebelumnya ditambah satu. Dengan demikian, untuk ketepatan tiga angka, 113, \46 dibulatkan menjadi 13; dan 113,74 menjadi 114

Kesalahan-kesalahan umum (kecerobohan, gross –errors)

Kesalahan-kesalahan sistematis (systematic errors):

Kesalahan-kesalahan yang tak disengaja (random errors)

kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia,

kesaIahan pembacaan alat ukur

penyetelan yang tidak tepat

pemakaian instrumen yang tidak sesuai.

disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri seperti kerusakan,Dapat di kelompokkan menjadi :instrumental error dan enviromental error

Instrumental errorsPenyebabnya adalah struktur mekanis alat

ukur (usia alat ukur, gesekan pada tumpuan alat penunjuk, suhu, peneraan).

Enviromental errorsPenyebabnya adalah keadaan disekitar alat

ukur seperti pengaruh medan magnet dan medan listrik, suhu, kelembaban serta tahanan bocor.

diakibatkan oleh penyebab-penyebab yang tidak dapat langsung diketahui sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak.

Kesalahan seperti ini tidak diketahui penyebabnya dan tetap selalu terjadi meskipun telah diantisipasi semua sumber kesalahan.