Praktek Alat Ukur Dan Pengukuran

Modul PraktikumAlat Ukur dan Pengukuran

MODUL 1OHMETER

I. TUJUANMahassiswa diharapkan dapat menggunakan alat ukur ohmmeter dengan benar.

II. PERALATAN DAN KOMPONEN 1. Multimeter

2. Resistor

III. TEORIUntuk suatu alat pengukur, kebesaran yang minimal masih dapat dideteksi

oleh alat tersebut dinyatakan sebagai kepekaan dari pada alat yang dimaksudkan.

Kebesaran ini akan menjadi ukuran sampai berapa jauhkah suatu alat tersebut peka,

yang pula tergantung kepada kepekaan metode pengukuran.

Pada umumnya alat-alat ukur yamg mempunyai kepekaan yang lebih tinggi

akan lebih mudah pula dipengaruhi oleh keadaan-keadaan luar seoerti getaran dan

induksi elektromagnit, mempunyai batas-batas ukur yang lebih kecil dan pada

umumnya adalah sangat sulit untuk dipakai.

Pengukuran-pengukuran dengan kesalahan-kesalahan yang lebih kecil

disebut pengukuran yang teliti, sedangkan pengukuran yang memperlihatkan hasil-

hasil ukur yang tidak jauh berbeda satu dan lainnya disebut pengukuran yang

presisi. Jadi presisi memperlihatkan tingkat dari pada kesalahan-kesalahan yang

tidak disengaja yang terjadi selama proses pengukuran.

III. LANGKAH-LANGKAH PRAKTEK1. Tentukanlah nilai resistor dengan pembacaan gelang warna, serta

tentukanlah daerah kerja resistor tersebut, isikan ke tabel pengamatan di

bawah ini.

2. Ambillah multimeter, atur saklar pemilih ke range ohm ().

3. Kalibrasi ohmmeter dengan cara menghubungsingkat colokan (probe) merah

dan hitam serta aturlah jarum posisi nol sebelah kanan.

1


4. Hubungkan colokan (probe) meter pada obyek (resistor) yang akan diukur.

5. Lakukan pengukuran sesuai pada data tabel !

6. Tentukanlah kondisi resistor baik / tidak !

7. Tentukan % kesalahan.

% kesalahan = [(hasil pembacaan – hasil pengukuran ) / hasil pembacaan] x

100%

IV. DATA TABEL PENGUKURAN

1. R1 = 10

NO WARNA

GELANG

DAERAH

KERJA

RANGE () HASIL

PENGUKURAN

%

KESALAHAN

1 X 1

2 X 10

3 X 100

2. R1 = 39

NO WARNA GELANG DAERAH

KERJA

RANGE () HASIL

PENGUKURAN

%

KESALAHAN

1 X 1

2 X 10

3 X 100

3. R1 = 560


KERJA

RANGE () HASIL

PENGUKURAN

%

KESALAHAN

1 X 1

2 X 10

3 X 100

4. R1 = 3K3


KERJA

RANGE () HASIL

PENGUKURAN

%

KESALAHAN

1 X 1

2 X 10

3 X 100

2


5. R1 = 47K


KERJA

RANGE () HASIL

PENGUKURAN

%

KESALAHAN

1 X 1

2 X 10

3 X 100

6. R1 = 120K


KERJA

RANGE () HASIL

PENGUKURAN

%

KESALAHAN

1 X 1

2 X 10

3 X 100

V. TUGAS & PERTANYAAN1. Bagaimana pengaruh range terhadap hasil pengukuran?

2. Bagaimana pemilihan range yang tepat untuk mendapatkan hasil

pengukuran yang akurat?

3. Buatlah analisa dan kesimpulan tentang praktek yang telah saudara

lakukan.

3


MODUL 2 VOLTMETER DC

I. TUJUAN Mahasiswa diharapkan dapat menggunakan alat ukur tegangan dc (voltmeter dc)

dengan benar.

II. PERALATAN DAN KOMPONEN1. Regulator DC power supply

2. Resistor = 1 K

3. Potensiometer = 5 K

4. Papan rangkaian

5. Multimeter

6. Kabel penghubung

III. RANGKAIAN PERCOBAAN

Gambar 1. Rangkaian percobaan voltmeter

4


IV. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN1. Rangkailah seperti gambar 1.

2. Aturlah posisi potensiometer (VR) maksimum.

Sumber tegangan (Vin) minimum.

Range Voltmeter (50)

3. Naikkan sumber tegangan secara perlahan-lahan hingga Vs = 2V.

4. Aturlah range voltmeter ke 0,25 V

5. Putarlah potensiometer (VR) perlahan-lahan hingga jarum voltmeter berada

ditengah-tengah dan catat berapakah tegangannya. (E)

6. Ubahlah range voltmeter menjadi 2,5 V dan 10 V catatlah tegangannya En.

7. Ulangi langkah 2 s/d 6 untuk data-data seperti pada tabel.

Range E Range En

0,25 V 2,5 V

10 V

2,5 V 10 V

50 V

10 V 50 V

250 V

8. Ulangi langkah 2 s/d 6 untuk sumber tegangan (Vs) = 2 V dan range awalnya

2,5 V.

9. Ulangi langkah 2 s/d 6 untuk sumber tegangan (Vs) = 9 V dan range awalnya

10 V.

10. Perhitungan error untuk range yang tidak cocok adalah sebagai berikut:

E - En% error = -------- x 100 %

E

Dimana:E = tegangan untuk range yang cocokEn = tegangan untuk range yang tidak cocok

5


V. TUGAS1. Bagaimana pengaruh range terhadap hasil pengukuran?



3. Apa yang akan terjadi jika pemasangan voltmeter salah (seri dengan beban)

4. Analisa dan kesimpulan percobaan.

6


MODUL 3PEMBEBANAN VOLTMETER

I. TUJUANMahasiswa diharapkann dapat memahami akibat pembebanan votmeter

pada suatu rangkaian elektronika.

II. TEORIDengan adanya pemasangan atau pembebanan voltmeter, maka hasil

pengukuran tegangan akan mempengaruhi. Hali ini disebabkan adanya

tahanan pada voltmeter itu sendiri, sehingga dalam pengambilan data

pengukuran tegangan, tahanan voltmeter akan diparalel dengan tahanan

atau impedansi yang akan diukur tegangannya.

III. PERALATAN DAN KOMPONEN1. Multimeter

2. Regulator DC power supply

3. Resistor 330 , 10 K , 18 K

4. Papan rangkaian

5. Kabel penghubung

IV. RANGKAIAN PERCOBAAN

Gambar 3. Rangkaian percobaan

7


V. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN1. Buatlah rangkaian percobaan seperti pada gambar 3.

2. Atur tegangan Vs = 5 V.

3. Ukur tegangan pada Rz di mana R1 = 330 , Rz = 18 K dan catat

pada tabel.

4. Ulangi langkah 3 untuk Rz yang lainnya dan catat pada tabel.

5. Ulangi langkah 3 dan 4 untuk harga R1 = 10 K

VI. TABEL PENGAMATANR1 = 330

RzTegangan di Rz

Praktek Teori

18 K

18 K

18 K

R1 = 10 K

RzTegangan di Rz

Praktek Teori

18 K

18 K

18 K

VII. TUGAS1. Hitunglah tahanan dalam tiap-tiap range pada voltmeter.

2. Hitung % kesalahan tegangan pada Rz dari masing-masing

percobaan dengan harga standard perhitungan tegangan secara teoritis.

3. Buatlah analisa dan kesimpulan dari percobaan di atas.

8


MODUL 4DC AMMETER

I. TUJUANMahasiswa diharapkan dapat menggunakan dan membaca alat ukur arus listrik

(amperemeter) dengan benar.

II. PERALATAN DAN KOMPONEN1. Regulator DC power supply

2. Potensiometer 5 K

3. Multimeter

4. Resistor 2 K

5. Papan rangkaian

6. Kabel penghubung

III. RANGKAIAN PERCOBAAN

Gambar 2. Rangkaian percobaan Ammeter

9


IV. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN1. Rangkailah seperti pada gambar 2.

2. Atur potensiometer pada posisi maksimum, sumber tegangan Vs pada posisi

minimum dan range ammeter pada posisi 50 A.

3. Ubahlah secara perlahan-lahan tegangan pada DC power supply hingga Vs

= 5 V.

4. Ubahlah range dari ammeter ke 2,5 mA.

5. Ubahlah secara perlahan-lahan potensiometer sampai jarum menunjuk

ditengah-tengah skala pada meter, dan catat harga I tersebut pada tabel.

6. Catat pula harga pembacaan arus sebagai In pada meter jika rangenya

diubah pada posisi 25 mA dan 0,25 A dan catat pula pada tabel.

7. Ulangi langkah 1 s/d 5 untuk harga-harga yang tercantum pada tabel.

V. TABEL PERCOBAAN

Range Vs I Range In VR ()

50 A Minimum

(…..V)

2,5 mA

25 mA

2,5 mA 5 V 25 mA

0,25 A

VI. TUGAS1. Bagaimana pengaruh range terhadap hasil pengukuran?



3. Apa yang akan terjadi jika pemasangan amperemeter salah (paralel

dengan beban)

4. Analisa % error arus untuk setiap range di mana I sebagai standard dan In

sebagai data arus setiap range.

5. Hitung ketepatan arus berdasarkan teori hukum ohm.

6. Buatlah kesimpulan.

10


MODUL 5PEMBEBANAN AMMETER

I. TUJUANMahasiswa diharapkan dapat mengetahui akibat pembebanan ammeter pada

suatu rangkaian elektronika.

II. TEORIDengan adanya pemasangan atau pembebanan ammeter, maka hasil

pengukuran arus akan mempengaruhi. Hal ini disebabkan adanya tahanan pada

ammeter itu sendiri sehingga dalam pengambilan data pengukuran arus,

tahanan ammeter akan diseri dengan tahanan atau impedansi yang akan diukur

arusnya.

III. PERALATAN DAN KOMPONEN1. Multimeter

2. Regulator dc power supply

3. Resistor 22 , 470 , 1 K, 100

4. Potensiometer 5 K

5. Papan rangkaian

6. Kabel penghubung

IV. RANGKAIAN PERCOBAAN

Gambar 4. Rangkaian percobaan

11


V. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN1. Buatlah rangkaian seperti gambar 4.

2. Atur tegangan Vs = 3 V, R1 = 100 dan Rz = 10 .

3. Atur Rs, sehingga arus Iz = 1 mA. Catat harga Rs pada tabel.

4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk harga Rz sebagai berikut 22 , 100 , 470

dan 1 K.

VI. TABEL PENGAMATAN

Rz ()Arus Iz

Rs ()Praktek Teori

10 1 mA

22 1 mA

100 1 mA

470 1 mA

1000 1 mA

VII. TUGAS1. Hitunglah tahanan dalam tiap-tiap range pada voltmeter.

2. Hitung % kesalahan arus pada Rz dari harga tahanan dengan harga

standard Iz teori.

3. Buatlah analisa dan kesimpulan dari percobaan di atas.

\

12


MODUL 6OSCILOSKOP

I. TUJUANMahasiswa diharapkan dapat menggunakan dan mengoperasikan osciloskop

dengan benar.

II. TEORIPada Osciloskop terdapat beberapa tombol di antaranya:

1. Tombol Power ON/OFF

Tekan untuk menghidupkan (on), tekan lagi untuk mematikan (off)

2. Indikator Power ON

Led menyala untuk menunjukkan osiloskop dipakai .

3. Pengatur Intensitas

Mengatur intensitas (kecermelangan) dari jejak yang ditampilkan pada CRT.

4. Pengatur focus

Mengoreksi fokus jejak yang dipakai

5. Pengaturan Trace rotation

Membetulkan penyimpangan yang disebabkan kemagnetan bumi.

Mengoreksi kemiringan jejak.

6. Pengatur Scale Illum

Mengatur penerangan dari layar dan berguna di ruangan gelap.

7. CH1/X Input

Untuk memasukkan sinyal ke channel 1 dengan kabel BNC atau probe.

Digunakan untuk input sinyal sumbu X ketika dioperasikan pada mode X-Y.

8. Tombol AC-GND-DC

Penghubung kopling input

AC : Kapasitor disisipkan dalam rangkaian seri antara sinyal dari amplifier

GND : Masukan dari amplifier dihubungkan ke daerah ground

DC : Semua komponen sinyal dimasukkan dalam amplifier

13


9. Saklar Volt/DIV

Meredam sinyal input agar amplitudonya tepat dalam pengamatan CRT,

ketika diamati dalam peredaman probe, amplitudo yang terukur harus

dikalikan dengan peredaman probe.

10. Pengatur CH1 posisi naik/turun

Mengatur kedudukan jejak vertikal pada CH1 pada CRT

11. Pengatur CH1 Variable

Mengatur perubahan sensitivitas pada range saklar VOLT/DIV

12. CH2/Y Input

Memasukkan sinyal ke CH2 dengan kabel probe serta digunakan untuk input

dari sinyal sumbu Y ketika dioperasikan pada mode X-Y.

13. CH2 AC-GND-DC

Penghubung kopling input

AC : Kapasitor disisipkan dalam rangkaian seri antara sinyal dari amplifier

GND : Masukan dari amplifier dihubungkan ke daerah ground

DC : Semua komponen sinyal dimasukkan dalam amplifier

14. CH2 Volt/DIV

Meredam sinyal input agar amplitudonya tepat dalam pengamatan CRT,

ketika diamati dalam peredaman probe, amplitudo yang terukur harus

dikalikan dengan peredaman probe.

15. CH2 Variabel

Mengatur perubahan sensitivitas pada range saklar VOLT/DIV untuk CH2

16. Mode Pemilihan Tampilan Vertikal

CH1 : Hanya CH1 yang ditampilkan

CH2 : Hanya CH2 yang ditampilkan

CHOP : Sinyal CH1 dan CH2 secara bergantian ditampilkan. Digunakan

untuk pengamatan sinyal-sinyal yang bergantian secara lambat (frekuensi

rendah)

ALT : Sinyal CH1 dan CH2 secara bergantian ditampilkan pada

penyapuan yang cepat (frekuensi tinggi)

ADD : Menampilkan jumlah aljabar sinyal CH1 dan CH2. Jika tombol

polarity dari CH2 diset pada mode Invert, perbedaan aljabar dari CH1 dan

CH2 ditampilkan.

14


17. Time/DIV

Pemilih dasar waktu horisontal

18. Horisontal Position Kanan-kiri

Pengaturan posisi gelombang secara horisontal pada CRT.

19. Tombol Variabel

Kalibrasi pada pengesetan tombol TIME/DIV

20. Saklar AUTO-NORM-X-Y

Mode pemilihan penyapuan:

OUTO : penyapuan bebas berjalan tanpa ada sinyal triger yang cukup.

Pentrigeran terjadi pada sinyal triger di atas 100Hz.

NORM : Penyapuan diadakan ketika sinyal triger yang cukup dipasang

pada rangkaian penyapu. Jika tidak ada sinyal triger, tidak ada

jejak yang ditampilkan.

X-Y : Operasi X-Y, sumbu X ditampilkan oleh sinyal input dari

konektor input CH1, sumbu Y ditampilkan oleh sinyal input

dari konektor input CH2

21. Pemilihan Sumber Trigger INT-LINE-EXT

INT : Sinyal input CH1 dan CH2 digunakan sebagai sumber triger

LINE : ditriger oleh line frekuensi

EXT : Sinyal dihubungkan EXT triger signal input sebagai sinyal triger.

22. Pemilihan Sumber trigger NORM-CH1-CH2

Sumber triger dipilih mengikuti sinyal yang dipakai konektor input CH1 dan

CH2 ketika mode INT.

NORM : Sinyal yang ditampilkan pada CRT dipilih sebagai sumber triger

CH1 : Sinyal pada CH1 dipilih sebagai sumber triger

CH2 : Sinyal pada CH2 dipilih sebagai sumber triger

15


23. Pemilihan kopling sinyal trigger AC-TV(H)-DC

Sinyal triger dijalankan dari rangkaian filter sebelum digunakan pada

rangkaian penyapu.

AC : Sinyal triger dihubungkan langsung degan kapasitor ke rangkaian

penyapu untuk memblok komponen dc, sehingga rangkaian penyapu

triger bebas dari komponen dc.

TV(V) : Memisahkan sinyal vertikal serentak dari sinyal video jika digunakan

sebagai sumber triger.

TV(H) : Memisahkan sinyal horisontal serentak dari sinyal video ketika

digunakan sebagai sumber triger.

DC : Semua komponen dari sinyal triger dihubungkan ke rangkaian

penyapu.

24. Penghubung input untuk sinyal triger external

Penghubung input untuk sinyal triger external

25. CAL

Terminal sumber sinyal kalibrasi untuk probe kompensasi kapasitansi dan

pengaturan sensitivitas , sinyal gelombang persegi.

III. PERALATAN DAN KOMPONEN1. Osciloskop

2. Kabel penghubung

3. Function Generator

4. Adaptor

IV. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAANA. KALIBRASI

1. Hubungkan osciloskop dengan tegangan jal-jala.

2. Saklar power pada posisi on. Tunggulah beberpa saat sampai pada layar

akan muncul berkas elektron.

3. Atuslah posis gambar pad alayar sehingga terletak di tengah-tengah. Jika

gambar masih bergerak terus maka aturlah posisi tombol sinkronisasi sampai

diperoleh gambar yang diam.

16


4. Hubungkan terminal input chanal 1 dengan terminal kalibrasi yang ada pada

panel depan osciloskop.

5. Amatilah bentuk gelombang dan tinggi amplitudonya. Amplitudo sinyal

kalibrasi harus sesuai dengan yang tertera pada osciloskop.

6. Ukur tegangan serta periodenya untuk beberapa harga volt/divisi dan

time/divisi.

7. Gambarkan gelombang kalibrasi yang terdapat di layar osciloskop pada tabel

1.

8. Ulangi langkah-langkah di atas untuk input chanal 2.

B. PENGUKURAN GELOMBANG SINUS PADA LAYAR OSCILOSKOP1. Nyalakan power (ON) pada Function Generator.

2. Putar tombol CAL pada function generator sesuai dengan ketentuan.

3. Kemudian hubungkan osciloskop dengan function generator.

4. Dapatkan amplituda dan frekuensi gelombang sinus pada function generator

sebagai berikut:

100 Hz, 1500 Hz, 10 KHz, 200 KHz.

5. Catat dan gambarkan hasil pengukuran di layar osciloskop. (tabel 2, tabel 3,

tabel 4, dan tabel 5)

C. PENGUKURAN TEGANGAN DC PADA LAYAR OSCILOSKOP1. Nyakan power (ON) pada adaptor.

2. Kemudian hubungkan osciloskop dengan adaptor.

3. Dapatkan tegangan dc pada layar osciloskop sebagai berikut:

1,25 V; 3,8 V ; 9 V ; 15 V

4. Catat dan gambarkan hasil pengukuran di layar osciloskop. (tabel 6, tabel 7,

tabel 8, dan tabel 9)

17


V. HASIL PERCOBAAN

TABEL 1

Time/Div Volt/Div Gambar Vp-p Perhitungan frekuensi

CHANAL 1

CHANAL 2

TABEL 2

F = 100 Hz


2

TABEL 3

F = 1500 Hz


2,2

TABEL 4

F = 10 KHz


Minimum amplitudo

18


TABEL 5

F = 200 KHz


Maksimum amplitudo

TABEL 6

Tegangan = 1,25 V

Time/Div Volt/Div Gambar

TABEL 7

Tegangan = 3,8 V


TABEL 8

Tegangan = 9 V


TABEL 9

Tegangan = 15 V


19


VI. TUGAS1. Saudara bandingkan tegangan ac yang terukur dengan osciloskop dengan

tegangan ac yang terukur oleh voltmeter ac.

2. Apa yang dimaksud dengan tegangan ac dari nilai rata-rata, nilai rms dan

nilai peak-to-peak.

3. Saudara bandingkan tegangan dc yang terukur dengan osciloskop dengan

tegangan dc yang terukur oleh voltmeter dc.

20


MODUL 7RANGKAIAN RC SERI

I. TUJUAN1. Mengamati tegngan dalam suatu rangkaian RC seri dan menentukan sudut

fasa pada bermacam-macam frekuensi.

2. Mengamati pengaruh dari rangkaian RC terhadap amplitudo dan fasa sebuah

sinyal untuk bermacam-macam frekuensi.

II. PERALATAN DAN KOMPONEN1. Function Generator

2. Osciloskop

3. Multimeter

4. Kapasitor 0,01 F : 0,1 F ; 0,001F

5. Resistor 10 K ; 68 K

6. Kabel-kabel penghubung.

III. TEORI DASARPengukuran beda fasa antara dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara,

yaitu:

dengan osciloskop dua trace

dengan metode Lissajous.

Perbedaan fasa antara dua gelombang dapat diukur dengan metode seperti pada

gambar 5 di bawah ini:

21


Gambar 5

Setiap gelombang mempunyai periode waktu 8 div horisontal, dan waktu antara

permulaan setiap putaran adalah 1,4 div. Satu putaran = 360, sehingga 8 div =

360 , sehingga 1 div = 360 / 8 adalah 45. Jadi perbedaan fasanya adalah: 1,4 div X

45 = 63.

Perhitungan beda fasa dengan gambar Lissajaus, perhatikan gambar di bawah ini:

Gambar 6

22


Dari gambar 6 :

Yt = Ymax Sin (t + )

Dimana,

Ymax = Y2 = A Sin

Maka bila t = 0

Y0 = Y1 = A Sin

Perbandingan

Y1/Y2 = (A Sin ) / A

Y1/Y2 = Sin

= ArcSin (Y1/Y2)

= ArcSin (X1/X2)

IV. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN1. Buatlah rangkaian seperti pada gambar 5.

Gambar 7. Rangkaian Percobaan

23


2. Aturlah tegangan output function generator = 10 Vpp dengan frekuensi

seperti pada tabel 1.

3. Ukurlah dan catat tegangan pada R dan C ! ( gunakan osciloskop )

4. Hitunglah sudut fasa untuk setiap frekuensi.

5. Buatlah rangkaian seperti gambar 6

Gambar 8. Rangkaian Percobaan

6. Aturlah tegangan function generator (Vs) = 8 Vpp dan amatilah gelombang

ini pada kanal X (1) osciloskop.

7. Amatilah pula tegangan pada resistor melalui kanal pada resistor melalui

kanal Y (2) dari osciloskop.

8. Jagalah agar tegangan input selalu konstan = 8 Vpp, serta catatlah amplitudo

VR dan sudut fasa antara VR dan VS untuk frekuensi-frekuensi berikut ini.

9. Hitunglah periode untuk setiap frekeunsi masukkan ke tabel 2.

10. Hitunglah konstanta waktu rangkaian di atas.

11. Buatlah rangkaian gambar 9 di bawah ini:

24


Gambar 9. Rangkaian Percobaan.

12. Pasangkan R = 10 K, C = 0,0056 F

13. Amatilah dan gambar gelombang dari tegangan Vin (V1) dan tegangan

capasitor (V2).

14. Tentukan beda fasa V1 dan V2.

15. Ubahlah ke dalam mode Lissajauos (X-Y) dan tentukan perbedaan phasa

antara V1 dan V2, bandingkan dengan langkah 14).

16. Dengan harga R tetapUbahlah harga C yang bervariasi 0.0082 F ; 0,01 F.

Ulangi langkah 12 s/d 15.

17. Dengan harga C 0,0056 F dan R yang bervariasi 15 K dan 20 K ulangi

langkah 12) s/d 15).

18. Ulangi langlah 17). Untuk Vin 500 Hz.

19. Masukkan hasil percobaan ke tabel berikut ini:

Frek (Hz) R (ohm) C (F) Gb. Sinyal Gb. Lissajauos

25


DAFTAR PUSTAKA

1. TSUNEO FURUYA, GATOT KUSRAHARJO, JOKE PRATILASTIARSO, Praktikum Pengukuran Listrik I, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ITS.

2. MOH. ZAENAL EFENDI, GIGIH PRABOWO, Praktikum Pengukuran Listrik II, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ITS.

3. WILLIAM D COOPER, Instrumentasi Elektronika dan Teknik Pengukuran, Erlangga, 1994.

26


27

Praktek Alat Ukur Dan Pengukuran

Documents