Teori Dasar Pengukuran

TEORI DASAR

( M0 )

Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang belum

diketahui dengan besaran acuan atau besaran standar baik lokal, standar

nasional maupun standar internasional. Besaran standar ini biasanya

terdapat atau terpasang pada alat ukur, dan alat ukur ini harus di

kalibrasikan agar bisa mengukur dengan baik dan tepat. Besaran merupakan

sesuatu yang mempunyai nilai massa dan satuan, sedangkan satuan adalah

lambang dari besaran.

Syarat - syarat besaran :

Dapat didefinisikan secara fisik.

Jelas dan tidak berubah terhadap waktu.

Dapat digunakan dimana saja.

Besaran terdiri dari :

Besaran pokok

Yaitu Besaran yang nilai satuannya telah ditetapkan terlebih

dahulu dan tidak diturunkan dari besaran yang lain.

Tabel 1 Tabel Besaran Pokok

Besaran Standar Nama Satuan Dasar Simbol Dimensi

Panjang Meter m l

Massa Kilogram kg m

Waktu Detik s t

Arus Listrik Ampere A I

Temperatur Kelvin K T

Jumlah Zat Mol mol n

Intensitas Cahaya Candela cd i

Besaran turunan

Laporan Akhir Praktikum Metrologi Industri Kelompok 18

Yaitu besaran yang diperoleh dari beberapa variabel besaran

pokok dalam bentuk persamaan.

Tabel 2 Tabel Besaran Turunan

Besaran Nama Satuan Dasar Simbol

Luas Bidang meterpersegi m²

Volume meterkubik m³

Percepatan meterperdetik m/s

Gaya newton N,kg m/s²

Tekanan pascal Pa,N/m²,kg/(m s)²

Energi joule J,kg m²/s²

Daya watt W,kg m²/s³

Potensial Listrik volt V,kg m²/(s² A)

Pengukuran dapat ditinjau dari 3 aspek yaitu:

1. Aspek Fisik

Contoh :

- Berat

- Massa

- Temperatur

- Tekanan

- Densitas, dll

Pengukuran aspek fisik dipelajari dalam pengukuran teknik

(engineering measurement).

2. Aspek Mekanik

Contoh :

- Kekuatan (strength)

- Keuletan (ductility)

- Kekerasan (hardness)

- Ketangguhan, dll

Laboratorium Metrologi Industri 2


Pengukuran aspek mekanik dipelajari dalam material teknik

(materials science and engineering)

3. Aspek Geometrik

Pengukuran aspek geometrik dipelajari dalam metrologi industri.

Terdiri dari :

- Dimensi, contoh : diameter, panjang, lebar, dll

- Bentuk, contoh : kesejajaran, kelurusan, kedataran,

kemiringan atau sudut, kebulatan, ketegaklurusan, dll

- Kekasaran permukaan

Metrologi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari tentang cara-

cara pengukuran besaran teknik, sedangkan Metrologi industri adalah ilmu

yang mempelajari pengukuran karateristik geometri suatu produk hasil

proses produksi dengan menggunakan alat ukur tertentu dan cara

pengukuran tertentu untuk mendapatkan hasil pengukuran yang mendekati

nilai sebenarnya.

Agar bisa diukur, maka suatu produk teknik harus mempunyai

karakteristik geometri seperti :

dimensi

kualitas permukaan

bentuk

posisi

Karakteristik geometri ini akan mempengaruhi karakteristik

fungsional dari produk.

Beberapa jenis pengukuran dalam metrologi :

1. Pengukuran linear adalah suatu pengukuran besaran panjang yang

menggunakan alat ukur langsung yang telah terkalibrasi dan hasil

pengukuran dapat diperoleh secara langsung.

Contoh : menggunakan jangka sorong



2. Pengukuran sudut adalah suatu pengukuran sudut yang

menggunakan alat ukur sudut yang telah terkalibrasi dan hasil

pengukuran dapat diperoleh secara langsung

Contoh : menggunakan batang sinus,angle decor

3. Pengukuran profil adalah suatu pengukuran yang membandingkan

bentuk suatu produk dengan bentuk acuan (standar) pada layar dari

alat ukur proyeksi

Contoh : menggunakan profile proyector

4. Pengukuran ulir adalah suatu pengukuran yang mengukur jarak antar

ulir pada suatu produk

Contoh : menggunakan mikrometer ulir, sikat ulir,dll.

5. Pengukuran roda gigi adalah suatu pengukuran yang mengukur jarak

antar pitch pada roda gigi

Contoh : menggunakan apper gauge

6. Pengukuran posisi adalah suatu pengukuran yang menggunakna

sensor yang dapat digerakkan dalam ruang yang digunakan untuk

menentukan posisi

Contoh : menggunakan coordinate measuring machine (CMM)

7. Pengukuran kerataan dan kedataran adalah suatu pengukuran yang

mengukur kerataan dan kedataran suatu produk hasil proses produksi

Contoh : menggunakan water pas,square level

8. Pengukuran kekasaran permukaan suatu pengukuran yang mengukur

kekasaran permukaan suatu produk hasil proses produksi

Contoh : menggunakan surface roughness tester

Dari ke delapan jenis pengukuran di atas, pengukuran linear adalah

pengukuran yang paling sering digunakan. Karena bermacam-macam

masalah keteknikan atau pengukuran dapat diselesaikan dengan pengukuran

linear. Misalnya pengukuran dimensi dan toleransinya.



Cara-Cara Pengukuran Dalam Metrologi :

1. Pengukuran langsung

Dilakukan dengan menggunakan alat ukur langsung, dimana hasil

pengukuran dapat langsung diperoleh.

Contoh : Jangka Sorong dan Micrometer

2. Pengukuran tak langsung

Dilakukan dengan menggunakan alat ukur pembanding, alat ukur

standar dan alat ukur bantu.

Contoh : Spirit level

3. Pemeriksaan kaliber batas

Dilakukan dengan menggunakan alat ukur kaliber batas, dimana

tidak mengukur dimensi suatu produk tetapi untuk memeriksa

apakah suatu produk berada didalam/diluar daerah toleransinya.

Contoh : Blok ukur

4. Membandingkan dengan bentuk standar atau acuan

Dilakukan dengan membandingkan bentuk produk yang dihasilkan

dengan bentuk standarnya/acuan.

5. Pengukuran geometri khusus

Pengukuran dengan memperlihatkan imajinasi daerah toleransinya, alat ukur dan prosedur pengukuran dirancang dan dilaksanakan secara khusus.

Contoh ; Dial Indicator

Jenis-Jenis Alat Ukur

a) berdasarkan sifat aslinya:

1. Alat ukur langsung

Alat ukur ini dilengkapi dengan skala ukur sehingga hasil

pengukuran bisa langsung di baca atau diperoleh hasil pengukuran.



Alat ukur ini cukup luas pemakaiannya dan banyak jenisnya.

Misalnya: jangka sorong, mikrometer, threebore

Gambar 1 Jangka Sorong

2. Alat ukur pembanding atau comparator

Alat ukur ini tidak bisa menunjukkan hasil pengukuran dengan skala

ukur, tetapi hanya bisa membandingkan ukuran atau beda ukuran

dari objek ukur. Misalnya: Dial Indicator, Dial Test Indicator,

Comparator.

Gambar 2 Dial Indicator

3. Alat ukur standar

Yaitu alat ukur yang dilengkapi dengan satu skala nominal, tidak

dapat memberikan hasil pengukuran secara langsung dan digunakan

untuk kalibrasi alat ukur lainnya. Misalnya: Blok ukur



Gambar 3 Batang Ukur

4. Alat ukur kaliber batas

Yaitu alat ukur yang berfungsi untuk menunjukkan apakah dimensi

suatu produk berada di dalam atau di luar daerah toleransi produk

tersebut. Misalnya: Kaliber Lubang dan Kaliber Poros

Gambar 4 Alat Ukur Kaliber Batas

5. Alat ukur bantu

Alat ukur bantu bukan merupakan alat ukur tetapi mempunyai

peranan penting dalam menentukan baik atau tidaknya hasil

pengukuran. Misalnya: meja rata ,blok V dan stand magnetic



Gambar 5 Stand Magnetic

b) Berdasarkan sifat turunannya, dibedakan atas :

1. Alat ukur khas, suatu alat ukur yang mempunyai metode dan alat

ukur khusus,

contohnya alat ukur roda gigi (edge gauge)

Gambar 6 Edge gauge

2. Alat ukur koordinat, suatu alat ukur yang menggunakan sensor yang

dapat digerakkan dalam ruang yang digunakan untuk menentukan

posisi. contohnya alat ukur posisi (CMM)

Gambar 7 CMM

c) Berdasarkan prinsip kerjanya, dibedakan atas :



1. Alat ukur mekanik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip

mekanik. contoh : neraca/timbangan dua lengan, dial indicator

Gambar 8 Dial Indicator

2. Alat ukur elektrik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip

elektrik. contoh : multi tester

Gambar 9 Multi tester

3. Alat ukur optik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip

optik/cahaya contoh : profile proyector



Gambar 10 Profile Proyector

4. Alat ukur pneumatik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip

fluida. contoh : Tire Gauge

Gambar 11 Tire Gauge

5. Alat ukur hidrolik dan aerodinamik, suatu alat ukur yang

menggunakan prinsip fluida (cair). contoh : anemometer

Gambar 12 Anemometer

Adapun sifat dari alat ukur adalah :

1. Rantai Kalibrasi ( Trace ability )

Kalibrasi adalah mencocokan harga – harga yang tercantum pada

skala alat ukur dengan harga – harga standar.

Rantai kalibrasi adalah sifat mampu usut alat ukur berdasarkan

tingkatan kalibrasinya.



Tingkatan kalibrasi alat ukur :

a. Alat ukur kerja (contoh: Mikrometer) di kalibrasi dengan alat

ukur standar kerja (contoh: Blok ukur kualitas 3)

b. Alat ukur standar kerja di kalibrasi dengan alat ukur standar

c. Alat ukur standar di kalibrasi dengan alat ukur standar

nasional

d. Alat ukur standar nasional di kalibrasi dengan alat ukur

standar internasional.

2. Kepekaan ( sensitivity )

Yaitu kemampuan alat ukur untuk merasakan suatu perbedaan yang

relatif kecil dari harga yang diukur.

Gambar 13 Sifat kepekaan (sensitivity)

3. Kemudahan Baca ( read ability )

Yaitu kemampuan dari sistem pembaca untuk menunjukkan hasil

pengukuran dengan jelas dan benar.

4. Penyimpangan ( histerisis )



Yaitu penyimpangan yang terjadi pada hasil pengukuran, dimana

pengukuran dilakukan secara kontinu dari dua arah yang

berlawanan.

Gambar 14 Kurva Histerisis

5. Kepasifan atau Lambat Bereaksi ( passivity )

Yaitu sensor telah merasakan perubahan tetapi penunjuk belum

mengisyaratkan adanya perubahan.

6. Pergeseran ( shifting )

Yaitu sistem penunjuk telah menunjukkan adanya perubahan tetapi

sensor belum mengisyaratkan adanya perubahan.

7. Kestabilan Nol ( zero stability )

Yaitu kemampuan dari sistem penunjuk untuk kembali ke posisi

semula (nol ) bila benda ukur diambil seketika, setelah dilakukannya

pengukuran.

8. Pengambangan ( floating ).

Yaitu keadaan dimana jarum penunjuk data/angka digital selalu

berubah – rubah yang diakibatkan perubahan kecil pada sensor.

Konstruksi Umum Alat Ukur :



a. Sensor

Bagian yang berkontak langsung dengan benda ukur

Sensor terbagi atas 2, yaitu :

Sensor Kontak

Yaitu sensor yang memberikan gaya atau tekanan

pengukuran. Misalnya: sensor mekanik

Sensor non Kontak

Yaitu sensor yang tidak memberikan gaya atau penekanan

pengukuran. Misanya: sensor optik, sensor pneumatik.

b. Pengubah (tranducer )

Berfungsi mengubah besaran yang dirasakan oleh sensor menjadi

besaran yang terukur, dan diteruskan ke sistem penunjuk.

Pengubah terbagi atas :

Pengubah elektrik berfungsi untuk menaikkan atau

menurunkan tegangan listrik

Contoh: pengubah dengan prinsip induktif (transformator).

Gambar 15 Contoh Sistem Pengubah Elektrik

Pengubah mekanik

Contoh: sistem roda gigi dan batang bergigi dari jam ukur

pada dial indikator.



Gambar 16 Sistem Pengubah Pada Dial Indikator

Pengubah optomekanik

Contoh: pengubah alat ukur optomekanik

Gambar 17 Contoh Pengubah Optomekanik

Pengubah optic

Contoh: prinsip pengubah pada mikroskop



Gambar 18 Contoh Sistem Pengubah Pada Mikroskop

Pengubah Optomekanik

Gambar 19 Contoh Sistem Pengubah Optomekanik

c. Sistem penunjuk/pencatat

Bagian yang menunjukan hasil dari pengukuran yang dilakukan.

Sistem penunjuk terbagi atas :

penunjuk berskala

- skala linear, contohnya: Jangka Sorong dan Mikrometer

- skala melingkar, contohnya: Dial Indicator

penunjuk digital

- mekanik

- elektrik (LED)

Karateristik Alat Ukur

1. Ketelitian ( accuracy )



Kemampuan alat ukur untuk menghasilkan nilai yang mendekati

nilai sebenarnya.

Gambar 20 Ketelitian

2. Ketepatan ( precition )

Kemampuan alat ukur untuk menghasilkan nilai yang relatif sama

dari beberapa pengukuran pada titik yang sama.

Gambar 21 Ketepatan

3. Kecermatan (resolution)

Skala terkecil yang dimiliki oleh suatu alat ukur.

Empat kemungkinan hasil pengukuran

1. Tepat dan teliti

2. Tepat dan tidak teliti



3. Tidak tepat dan teliti

4. Tidak tepat dan tidak teliti

Gambar 22 Kemungkinan Hasil Pengukuran

Penyimpangan Dalam Proses Pengukuran

1. Penyimpangan dari alat ukur

Hal ini disebabkan oleh karena alat ukur yang belum dikalibrasi.

2. Penyimpangan dari benda ukur

Hal ini diakibatkan oleh defleksi pada benda ukur akibat :

- pengaruh tekanan kontak karena benda ukur lunak

- pengaruh tekanan kontak pada benda ukur yang berselinder

tipis

3. Penyimpangan posisi pengukuran

Biasanya garis pengukuran harus sejajar dengan garis

dimensi. Kalau garis pengukuran membuat sudut q dengan garis

dimensi (akibat posisi pengukuran yang salah) maka akan

menimbilakan kesalahan kosinus (cosine error).



L = M cosθ-d cosθ

Gambar 23 Penyimpangan Posisi Pengukuran

4. Penyimpangan akibat lingkungan

Yang perlu diperhatikan adalah pengaruh temperatur pada

proses pengukuran, dimana benda padat terutama logam berubah

dimensinya apabila temperatur berubah (ΔL = Lo α ΔT sifat

pemuaian logam). ΔL= Perubahan Panjang, Lo= Panjang awal, α=

Koefisien pemuaian, ΔT= Pertambahan panjang. Supaya hasil

pengukuran sama maka secara internasional sudah disetujui

temperatur standar untuk pengukuran geometris adalah 20ºC.

5. Penyimpangan dari si pengukur

Dua orang yang melakukan pengukuran dengan alat ukur dan

objek ukur yang sama berkemungkinan menghasilkan pengukuran

yang berbeda. Hal ini dapat diakibatkan oleh pengalaman praktek

mengukur, cara melakukan pengukuran yang salah akibat tidak

mengetahui dasar-dasar pengukuran yang benar.


Teori Dasar Pengukuran

Documents