dg

LABORATORIUM PENGUKURAN, INSTRUMENTASI,

DAN IDENTIFIKASI SISTEM TENAGA LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FTI – ITS

http://blog.its.ac.id/lipistb204

1

1. PERCOBAAN PENGUKURAN TEGANGAN

Dasar teori yang perlu dikuasai:

.Tegangan DC dan AC

.Ketelitian/akurasi alat ukur

.Sensitifitas alat ukur

.Efek pembebanan (loading effect)

.Error relatif

.Cara menggunakan voltmeter, cara kerja voltmeter.

.Harga RMS, harga rata-rata suatu besaran AC

1.1 PENGUKURAN TEGANGAN DC

Tujuan: Mengevaluasi ketelitian voltmeter.

Deskripsi: Pada percobaan ini, kita akan mengukur suatu nilai

tegangan dengan menggunakan voltmeter yang berbeda-

beda. Ada 1 voltmeter yang dianggap/digunakan sebagai

referensi, yaitu voltmeter 1 (VM1)

Hasil pengukuran setiap voltmeter akan dibandingkan

dengan ketelitian masing-masing voltmeter tersebut.

Alat-alat: .Sumber tegangan DC

.Voltmeter

.Modul percobaan

Langkah-langkah:

.Perhatikan modul anda. Pastikan anda mengetahui letak terminal sumber tegangan dan

voltmeter.

.Pastikan saklar S1 dan S2 pada posisi 1. Sedangkan S3 untuk memilih voltmeter untuk

pengukuran.

Gambar 1.





2

.Catat pada tabel ketelitian setiap voltmeter.

.Aturlah output sumber tegangan DC sesuai dengan nilai-nilai tegangan pada Tabel 1. Untuk

mengetahui nilai output sumber tegangan DC tersebut, perhatikan display sumber tegangan DC

tersebut dan juga gunakan VM1.

!! Bila menggunakan alat ukur multirange, mula-mula gunakan range yang tertinggi, lalu

turunkan range sampai diperoleh defleksi yang sesungguhnya.

Untuk memperbesar ketelitian pengukuran, gunakan range yang akan menghasilkan pembacaan

terdekat ke skala penuh.

!! Pastikan setting dan posisi terminal pada alat ukur telah benar (misal: setting dan posisi

terminal untuk pengukuran tegangan atau arus atau AC atau DC dsb. . .)

.Untuk setiap nilai tegangan, lihat nilai yang terukur untuk VM2, VM3, dst.. dan catat pada tabel.

Catat juga range yang digunakan voltmeter tersebut.

Tabel 1

Voltmeter Acc (%)

VM1

VM2

VM3

VM4

VM1 (V) VM2 (V) Range VM2 VM3 (V) Range VM3 VM4 (V) Range VM4

300

200

100

50

30

10

.Tugas anda dalam percobaan ini selesai. Untuk analisis data, dapat dilakukan selanjutnya

setelah semua tugas anda dalam percobaan selesai.

----------------------------------------------------

Analisis data:

.Hitunglah batas ketelitian VM2, VM3, dst.. (dalam satuan volt, bukan %) dan tulislah pada tabel.

.Hitunglah error VM2, VM3, dst.. (dalam satuan volt, bukan %) dan tulislah pada tabel.

.Tuliskan pada tabel, apakah hasil pengukuran VM2, VM3, dst.. masih dalam batas ketelitian

voltmeter tersebut.

.Tuliskan komentar dan kesimpulan anda.





3

Tabel 2

VM1

(V)

VM2 VM3 VM4

Batas

Ketelitian

(±V)

VM2

(V)

Error

(V)

Masih

dalam

batas?

(Y/T)

Batas

Ketelitian

(±V)

VM3

(V)

Error

(V)

Masih

dalam

batas?

(Y/T)

Batas

Ketelitian

(±V)

VM4

(V)

Error

(V)

Masih

dalam

batas?

(Y/T)

300

200

100

50

30

10

================================

1.2 MENGEVALUASI PENGARUH LOADING EFFECT

Tujuan: Mengevaluasi pengaruh loading effect suatu voltmeter.

Deskripsi: Seperti halnya percobaan sebelumnya, kita akan mengukur

suatu besaran tegangan menggunakan voltmeter.

Tetapi, pada percobaan ini, kita akan mengevaluasi

pengaruh loading effect (efek pembebanan) suatu

voltmeter terhadap pengukurannya.

Efek pembebanan ini dipengaruhi oleh harga tahanan

dalam suatu voltmeter. Pada modul yang kita gunakan,

kita akan mengukur tegangan pada ujung-ujung suatu

tahanan (R2).

Pada percobaan pertama, nilai R1=R2=10 kΩ. Lalu

percobaan diulangi lagi dengan nilai R1=R2=470 kΩ. Akan

kita lihat bagaimana pengaruh loading effect voltmeter

terhadap kedua percobaan yang berbeda tersebut.

Alat-alat: .Sumber tegangan DC

.Voltmeter

.Modul percobaan

Langkah-langkah:


voltmeter.

.Catat pada tabel sensitivitas masing-masing voltmeter.

.Untuk percobaan pertama, pastikan saklar S1 dan S2 pada posisi 2 (R1=R2=10 kΩ). Untuk

percobaan kedua, pastikan saklar S1 dan S2 pada posisi 3 (R1=R2=470kΩ).

.Jika perlu, perhatikan gambar berikut untuk mempermudah anda.





4

Gambar 2

.Aturlah supply dari sumber tegangan, sehingga VM1 menunjukkan nilai-nilai tegangan seperti

pada tabel (pada modul ini, tegangan yang terukur adalah tegangan pada R2.)

.Untuk setiap nilai tegangan, lihat nilai yang terukur untuk VM2, VM3, dst.. dan catat pada tabel.

Catat juga range yang digunakan voltmeter tersebut.

Tabel 3

Voltmeter Sensitivitas (Ω/V)

VM1

VM2

VM3

VM4

VM1

(V)

VM2 VM3 VM4

10k 470k range 10k 470k range 10k 470k range

300

200

100

50

30

10



----------------------------------------------------

Analisis data:

.Untuk setiap range yang digunakan, hitunglah tahanan dalam (Ri, dalam Ω) setiap voltmeter

dan catat pada tabel.


R1

R2 V





5

Tabel 4

VM1

(V)

VM2 VM3 VM4

10k 470k range Ri 10k 470k range Ri 10k 470k range Ri

200

100

50

30

10

================================

1.3 PENGUKURAN TEGANGAN AC (SINUSOIDAL)

Tujuan: Mengevaluasi pengaruh frekuensi suatu tegangan AC

(sinusoidal) terhadap pengukuran suatu voltmeter.

Deskripsi: Setiap voltmeter memiliki spesifikasi tertentu mengenai

batas/daerah frekuensi tegangan yang diukur. Pada

percobaan ini, kita akan mengukur suatu tegangan AC

pada frekuensi yang bervariasi.

Alat-alat: .Function generator

.Modul percobaan

.Voltmeter

Langkah-langkah:


voltmeter.

.Pastikan saklar S1 dan S2 pada posisi 1. Sedangkan S3 untuk memilih voltmeter untuk

pengukuran.

.Kita asumsikan bahwa VM1 mempunyai daerah frekuensi yang sangat besar dan VM1 kita ambil

sebagai referensi.

.Atur output function generator pada nilai 4 V (diukur dengan VM1) dengan frekuensi 50 Hz.

.Catat pembacaan VM2 dan VM. Ulangi percobaan dengan nilai-nilai frekuensi berikutnya pada

tabel.

.Catat merk dan tipe meter yang anda gunakan.

Tabel 5

Frekuensi (Hz) VM1 (V)

Merk, tipe:

VM2 (V)

Merk, tipe:

VM3 (V)

Merk, tipe:

50

500

5k

50k

500k





6



----------------------------------------------------

Analisis data:

.Dari merk dan tipe yang telah dicatat, cari spesifikasi meter tersebut (yang berhubungan

dengan daerah frekuensi dan error).

.Besaran AC memiliki parameter yang berbeda (harga RMS, harga rata-rata, harga maksimum,

dsb). Pada percobaan ini, harga apakah yang sebenarnya anda baca pada voltmeter?


================================

1.4 PENGUKURAN TEGANGAN AC (NON SINUSOIDAL)

Tujuan: Mengevaluasi hasil pengukuran suatu voltmeter pada

pengukuran tegangan AC yang non sinusoidal.

Mengevaluasi dan membandingkan hasil pengukuran

voltmeter tersebut dengan nilai RMS tegangan yang

diukur.

Deskripsi: Dalam pengukuran besaran AC, terdapat 2 metode

pengukuran yang umum diterapkan oleh alat ukur.

Yang pertama adalah pengukuran nilai rata-rata

besaran AC yang telah disearahkan (AC average

rectified measurement), dan yang kedua adalah

pengukuran nilai RMS yang sebenarnya (true RMS

measurement).

Metode pertama mengukur harga rata-rata besaran

AC tersebut dan mengalikannya dengan suatu faktor

pengali (khusus gelombang sinusoidal) sehingga harga

yang ditampilkan adalah harga RMS.

Sehingga, untuk pengukuran besaran non sinusoidal,

alat ukur yang menerapkan metode pertama dapat

memberikan hasil yang kurang akurat.

Pada percobaan ini, kita akan mengukur beberapa

besaran AC non sinusoidal dan membandingkan

hasilnya dengan harga RMS hasil perhitungan.

Alat-alat: .Voltmeter





7

.Modul percobaan

.Trafo

Langkah-langkah:

.Perhatikan modul anda. Terminal ’comm’, ’1’, ’2’, dan ’3’ adalah terminal input modul.

.Sepasang terminal ’V1’, ’V2’, ’V3’, ’V4’, adalah terminal untuk voltmeter.

.Sepasang terminal ’CRO’ adalah terminal output, dapat kita hubungkan ke osiloskop (CRO =

Cathode Ray Oscilloscope).

Gambar 3

.Percobaan pertama, mengukur gelombang sinusoidal dari output trafo. Hubungkan terminal

input trafo ke jala-jala. Hubungkan output trafo ke input modul no. 1 (’comm’ dan ’1’). Cek

outputnya di osiloskop bila perlu. Ukur tegangan outputnya dengan voltmeter dan catat pada

tabel.

!! Cek kembali hubungan terminal-terminal bersama asisten anda!

.Percobaan kedua, mengukur gelombang half-wave. Hubungkan output trafo ke input modul no.

2 (‘comm’ dan ‘2’). Cek outputnya di osiloskop bila perlu. Ukur tegangan outputnya dengan

voltmeter dan catat pada tabel.

.Percobaan ketiga, mengukur gelombang full-wave. Hubungkan output trafo ke input modul no.

3 (‘2’ dan ‘3’, dan ‘jumper’ dihubungkan ke output). Cek outputnya di osiloskop bila perlu. Ukur

tegangan outputnya dengan voltmeter dan catat pada tabel.

Tabel 6

Gelombang VM1 (V)

Merk, tipe:

VM2 (V)

Merk, tipe:

VM3 (V)

Merk, tipe:

Sinusoidal

Half-wave

Full-wave







8

----------------------------------------------------

Analisis data:

.VM1 pada percobaan ini adalah voltmeter merk GW tipe GDM-8145 dengan spesifikasi true

RMS meter. VM1 ini kita anggap sebagai referensi. Untuk voltmeter lain, dari merk dan tipe yang

telah dicatat, cari spesifikasi meter tersebut (yang berhubungan dengan cara pengukuran

tegangan RMS).

.Pada percobaan ini, pembacaan tiap voltmeter kemungkinan dapat berbeda. Tuliskan komentar

dan kesimpulan anda.

================================

dg

Documents

Transcript of dg