Hari, tanggal : Selasa, 19 Februari 2013Tempat : Laboratorium Energi dan

Elektrifikasi Pertanian

PENGENALAN ALAT-ALAT UKUR DAN INSTRUMEN

Oleh :

Santosa Adi Nugroho (F14100100)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN DAN BIOSISTEM

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

2013

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Pendahuluan

Keputusan yang tepat merupakan keputusan yang diambil berdasarkan hasil analisis yang benar. Sehingga untuk mendapatkannya diperlukan data dari hasil pengukuran yang teliti dan akurat.

Beberapa metode pengukuran yakni direct comparison dan indirect comparison. Direct comparison ialah pengukuran dengan membandingkan objek yang diukur terhadap objek lain yang dapat dipahami secara inderawi. Indirect comparison ialah pengukuran dengan menggunakan serangkaian peralatan bantu (transduser) yang telah dikalibrasi untuk dapat menyatakan ukuran objek yang diukur.

Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengetahui nilai suatu besaran melalui kegiatan pengukuran. Alat-alat ukur yang sesuai dengan SI dibuat dengan dasar satuan standar misalnya satuan panjang (meter), satuan massa (gram) dan satuan waktu (sekon/detik).

Alat-alat ukur dan instrumen dalam energi dan listrik pertanian meliputi alat ukur termofisik, radiasi, massa dan kadar air. Alat ukur termofisik, contohnya Thermal Conductivity Meter, kalorimeter, Adiabatic Bomb Calorimeter, termorekorder. Alat ukur radiasi yakni, Pyranometer, Pyrhelliometer, Campbell Stokes Sunshine, dan Radiation Heat Transfer Experimental Aparatus. Alat ukur Kadar air seperti, Constant Temperature Oven dan Moisture Tester. Alat ukur massa di antaranya, neraca tiga lengan dan timbangan digital.

Terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengukuran, yakni Yang perlu diperhatikan dalam melakukan pengukuran adalah standar yang dipakai harus memiliki ketelitian yang sesuai dengan standart yang telah ditentukan, tata cara pengukuran dan alat yang digunakan harus memenuhi persyaratan, dan pengetahuan yang harus dimiliki adalah bagaimana menetukan besaran yang akan diukur, bagaimana mengukurnya dan mengetahui dengan apa besaran tersebut harus diukur. Ketiga hal tersebut harus mutlak dimiliki oleh orang yang akan melakukan pengukuran. Pengetahuan akan alat ukur dan objek yang dihadapi adalah suatu syarat agar pengukuran yang benar dapat dilakukan. Ini juga berarti bahwa cara melakukan pengukuran yang benar akan diperoleh.

Kesalahan-kesalahan pengambilan data tidak dapat dihindarkan dari pengukuran. Beberapa kesalahan pengukuran di antaranya, kesalahan tetap, kesalahan rambang, kesalahpembacaan, dan kesalahan instalasi alat ukur. Ada beberapa yang masih bisa ditoleransi dan juga ada yang tidak diperkenankan. Meski tidak bisa menghilangkan faktor kesalahan dari pengukuran tetapi pengambilan data yang tepat dapat diperoleh dengan meminimalkan kesalahan yang ada.

I.2. Tujuan

Dengan mengikuti praktikum kali ini mahasiswa diharapkan dapat,

1. Mengetahui peralatan/instrument untuk mengukur aspek energi dan listrik pertanian.

2. Mampu mengoperasikan beberapa peralatan/instrument ukur dan menjelaskan prinsip kerjanya.

BAB II

METODOLOGI

II. 1. Waktu dan Tempat

Waktu berlangsungnya praktikum adalah :

Hari : Selasa, 19 Februari 2013

Pukul : 10.00 – 13.00 WIB

Tampat : Laboratorium Energi dan Elektrifikasi Pertanian

II. 2. Alat dan Bahan

1. Thermometer2. Termokopel 3. Recorder Digital4. Recorder 5. Pyranometer6. Radiation Heat Transfer Experimental Aparattus7. Oven8. Digital Moisture Tester9. Grainer II Moisture Tester10. Termal Konduktivitimeter11. Bom Kalorimeter 12. Adiabatik Bom Kalorimeter

II. 3. Petunjuk

1. Lakukan inventarisasi instrument yang dapat dipergunakan untuk mengukur parameter lingkungan berdasarkan informasi dari dosen praktikum.

2. Sebutkan seluruh instrument ukur yang dimiliki laboratorium meliputi nama instrument, spesifikasi, dan kegunaannya.

3. Uraikan prinsip kerja dari instrument berikut.4. Beberapa peralatan/instrument diatas dapat digunakan dalam menyusun

laporan.

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

III.1. Hasil dan Pembahasan

Termometer

Termometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur temperatur ataupun perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Termometer terdiri dari bermacam-macam yang paling umum digunakan ada 2 yakni termometer air raksa dan alkohol.

Prinsip Kerja:

Termometer cair didasarkan pada prinsip ekspansi termal. Ketika suatu zat lebih panas, maka akan mengembang ke volume yang lebih besar. Hampir semua zat akan berperilaku ekspansi termal. Peningkatan volume terjadi karena perubahan ketinggian cairan di dalam kolom. Peningkatan volume dengan  ketinggian kolom cairan sebanding dengan peningkatan suhu. Akan terbaca nilai dari skala yang tercantum.

Termokopel

Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

Prinsip Kerja:

Prinsip kerja dari termokopel adalah adanya perbedaan panas secara gradien  akan menghasilkan tegangan listrik, hal ini disebut sebagai efek termoelektrik. Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan dua macam konduktor sekaligus sering dipakai pada ujung benda panas yang diukur. Konduktor tambahan ini kemudian akan mengalami gradiasi suhu, dan mengalami perubahan tegangan secara berkebalikan dengan perbedaan temperatur benda. Menggunakan logam yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan menghasilkan tegangan yang berbeda, meninggalkan perbedaan kecil tegangan memungkinkan kita melakukan

pengukuran, yang bertambah sesuai temperatur. Perbedaan ini umumnya berkisar antara 1 hingga 70 microvolt tiap derajad celcius untuk kisaran yang dihasilkan kombinasi logam modern. Beberapa kombinasi menjadi populer sebagai standar industri, dilihat dari biaya, ketersediaanya, kemudahan, titik lebur, kemampuan kimia, stabilitas, dan hasil. Sangat penting diingat bahwa termokopel mengukur perbedaan temperatur di antara 2 titik, bukan temperatur absolut.

Pyranometer

Pyranometer disebut juga solar-meter digunakan untuk mengukur besarnya pengaruh radiasi cahaya pada permukaan bidang dengan satuan W/m2.

Prinsip Kerja:

Kinerja alat ini dengan dipasang pada suatu permukaan bidang kemudian dengan adanya hantaman cahaya tepat pada sensor cahaya yang akan diteruskan pada tampilan komputer dalam bentuk simpangan besarnya fluks yang diberikan cahaya tersebut. Nilai maksimum yang memberikan fluks terbesar jika cahaya menghantam sensor sejajar dengan bidang vertikal dan nilai terkecil fluks cahaya saat cahaya jatuh sejajar bidang horizontal, sehingga besarnya simpngan fluks bergantung pada sudut cosinus terhadap sumbu vertikal selain dari besarnya muatan elektron yang menghantam sensor dari radiasi cahaya. Dengan adanya muatan elektron tersebut dapat diukur dengan rumus medan listrik sehingga simpangan fluks magnet berbanding lurus dengan peningkatan arus akibat penumpukan elektron. Pada saat kalibrasi digunakan saat diletakkan pyranometer di dalam ruangan gelap yang tidak ada cahaya dan pengaruh medan listrik maupun medan magnet sebagai keadaan ideal saat keadaan normal atau keadaan nol. (Wenny 2012)

Grain Moisture Tester

Grain moisture tester merupakan suatu instrumen atau peralatan yang dipakai untuk mengukur jumlah kandungan air yang terdapat pada suatu bahan di antaranya gabah, biji-bijian, sorgum, gandum, dan lain-lain. Alat tersebut juga bisa digunakan untuk mengukur tingkat kelembaban suatu zat. Dari hasil pengukuran yang dilakukan, diharapkan akan dapat diketahui apakah suatu bahan sudah siap untuk dipergunakan atau belum. Grain Moisture Tester ini terbagi menjadi 2, yakni destruktif (resistan) dan non destruktif (kapasitan).

Prinsip Kerja:

Mengukur kadar air dengan teknik elektrik, di mana pengukuran didasarkan pada konduktivitas atau hantaran listrik. kadar air akan berbanding linear terhadap kapasitas listrik yang diukur. hantaran listrik tersebut akan ditangkap oleh alat yang dinamakan detektor.

Kalorimeter

Kalorimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa, bahan makanan, bahan bakar. Sejumlah sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor (kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam tabung.

Prinsip Kerja:

Panas jenis air jauh lebih besar dari pada panas jenis zat lain. Sebagai contoh, panas jenis air sepuluh kali lebih besar dari pada panas jenis aluminium. Karena kapasitas panasnya yang sangat besar, air adalah bahan yang baik sekali    untuk   menyimpan   energi   termis,   seperti   misalnya   dalam   sistem pemanasan solar/matahari. Air juga merupakan pendingin yang baik. Air dalam jumlah   banyak,   seperti   danau   atau   lautan,   cenderung   membuat   variasi temperatur tidak berlebihan didekatnya karena air dapat menyerap atau melepas energi termis dalam jumlah yang besar sementara mengalami perubahan tenperatur sangat  kecil.  Karena  panas  jenis  air  praktis  konstan  meliputi jangkauan temperatur yang lebar, panas jenis sebuah benda dengan mudah dapat diukur dengan memanaskan benda sampai suatu temperatur tertentu yang mudah diukur, dengan menempatkanya dalam bejana air yang massa dan temperaturnya diketahui,  dan  dengan  mengukur  temperatur  kesetimbangan akhir. Jika seluruh sistem terisolasi dari sekitarnya maka panas yang keluar dari benda sama dengan panas yang masuk ke ai dan wadahnya. Prosedur ini dinamakan kalorimetri, dan wadah air yang terisolasi dinamakan kalorimeter. Tidak ada usaha dikerjakan oleh sistem atau lingkungan. Sebagai akibatnya perubahan suhu lingkungan (air) hanyalah karena kalor yang dipertukarkan antara air dan sistem. Perubahan suhu

ini diukur dengan sebuah termometer, dan kalor yang dipertukarkan dihitung dari massa dan kalor jenis air yang diketahui. Dari kekekalan tenaga, kalor yang diperoleh oleh sistem adalah harga negatif dari kalor yang hilang dari lingkungan dan sebaliknya. Dengan demikian kalorimeter mengukur kalor yang dipertukarkan oleh sistem dibawah syarat-syarat tertentu.

Constant Temperature Oven

Constant Temperature Oven atau Drying oven berfungsi mengeringkan dengan memanaskan dan mengurangi kadar air bahan.

Prinsip Kerja:

Bahan yang telah dimasukkan ke dalam oven akan dipanaskan dengan menggunakan gelombang elektromagnetik yang sebelumnya telah diset waktu dan suhunya. Gelombang elektromagnetik dihasilkan oleh magnetron sejenis tabung hampa. Gelombang ini berfungsi seperti api pada kompor.

Timbangan Digital

Timbangan Digital berfungsi mengukur massa suatu bahan.

Prinsip kerja :

Tidak jauh berbeda dengan timbangan pada umumnya hanya saja timbangan digital mempunyai ketelitian yang lebih tinggi. Ketika beban diberikan pada bagian atas timbangan, akan terbaca nilai hasil pengukuran pada display.

Radiation heat transfer experimental apparatus

Mengukur laju perpindahan panas, faktor geometric, dan emisivitas suatu bahan.

Prinsip kerja :

Prinsip kerjanya dengan mengitung suhu dari permukaan radiasi (T0), sudut dari permukaan radiasi, jarak antara permukaan radiasi dan radio meter, suhu dari radio meter, dan hasil akhir dari radio meter. Selanjutnya dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Thermal Conductivity Meter

Thermal Conductivity Meter berfungsi mengukur koefisien pindah panas konduksi (k) suatu benda

Prinsip kerja:

Probe ditempelkan pada bahan yang selanjutnya akan diproses pengukuran koefisien pindah panas konduksi (k) suatu benda. Nilai konduktivitas akan keluar pada display.

Termorecorder

Thermorecorder berfungsi sebagai logger atau merekam data dari pengukuran thermocouple baik secara manual atau digital tergantung dari jenis recorder itu sendiri.

Prinsip kerja:

Termorecorder disambungkan dengan thermocouple yang selanjutnya hasil pengukuran itu disimpan dalam bentuk digital ataupun manual. Data dapat disimpan dengan rentang waktu, panjang chart, dan banyak sesuai dengan kebutuhan.

Adiabatic Bomb Calorimeter

Adiabatic Bomb Calorimeter berfungsi mengukur kalor jenis suatu bahan Cp (J/Kg ˚C)

Prinsp kerja :

Terdapat beberapa lapisan air yang berfungsi menyerap panas dari hasil ledakan suatu bahan sehingga panas yang terserap melalui air ini diukur sebagai panas hasil pembakaran. Proses ini sesuai dengan Asas Black yakni jumlah kalor yang diterima sama dengan kalor yang diberikan.

BAB IV

KESIMPULAN DAN SARAN

IV.1. Kesimpulan

Pengukuran suatu dimensi tertentu serta ketelitian dan keakuratan yang

dibutuhkan dalam mengambil data menentukan alat ukur yang akan digunakan. Data

yang teliti dan akurat selain dari alat ukur yang tepat dipengaruhi pula dari kondisi

lingkungan, dan keahlian serta keterampilan dari pengguna dalam memahami dan

menggunakan alat.

IV.2. Saran

Perlu praktikum menggunakan termokopel dengan menggunakan

multimeter.

Daftar Pustaka

Ander. 2008. Bom Kalorimeter [terhubung berkala].http://delet-ander.blogspot.com/2009/11/kalorimeter-bom.html. 18 Februari 2013

Anonim. 2000. Moisture Tester [terhubung berkala].http://www.tester-kadar-air.com/blog/kegunaan-moisture-meter/page/3. 18 Februari 2013

Anonim. 2003. Termokopel [terhubung berkala]. http://id.wikipedia.org/wiki/Termokopel. 20 Februari 2013

Anonim. 2005. Kalorimeter [terhubung berkala]. http://id.wikipedia.org/wiki/Kalorimeter. 18 Februari 2013

Anonim. 2005. Moisture Tester [terhubung berkala]. http://www.alatuji.com/kategori/94/moisture-tester. 19 Februari 2013

Arif. 2009. Termometer [terhubung berkala]. http://paarif.comcara-kerja-termometer. 18 Februari 2013

Sandy. 2012. Pengenalan Alat Ukur [terhubung berkala]. http://sandy9347.blogspot.com/2012/03/pengenalan-alat-ukur.html. 19 Februari 2013

Wenny. 2012. Pyranometer [terhubung berkala]. http://wennyphysics.blogspot.com/2012/02/pyranometer.html. 19 Februari 2013