PENGUKURAN GETARAN DAN SUARA - Professional · KALIBRASI ACCELEROMETER KALIBRASI STATIK + OR –1 g...
-
Upload
truongdang -
Category
Documents
-
view
275 -
download
1
Transcript of PENGUKURAN GETARAN DAN SUARA - Professional · KALIBRASI ACCELEROMETER KALIBRASI STATIK + OR –1 g...
PENGUKURAN GETARAN DAN SUARA
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
WHAT IS VIBRATION?
Getaran : gerak bolak-balik terhadap suatu posisi referensi
Banyaknya siklus gerak bolak-balik yang terjadi pada satu satuan waktudisebut frekuensi (diukur dalam siklus/sekon atau Hertz (Hz))
Sumber getaranSumber getaran
•Ketidak seimbangan pada mesin•Gelinding dan hubungan langsung antara dua elemen mekanik
•Rock drill•Concrete compactor•etc
GERAK BOLAK-BALIK
KOMPONEN TUNGGAL PADA FREKUENSI TUNGGAL
BEBERAPA KOMPONEN PADA BEBERAPA FREKUENSI SECARA SIMULTAN
Sulit untuk melihat komponen2 frekuensidengan grafik amplitudo-waktu
Getaran biasanya terdiri dariBanyak frekuensi secara simultan
Komponen2 frekuensi dapat ditunjukkandengan memplot grafik amplitudo-frekuensi (analisis frekuensi) Grafik ini disebut spektrograf frekuensi
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
PARAMETER2 GETARAN
PERPINDAHAN, KECEPATAN ATAU PERCEPATAN?
Lebih baik memilih parameter yang akan memberikan spektrum yg palingLebih baik memilih parameter yang akan memberikan spektrum yg palingdatar untuk dapat memanfaatkaan rentang dinamik getaran tsb(perpedaan antara nilai terkecil dan terbesar yg dapat diukur oleh instrumen)
Pengukuran percepatan biasanya dilakukan karena cenderung ke arah komponen getaran frekuensi tinggi dan cenderung digunakan di mana frekuensi yang akan diamati mencakup frekuensi tinggi (alat ini disebutaccelerometer
SEISMIC TRANSDUCER MODEL
)()()( tFyxkxyCym =−+−+ &&&&
Jika sensor diletakkan antara landasandan massa seismik serta perpindahan relatifdiukur maka
F(t)
y(t)
k/2k/2 C
Seismic mass m
xyz
xyz
xyz
&&&&&&
&&&
−=
−=
−=
Persamaan diferensial gerak menjadi
xmtFkzzCzm &&&&& −=++ )(
karena and dapat diukur makapercepatan dari landasan dpt ditentukan
zz &, z&&
x&&
x(t)Base mb
Fb
FBD of m
F(t)
k/2(y-x) k/2(y-x)
)( xyc && −
y(t)
For y>xand xy && >
xmtFkzzCzm &&&&& −=++ )(
Jika F(t)=0 maka x dpt diasumsikan sbg fungsi x=X sin ωt
makamaka
tXmkzzCzm ωω sin2=++ &&&
dari sini:
( ) ( )222
2
21 rr
r
X
Z
ζ+−
=
c
n
C
C
r
=
=
ζ
ω
ω
VIBROMETER atau SEISMOMETER
Y
Adalah instrumen dengan frekuensi pribadi rendah
ω>>>>ωn
r>>>>1, r sangat besar
Z/X ≈ 1 , terutama jika r>3
Z=X
Z=Y-XYY=0 Z=X
X
r>>>>1, r sangat besar
Z/X ≈ 1 , tidak tergantung ζ
Perpindahan relatif massa seismik=perpindahan landasan
Z/X X
Z/X
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
ACCELEROMETERX
X
Adalah instrumen dengan frekuensi pribadi tinggi, jika frekuensi pribadiinstrumennya tinggi dibanding getaran yg akan diukur maka instrumentersebut menunjukkan nilai percepatan
ω<<<< ωn
r<<<< 1faktor menuju satufaktor menuju satu
Z (ω/ωn)2 .X (1/ωn)
2ω2.X
( ) ( )222 21 rr ζ+−
Maka Z proporsional terhadap percepatan dari benda yg bergetaragar orde r <<<<<1, ωn harus sangat besar, maka K harus sangat besardan m harus sangat kecil. Maka instrumen tsb memerlukan massa yg kecildan pegas dengan kekakuan besar. Maka instrumen tsb bisa sangat kecildalam bentuknya (kompak). Karena ukurannya yg kecil serta sensifitias yg tinggiaccelerometer lebih banyak digunakan dalam pengukuran getaran. Percepatanyang diukur dapat diintegrasikan sekali atau dua kali untuk memperoleh kecepatan dan perpindahan dengan rangkaian elektronik (amplifier)
Ilustrasi
PIEZOELECTRIC ACCELEROMETER
BASIC VIBRATION MEASUREMENT SYSTEM
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
KALIBRASI ACCELEROMETER
KALIBRASI STATIK+ OR – 1 g TURNOVER METHODdengan memutar sumbu sensitif dari suatu posisi vertikal 1800 ke posisivertikal lain (harus menunjukkan percepatan + atau – 1g)CENTRIFUGE METHODCENTRIFUGE METHODmenggunakan (meja berputar) percepatan ke arah pusat rotasi adalaha=r(2πf)2 di mana f adalah kecepatan putaran meja (rpm)
PERIODIC CALIBRATIONdpt menggunakan kalibratorperiodik yang akan bergetardengan tepat pada percepatan10 m/s2
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
ACCOUSTICAL MEASUREMENT
Juga terdapat suara yg tidak Diinginkan yg disebut noise (kebisingan)Suara juga dapat merusak danmenghancurkanEx: suara supersonik dpt Memecahkan kaca jendela
Suara didefinisikan sebagai setiap variasi tekanan dalam rentang yang dapat dideteksi oleh telinga dari suara terlemah ke tingkat suara yg dptmerusak pendengaran
Studi dari suara disebut akustik dan mencakup semua bidang produksisuara, perambatan suara dan penerimaan suara, baik dibuat dan diterimaoleh manusia maupun oleh mesin dan instrumen pengukuranoleh manusia maupun oleh mesin dan instrumen pengukuran
PRESSURE vs POWER
BASIC PARAMETER OF SOUND
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
TEKANAN SUARA
Suara akan menyebabkan variasi tekanan pada udara sekitarnya
Variasi tekanan akustik akan menimpa tekanan udara statik yg bernilai105 Pascal
RANGE OF SOUND PRESSURE
Dibanding tekanan udara statikVariasi tekanan suara yg dpt didengarSangat kecil berkisar antara 20 µPa(10-6 Pa) hingga 100 Pa. 20 µPa adalahsuara terlemah yang dapat didengar olehrata-rata manusia dan disebut ambang rata-rata manusia dan disebut ambang batas pendengaranTekanan suara sebesar 100 Pa sangatkeras dan menyebakan sakit maka disebut ambang batas kesakitan
Rasio antara dua nilai ini adalah satujuta banding 1. jika digunakan skalalinier maka pengukuran tekanan suaraakan menghasilkan nilai yang sangat besarmaka digunakan rasio logaritmik yanglebih praktis dengan satuan desibel (dB)
RANGE OF SOUND PRESSURE
0 dB : ambang batas pendengaran130 dB : ambang batas kesakitan
Konversi tekanan suara ke tingkat tekanan suara dB (decibel)
Persepsi dari dB
Diagram konversi Pascal ke dB
Konversi ke dB dengan tabel
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
SOUND LEVEL METER
ISI:•PENDAHULUAN GETARAN•MENGUKUR GETARAN•ACCELEROMETER•ACCELEROMETER•KALIBRASI•PENGUKURAN AKUSTIK•TEKANAN SUARA DAN TINGKAT TEKANAN SUARA •ALAT PENGUKUR SUARA •METODE KALIBRASI
Akhir kuliah