Pengukuran Listrik Dan Instrumen II
-
Upload
andy-wilfa -
Category
Documents
-
view
909 -
download
11
description
Transcript of Pengukuran Listrik Dan Instrumen II
Pengukuran Besaran Listrik
Andik Nurjihat Awaludin
1
2
RE1323 Pengukuran Listrik dan Instrumen
Electrical Measurement
Semester I
Manfaat Mata Kuliah:
Setelah lulus mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan dapat memahami dan dapat melakukan
pengukuran berbagai macam besaran listrik (arus, tegangan, tahanan, dll) dengan tepat.
Deskripsi:
Pengukuran Besaran Listrik
Mata kuliah ini adalah dasar bagi mahasiswa Teknik Elektro untuk mengenal berbagai macam besaran
listrik dan cara pengukurannya. Besaran listrik yang diukur meliputi: arus, tegangan, tahanan,
kapasitansi, induktansi.
Referensi
Pustaka Utama:
1. William D. Cooper, “Electronic Instrumentation & Measurement Techniques".
Pustaka Penunjang:
1. Sudjana Sapiie, “Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik “, PT. Pradnya Paramita, Jkt., 1976
2. B.L.Theraja, "A Text Book of Electrical Technology".
Prasyarat:
Sedang/sudah mengambil mata kuliah Rangkaian Listrik.
3
RE1323 Pengukuran Besaran Listrik
Electrical Measurement
Semester II 2
SKS
Tujuan:
Kompetensi Utama:
Dapat menggunakan (C3) berbagai macam alat ukur listrik dengan benar.
Minggu
ke-
Kemampuan akhir yang
diharapkan
Materi Pembelajaran
1 Memahami: C2 Satuan dan standar, pengukuran dan kesalahan dalam pengukuran.
2 Memahami: C2 Konstruksi dan cara kerja alat ukur: (PMMC, moving iron, elektrodinamis,
termokopel, induksi).
3-4 Dapat menggunakan: C3 Alat ukur besaran listrik (arus dan tegangan) searah dan bolak-balik.
Amperemeter, voltmeter, nilai RMS, rectifier instrument.
5 Dapat menggunakan: C3 Potensiometer.
6-7 Dapat menggunakan: C3 Klasifikasi tahanan, metode pengukuran dan alat ukur tahanan.
8 Dapat menggunakan: C3 Kapasitor dan induktor (review impedansi dan phasor), metode
pengukuran kapasitansi dan induktansi. Pengukuran frekuensi.
11-14 Dapat melakukankan: C3 Pengukuran daya arus searah dan bolak balik (1 fasa dan 3 fasa, beban
seimbang dan tak seimbang).
15-16 Dapat menggunakan: C3 Oscilloscope.
4
Organisasi Materi
Konstruksi dan cara kerja alat ukur:
(PMMC, moving iron,
elektrodinamis, termokopel, induksi).
.Arus & Teg searah dan bolak-balik.
.Nilai RMS, rectifier instrument.
Voltmeter Amperemeter Potensiometer
.Tahanan,
.Metode pengukuran tahanan
Alat Ukur Tahanan
.Pengertian daya arus searah
& bolak-balik (daya aktif, reaktif, total)
1 fasa & 3 fasa.
.Instrumen trafo
Alat Ukur Kapasitansi
& Induktansi
Pengukuran daya arus searah dan bolak balik
(1 fasa dan 3 fasa, beban seimbang dan tak seimbang).
Osiloskop
Berbagai macam alat ukur listrik.
.Satuan dan standar
.Pengukuran & kesalahan dlm pengukuran.
5
RE 1323
Pengukuran Besaran Listrik
1: Besaran-besaran listrik, tipe instrumen, metode langsung
dan tidak langsung, Satuan dan standard, Kesalahan dalam
pengukuran.
2: Klasifikasi alat ukur, rectifier instrument
3: Penggunaan Amperemeter, Voltmeter dan Ohmmeter
4: Potensiometer
5: Tahanan: rangkaian ekivalen, klasifikasi dan pengukuran
tahanan rendah
6: Pengukuran tahanan menengah dan tahanan tinggi
7: Pengukuran kapasitor
8:
9 & 10: UTS
6
Satuan
Jarakbesaran
100
200.1
Besaran (magnitude)
Satuan (unit): STANDARD UKURAN BAGI SETIAP
JENIS BESARAN FISIS
7
Besaran & satuan dasar & turunan
Besaran, satuan dasar
massa
panjang
waktu
Besaran, satuan turunanGaya,usaha
Luas,Volume, dll
Kecepatan,percepatan
8
Sistem Metrik
1790 ilmuwan Prancis -> sistem yang umum tidak bergantung
acuan yang dibuat manusia,
tapi didasarkan pada ukuran-ukuran permanen oleh alam
METER -> 1/10juta bagian jarak antara kutub & katulistiwa
sepanjang meridian melewati Paris
GRAM
SEKON
Jarakbesaran
100
20 0.1
9
Sistemmetrik
SistemCGS
SistemMKSA
SI(System International)
Sistem Satuan Metrik : Disulkan Prancis dan disetujui negara2 lain
termasuk US dan Inggris (1795). 3 Satuan dasar : meter, gram dan
detik
CGS : dikembangkan Inggris. 3 satuan dasar : cm, gram dan second.
(memudahkan perhitungan elektrostatis dan elektromaknetik). Selain
CGS, inggris masih menggunakan satuan kaki (ft), pon (massa) dan
second (waktu).
MKSA : dikembangkan dari sat. metrik dengan menambahkan Ampere
(besaran elektromaknetik praktis). (1935) -> meter, kilogram, second
SI : dikembangkan dari MKSA dengan menambah satuan oK (suhu)
dan kandela/cd (intensitas penerangan). 1954
10
Standar
GRAM -> didefinisikan sbg massa 1 cm3 air murni pada temperatur 4 0C pada tekanan udara (atmosfer) normal (760 mmHg).
KILOGRAM -> massa 1 dm3 …
Satuan massa ini dinyatakan dlm suatu bhn standar yaitu massa Kilogram Prototip Internasional.
Disimpan di IBWM (International Buerau of Weights and Measures).
STANDARD PENGUKURAN MERUPAKAN
PERNYATAAN FISIS DARI SEBUAH
SATUAN PENGUKURAN.
SEBUAH SATUAN DINYATAKAN DENGAN
MENGGUNAKAN SATUAN BAHAN
STANDARD SEBAGAI REFERENSI
11
Standar
Dengan adanya satuan dasar & turunan dlm pengukuran, tdpbbrp jenis standar pengukuran:
STANDAR INTERNASIONAL -> didefinisikan oleh perjanjian internasional
Menyatakan satuan2 pengukuran tertentu sampai ketelitian terdekat ygmungkin yg diijinkan.
STANDAR PRIMER -> dipelihara di lab2 standar nasional berbagai negara.
Fungsi utama standar primer adalah untuk memeriksa & mengalibrasistandar2 sekunder
STANDAR SEKUNDER -> Merupakan acuan/referensi dasar bagi standar2 yg digunakan dlm
laboratorium2 pengukuran industri.
dipelihara di laboratorium2 industri
STANDAR KERJA -> dipelihara di lab2 pengukuran
Digunakan utk memeriksa & mengalibrasi instrumen2 laboratorium.
12
Istilah – istilah yang sering dijumpai dalam
Pengukuran (Listrik)
1.Accuracy (Ketelitian)
2. Presisi
3. Sensitivitas
4. Error
13
Istilah – istilah yang sering dijumpai dalam
Pengukuran (Listrik)
1.Accuracy (Ketelitian)Tingkat kedekatan hasil pengukuran dengan harga sebenarnya.
2. Presisi Yaitu tingkat kesamaan di dalam sekelompok pengukuran atau sejumlah instrument.
14
15
Skala
16
17
Contoh AVO Meter
Contoh:
Data alat :
1. Nama alat : ANALOG MULTI METER
2. Merek : SANWA
3. Type : SP-15D
4. Ketelitian : AC Voltage ± 5 % FS
DC Voltage ± 5 % FS
AC Current ± 5 % FS
DC Current ± 5 % FS
Resistance ± 5 % of scale length
5. Range : Vac : 2,5; 10 ; 50 ; 250 ; 500; 1000 V
Vdc : 0,25; 2,5; 10 ;50 ;250 ; 500; 1000 V
Adc : 0,25 ; 25 ; 500 mA
Ohm : 2 kΩ; 200 kΩ; 2 MΩ;
18
Accuracy (Ketelitian)
Contoh : DC Voltage ± 5 % FS
(% ini adalah ketelitian terhadap full scale). Range : 0 – 10 volt. error = 5% x 10 = 0.5 V.
Maka : bila alat tersebut untuk mengukur suatu tegangan dengan penunjukkan : 5 volt, harga sebenarnya adalah : 5 0.5 volt.
19
Batas ketelitian alat ukur
Standard IEC no. 13B – 23 menspesifikasikan bahwa ketelitian dari alat ukur harus diberikan dalam 8 kelas. Kelas tersebut adalah : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; dan 5 -> menyatakan prosentase ketelitiannya.
Menunjukkan bahwa ketelitian dari penunjukkan alat ukur tersebut digaransikan sesuai dengan standar kelasnya.
Kelas alat ukur tersebut digolongkan menjadi 4 klasifikasi :
Alat ukur dengan ketelitian tingkat tertinggi yaitu kelas 0,05; 0,1; 0,2. Alat ukur
tersebut biasanya ditempatkan secara stasioner di dalam laboratorium atau ruangan
standard.
Alat ukur dengan ketelitian tingkat sedang yaitu kelas 0,2 dan umumnya
dipergunakan untuk pengukuran-pengukuran yang presisi, biasanya dibuat dalam
bentuk portable.
Alat ukur dengan ketelitian tingkat rendah yaitu kelas 0,5 dibuat dalam ukur portable
atau untuk panel.
Alat ukur kelas dengan ketelitian sangat rendah yaitu kelas 1,5; 2,5; 5 : Alat-alat ukur
ini dipergunakan pada panel-panel dimana presisi serta ketelitian dari alat ukur ini tidak
begitu dipermasalahkan.
20
Pada pengukuran listrik ada 2 tipe instrument :
Absolute Instrument
Secondary Instrument
Secondary Instrument :-harga yang ditunjukkan secara umum disebabkan oleh penyimpangan jarum penunjuk-perlu dikalibrasi dengan alat ukur standart -> absolute instrument
Absolute Instrument :-memberikan harga yang konstansebagai standart & tidak perludikalibrasi.-sering digunakan di laboratorium
21
3. Sensitivitas
Kemampuan alat ukur perubahan input /
terhadap outputnya.
Contoh : meter ukur permanent magnet
moving coil (PMMC)
input arus dc pada harga tertentu dan
outputnya simpangan jarum pada skala
penuh
22
**KESALAHAN – KESALAHAN DALAM
PENGUKURAN
1. Kesalahan umum:
-kesalahan pembacaan (pembacaan yg tdk tepat, kesalahan pembacaan skala,
dll)
-pemakaian instrumen yg tdk sesuai
2. Kesalahan sistematis:
-kesalahan instrumen (karena struktur mekanis, mis. Gesekan, tarikan pegas,
dll)
-kesalahan kalibrasi
-kerusakan instrumen
-karena konstruksi instrumen
-karena lingkungan (temperatur, kelembaban, dll)
3. Kesalahan acak:
-penyebab yg tdk diketahui
Pengkondisian udara, dll
Membandingkan dg
instrumen lain yg lebih
akurat
Menambah jumlah pembacaan &
mendekati dg statistik
23
Kesalahan relatif (relative error):
Bila harga pembacaan = M,
harga sebenarnya = T,
maka kesalahan (error) adalah :
ε = M – T
relative error = %100T
24
PERHITUNGAN SYSTEMATIC ERROR
Didalam pengukuran secara umum sering ditentukan oleh 2 atau lebih besaran, dimana besaran – besaran itu mempunyai kesalahan sehingga hasil yang didapatkan akan juga bergantung dari besaran masing –masing dan kesalahannya
1. Jumlah dari 2 besaran atau lebih
25
PERHITUNGAN SYSTEMATIC ERROR
Didalam pengukuran secara umum sering ditentukan oleh 2 atau lebih besaran, dimana besaran – besaran itu mempunyai kesalahan sehingga hasil yang didapatkan akan juga bergantung dari besaran masing –masing dan kesalahannya
1. Jumlah dari 2 besaran atau lebih
26
2. Selisih dari 2 besaran atau lebih
3. Perkalian antara 2 besaran
Y + dY = (U + dU) (V+dV)
= U V + U dV + V dU + dU dV
27
**tugas?
28
**ContohA
V
dR/R = dV/V + dI/I;
dV/V = 1/100 = 0.01;
dI/I = 0.9/90 = 0.01;
Maka dR/R = 0.02. dR = 0.02 · R
R = 1.1 ± 0.022 Kohm
R = R ± dR - cari dR
PL 2
Rt
Rt
35
**Range of possible Error
Jika terdapat sejumlah pengukuran independent maka dipakai nilai rata – rata dan terdapat parameter penyimpangan terbesar
Contoh :
Suatu rentetan pengukuran tegangan yg independent dilakukan 4 pengamat menghasilkan 117.02 V, 117.11 V, 117.08 V dan 117.03 V.
tentukan (a) Tegangan rata-rata
(b) Rangkuman kesalahan
36
Jawab :
Erata-rata= (E1+E2+E3+E4)/N
= (117.02 + 117.11 + 117.08 + 117.03)/4 = 117.06 Volt
Rangkuman = Emax - Erata-rata= 117.11-117.06 = 0.05 V
dan juga = Erata-rata - Emin= 117.06-117.02 = 0.04 V
Rangkuman kesalahan rata – rata =
(0.05 + 0,04)/2 = 0.045 Volt
37
Besaran – besaran Yang Diukur Dalam
Pengukuran Listrik (Praktis)
Arus (I) Ampere
Tegangan (V) Volt
Tahanan (R)
Kapasitansi (C) F
Induktansi (L) H
Frekuensi (f) Hz, C/s.
Daya (P) Watt
Daya reaktif (Q) VAR
Faktor kerja (cos )
38
Picco (p)= 10-12
Nano (n)= 10-9
Micro (μ)= 10-6
Milli (m) = 10-3
Centi (C) = 10-2
Deci (d) = 10-1
Deca (da) = 10
Hecto (H) = 102
Kilo (K) = 103
Mega (M)= 106
Giga (G) = 109
Tera (T) = 1012
39
Sekian & terima kasih
40
41