PENGUKURAN TEKANAN BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Tekanan adalah gaya yang diberikan pada suatu luasan tertentu. Untuk dapat

mengukur tekanan pada suatu material maka terlebih dahulu harus diketahui klasifikasi

dari tekanan yang akan diukur untuk mengoptimalkan efisiensi penggunaan instrument

pengukur tekanan serta memastikan prinsip pengukuran yang digunakan. Pada dasarnya

alat pengukur tekanan juga dapat mengalami deformasi ketidakpastianyang dapat

mempengaruhi keakuratan dari material yang diukur, oleh sebab itu instrument alat

pengukur tekanan juga harus dilakukan kalibrasi secara berkala ubtuk menjaga kestabilan

dan keakuratan pengukuran.

1.2 Rumusan Masalah

1. Jelskan tentang dasar- dasar pengukuran tekanan ?

2. Jelskan tentang definisi dan klasifikasi tekanan ?

3. Sebutkan prinsip pengukuran tekanan ?

4. Sebutkan cara kalibrasi pengukur tekanan ?

5. Sebutkan sumber-sumber ketidakpastian pada pengukuran tekanan ?

1.3 Tujuan Penulisan

Penyusunan makalah ini bertujuan untuk

1. Mengetahui penjelasan yang tepat mengenai dasar- dasar pengukuran tekanan

2. Mengetahui definisi dan klasifikasi tekanan

3. Mengetahui cara prinsip pengukuran tekanan

4. Mengetahui cara kalobrasi pengukur tekanan

5. Mengetahui sumber-sumber ketidakpastian pada pengukuran tekanan

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Pengertian Tekanan

Tekanan merupakan gaya per satuan luas bidang yang ditekan secara tegak lurus,

Dengan satuan N/m² = pascal (Pa). Tekanan dirumuskan sebagai berikut :

P = F / A

Keterangan :

F : Gaya (N)

A : Luas Permukaan (m²)

P : Tekanan (N/m² = Pa)

2.2 Klasifikasi Tekanan

Gambar 1. Klasifikasi Tekanan

1. Tekanan Absolut

Tekanan yang diukur dengan sebuah Instrumen yang mempunyai titik referensi NOL di

daerah vacuum sempurna.

2. Tekanan Gauge (Tekanan relatif / Tekanan terukur)

Tekanan yang diukur menggunakan sebuah instrumen yang mempunyai titik referensi

NOL pada daerah Tekanan Atmosfer.

“Tekanan nol gauge sama dengan tekanan atmosfer”

Hubungan tekanan absolut dan tekanan gauge adalah

“Tekanan Absolute = Tekanan Gauge + Tekanan Atmosfer”

3. Tekanan Negatif

Tekanan dibawah tekanan atmosfer yang diukur menggunakan sebuah instrumen yang

mempunyai titik referensi NOL pada daerah Tekanan Atmosfer.

4. Tekanan Differential

Tekanan yang mempunyai titik referensi NOL tidak berada pada daerah absolut ataupun

gauge.

Perbedaan Tekanan yang terbaca dari suatu instrumen ukur dari dua sumber tekanan.

Jadi titik referensi NOL menunjukkan bahwa dua sumber tekanan tersebut besarnya sama

5. Tekanan Barometer

Tekanan yang terukur oleh sebuah Barometer, dimana nilai tekanannya adalah nilai

Tekanan Atmosfer.

6. Tekanan Vacuum

Tekanan dibawah tekanan atmosfer yang diukur menggunakan sebuah instrumen yang

mempunyai titik referensi NOL pada daerah vacuum.

2.3 Prinsip Pengukuran Tekanan

2.3.1 Pengukuran Secara Langsung

A. Liquid Column Metode elemen basah yang merupakan metode pertama pengukuran tekanan dan

termasuk salah satu paling akurat sampai saat ini. Prinsip kerja liquid column

berdasarkan kemampuan medium bertekanan untuk memberikan gaya naik pada liquid

di dalam tube.

Persamaan dasarnya adalah:

p1 = p2 + ρgh

Metode elemen basah :

Well type manometer

Inclined Tube manometer

Gambar 1. U-tube manometer

Mc Leod manometer

B. Pressure Balance / Dead Weight Tester

Alat ukur tekanan yang paling sering digunakan, mempunyai rentang yang sangat

luas antara 3 kPa (gas media, absolute atau gauge pressure) sampai 1 GPa (hydraulic

media, gauge pressure). Prinsip kerja berdasarkan kesetimbangan ke atas dan ke bawah

(pressure balance).

Merealisasikan definisi dari tekanan, dengan persamaan :

P = (m.g) / A

C. Mechanical Deformation Element

Tekanan diberikan pada sebuah elemen yang bisa terdeformasi.

Gambar 3. Mechanical Deformation Element

Deformasi tersebut harus sekecil mungkin agar masih berada pada limit elastisitas

elemen, akan tetapi masih cukup besar untuk dapat terdeteksi dengan resolusi yang

cukup. Beberapa sensor deformasi:

•Mechanical display

Gambar 2. Presure Balance

•Capacitive Technique

•Strain Gauge

2.3.2 Pengukuran Secara Tidak Langsung

Pada tekanan yang rendah (vacuum), gaya yang terlibat biasanya sangat kecil

untuk menghasilkan deformasi mekanik. Maka metode tidak langsung digunakan

untuk mengukur tekanan. Metode ini bergantung pada jumlah molekul yang ada

(Densitas Molekul). Metode ini antara lain:

A. Konduktivitas Termal

Gambar 4. Bourdon Tube Gambar 5. Diapragma Dial Gauge

Gambar 6. Capacitive Diapragma Gauge

Gambar 7. Strain Gauge

Transfer Energi melalui gas dari sebuah Kawat yang dipanaskan, dapat digunakan

mengukur tekanan.

B. Ionisasi

Mengukur jumlah Densitas molekul yang berbanding lurus dengan tekanan. Hal

ini dilakukan dengan cara “mengionisasikan molekul dan menangkap ionnya”.

C. Viskositas Semakin besar viskositas, maka semakin besar pula tekanan dalam suatu fluida.

2.4 Kalibrasi Pressure Gauge

Mengaplikasikan mechanical deformation dari sifat elestis material sensor seperti

Tabung Bourdon, Diafragma, Pressure Transducer. Mechanical Deformation dari sensor

tekanan dibaca dengan 2 sistem.

1.Sistem Mekanik (Analog Pressure Gauge)

2.Sistem Elektrik (Digital Pressure Gauge)

Ketelitian dan keakurasian ditentukan oleh kualitas material sensor, kemampuan indikator

untuk mendeteksi setiap perubahan pada sensor saat terjadi perubahan tekanan.

2.5 Identifikasi Sumber Ketidakpastian

Gambar 8. Pirani Gauge

Gambar 9. Bayard-Alpert Gauge

Kesalahan-kesalahan Umum (gross-errors) yang biasanya terjadi pada pengukuran

tekanan umumnya terjadi karena adanya kesalahan sistematis (systematic errors) atau

kesalahan acak yang tak disengaja (random errors) yang meliputi factor manusia, metode,

mesin, bahan, financial dan lingkungan.

BAB IIIKESIMPULAN

Tekanan adalah gaya yang diberikan pada suatu luasan tertentu. Tekanan

diklasifikasikan menjadi beberapa macam diantaranya yaitu tekanan absolut, tekanan

gauge, tekanan negatif, tekanan differential, tekanan barometer, dan tekanan vacuum.

Prinsip kerja pengukuran terbagi menjadi dua yaitu pengukuran secara langsung yang

meliputi liquid column, pressure balance, serta mechanical deformation elemen, dan yang

kedua adalah pengukuran secara tidak langsung yang meliputi konduktivitas termal,

ionisasi dan viskositas. Untuk menjaga keakuratan pengukur tekanan maka harus

dilakukan kalibrasi pressure gauge, sekaligus untuk mengurangi adanya ketidakpastian

yang disebabkan oleh beberapa factor umum, diantaranya manusia, metode, mesin,

material, financial dan lingkungan.……………………………………………………….

Diagram 1. Cause and Effect (Man, Method, Machine, Material, Money, Environment)

TANYA JAWAB

PERTANYAAN :

1. Apa perbedaan dari tekanan diferensial dengan tekanan negative, serta sebutkan

instrument yang digunakan untuk mengukur tekanan diferensial ?

2. Mengapa viskositas dimasukan kedalam prinsip kerja pegukuran tidak langsung?

JAWABAN:

1. Perbedaan tekanan diferensial dengan tekanan negative

- Tekanan Negatif

Merupakan tekanan dibawah tekanan atmosfer yang diukur menggunakan sebuah instrumen

yang mempunyai titik referensi NOL pada daerah Tekanan Atmosfer.

- Tekanan Differential

Merupakan tekanan yang mempunyai titik referensi NOL tidak berada pada daerah absolut

ataupun gauge.

Alat pengukur tekanan diferensial

Bellows (pengukur tenakan absolut atau tekanan rendah)

Range: tekanan rendah sampai 155.1 mmHg (3 psi) atau sampai 40 mmHg, jika bellows

dibuat cukup besar.

2. Viskositas merupakan salah satu prinsip kerja dari pengukuran tekanan secara tidak

langsung, karena untuk pengukuran tekanan fluida pada material skala kecil (pengujian

laboratorium) tidak ada instrument yang dapat mengukur tekanan secara full automatic,

sehingga untuk mengur keakuratan alat ukur maka dilakukan pengukuran tidak langsung

dengan cara perhitungan manual, alat yang digunakan untuk mengukur viskositas

larutan diantaranya adalah viskosimeter Oswald.