PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

31
PETUNJUK PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISIKA Disusun Oleh: Dr. Mara Bangun Harahap, M.S. Winsyahputra Ritonga, S.Pd Mukti Hamjah, M.Si FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED) 2008 Hanya Untuk Kalangan Sendiri; Tidak Diperjualbelikan Secara Bebas;

Transcript of PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Page 1: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

PETUNJUK PRAKTIKUM

INSTRUMENTASI FISIKA

Disusun Oleh:

Dr. Mara Bangun Harahap, M.S.

Winsyahputra Ritonga, S.Pd

Mukti Hamjah, M.Si

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED)

2008

Hanya Untuk Kalangan Sendiri; Tidak Diperjualbelikan Secara Bebas;

Dilarang mengkopi atau memperbanyak diktat ini tanpa izin tertulis dari

Penyusun; Hak Pengarang/Penyusun Dilindungi Undang-undang.

Page 2: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

KATA PENGANTARMateri Petunjuk Praktikum ini, dipilih dan disadur (juga, disesuaikan dengan peralatan yang ada di Laboratorium Jurusan Fisika FMIPA UNIMED) terutama dari buku: [Overbeck, C.J. dkk. (1967) Selective Experiments in Physics (Electromagnetics), USA: Cenco Inc.]; [Zbar, Paukl B. (1983). Basic Electricity: A Text-Lab Manual, Fifth Edition. New York: Gregg Division McGraw-Hill Book Company.] dan [Gayakwad, Ramakant A. (1988). Op Amps & Linier Integrated Circuits, New Delhi: Prentice-Hall of India.]. Buku-buku itu dipilih sebagai sumber utama, karena dari buku-buku tersebut dapat disadur ‘teori penting’, ‘metoda umum’ dan ‘prosedur kerja’ yang sangat lengkap, sehingga dapat memperjelas posisi praktikum (eksperimen) dalam proses belajar mengajar. Memperjelas posisi praktikum dalam proses belajar mengajar adalah: janganlah kegiatan praktikum dilakukan hanya karena ‘ada dalam kurikulum’, sehingga tidak dapat dielakkan, tetapi hendaknya disadari sebagai ‘bagian penting kegiatan untuk memahami prinsisp-prinsip fiaika’.

Dalam petunjuk praktikum ini hanya diliput materi perkuliahan Instrumentasi Fisika tentang: peranti-peranti pengukuran dan penginderaan listrik dasar dan instrumentasi elektronika. Materi lainnya, seperti peranti-peranti pengukuran tekanan, aliran, suhu, radiasi termal dan radiasi nuklir hanya diperagakan (didemonstrasikan oleh dosen) pada waktu perkuliahan teor Instrumentasi Fisika dan pada waktu perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika. Alasan untuk tidak memuat materi tersebut adalah mengingat jumlah set alat sejenis tentang materi tersebut di laboratorium fisika FMIPA UNIMED tidak mencukupi untuk jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah Instrumentasi Fisika.

Selain itu, mengingat banyaknya materi Instrumentasi Fisika, maka penyusun harus pandai memilih materi mana yang bersifat fundamental, karena tidak mungkin mempraktikumkan semua materi itu dengan hanya memberikan bobot 1 sks untuk perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika. Oleh karena itu, dengan keterbatasan-keterbatasan yang disebutkan di atas, maka penyusun merasa (berdasarkan pengalaman mengajar dengan fasilitas laboratorium terbatas) bahwa materi yang diliput pada petunjuk praktikum ini telah memenuhi untuk bobot 1 sks perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika dengan ketentuan bahwa materi lainnya dapat diperagakan (didemonstrasikan) pada waktu perkuliahan teori dan praktikum Instrumentasi Fisika. Pada revisi petunjuk praktikum ini, yakni pada perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika pada kesempatan berikutnya diharapkan materi perkuliahan telah dapat diliput seluruhnya. Meskipun adanya keterbatasan itu, penyusun meyakini bahwa uraian dalam petunjuk praktikum ini dapat membantu para mahasiswa merancang instrumen pengukuran (Instrumentasi Pengukuran) dengan baik.

Pada kesempatan ini, penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua fihak yang telah ikut membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam mewujudkan petunjuk praktikum ini. Kritik yang bersifat membangun dari rekan dosen dan mahasiswa, yang ditujukan untuk perbaikan pada revisi petunjuk praktikum ini nantinya, sangat diharapkan

Medan, Agustus 2008

Penyusun,

INSTRUMENTASI FISIKA

1

Page 3: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Para mahasiswa per kelompok (group) ditugaskan untuk mendisain instrumen

pengukuran [dalam perkuliahan ini, instrumaen pengukuran (alat ukur) yang didisain

dan diwujudkan para mahasiswa per kelompok disebut instrumen pengukuran

eksperimental]; kemudian disain itu diwujudkan dengan berpedoman pada bentuk umum

sistem pengukuran (kebanyakan sistem pengukuran terdiri atas tiga bagian: tahap

detektor-transduser, tahap antara dan tahap akhir) dalam bentuk instrumen fisika

(setidaknya para mahasiswa per kelompok melakukan perakitan rangkaian); serta

dieksperimenkan (para mahasiswa per kelompok setidaknya melakukan kalibrasi,

penentuan ketelitian atau/dan penentuan kesensitifan instrumen pengukuran

eksperimental) dan hasil eksperimen dilaporkan kepada dosen mata kuliah Alat Ukur dan

Instrumentasi Fisika sebagai hasil kerja pendisainan instrumen fisika.

Mengingat bahwa rangkaian yang harus dirakit para mahasiswa per kelompok

mengandung rangkaian penguat op amp, padahal perkuliahan tentang penguat dalam

matakuliah Elektronika adalah pada akhir perkuliahan, maka pelaksanaan: perakitan,

pengeksperimen dan pelaporan hasil eksperimen diharapkan selesai juga pada akhir

perkuliahan Praktikum Alat Ukur dan Instrumentasi Fisika. Selain itu, perlu dinyatakan di

sini bahwa peralatan yang tidak tersedia di laboratorium Fisika harus diusahakan

pengadaannya oleh para mahasiswa per kelompok. Jika mahasiswa memakai alat yang

tersedia di laboratorium Fisika FMIPA UNIMED, para mahasiswa per kelompok

diharuskan menghubungi Kepala Laboratarium Fisika untuk memohon izin pemakaian

alat. Format permohonan pemakaian alat dan prosedur memakai ruang laboratarium

tersedia di laboratarium fisika. Para mahasiswa diharuskan mengikuti dan mematuhi

semua prosedur yang berlaku di laboratorium Fisika FMIPA UNIMED.

2

Page 4: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Instrumen Pengukuran Eksperimental 1

DISAIN METER VOM

TUJUAN :

1. Untuk mendisain sebuah meter VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) yang memenuhi

jangkau yang diinginkan.

2. Mengkalibrasi skala meter VOM eksperimental tersebut.

TEORI :

Dalam eksperimen 1 sampai 6 , anda telah mempelajari karakteristik Meter

Gerakan dan penerapannya sebagai elemen rangkaian dalam pengukuran voltase, arus dan

hambatan. Anda telah mempelajari bagaimana menentukan karakteristik Meter Gerakan,

bagaimana mendesain hambatan pengganda (multiplier) dan hambatan pirau (shunt)

untuk jangkau voltase dan arus spesipik; bagaimana menghitung nilai hambatan seri yang

diperlukan untuk mengkonversi Meter Gerakan menjadi ohm meter seri untuk jangkau

spesifik. Sekarang seharusnya anda dapat menerapkan pengetahuan anda untuk

mendesain dan mengkonstruksi VOM multi jangkau.

VOM DC Sederhana

Pada gambar 1 diperlihatkan teknik sederhana berupa pemanfaatan pin jack untuk

penseleksian rangkaian dan jangkau, untuk mendesain sebuah VOM .

Gambar 1. VOM DC Sedrhana

3

Page 5: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Pada gambar 1, terlihat Meter Gerakan ½ mA besaran dengan rangkaian yang sesuai ,

berperilaku sebagai milliameter tiga jangkau, volt meter jangkau dan ohm meter dua

jangkau untuk semua pengakuan kuar tes hitam ditancapkan pada jack bersama

(common). Kuar tes merah ditancapkan ke satu dari jack sisa untuk memilih fungsi yang

sesuai (arus, voltase, atau hambatan) dan jangkau. Sebagai contoh, untuk pengukuran

arus 1 mA atau kurang, kuar merah ditancapkan pada jack 1mA. Untuk arus muatan 1

mA dan 10 mA dipakai jack 10 mA. Untuk voltase kurang dari 10 V, dipakai jack 10 V,

dan sebagainya.

Jangkau hambatan ditandai 100.000 . Tanda itu

menggambarkan hambatan maksimum yang dapat dibaca pada setiap jangkau masing-

masing.

Jangkau milliameter yang diterapkan adalah cincin atau hambatan pirau (shunt)

Ayrton, , yang operasinya akan dijelaskan berikut ini. Pengganda

(multiplier) yang digunakan adalah . Nilai-nilai pengganda itu, keduanya,

arus yang ditarik oleh Meter Gerakan M dan arus dalam susunan seri hambatan pirau

(shunt) mesti diperhatikan. Jadi M dan shuntnya bertindak sebagai Meter

Gerakan 1 mA. Sebagai contoh, jika hambatan antara titik A dan B adalah ,

maka

(Arus pada untuk defleksi skala penuh adalah 1mA) masing-masing

adalah Reostad Pengatur Ohm untuk jangkauan . Pada jangkau

100.000 , dipakai sebuah baterai 1,5 V sedangkan pada jangkau 100.000 , dibutuhkan

baterai 15V. Dalam menghitung jangkau Resistan seri, contoh , Meter Gerakan

dan shunt kembali diperlakukan seperti Meter Gerakan 1 mA. Oleh karena itu, ketika

Meter dinaikan pada jangkau itu, kita dapat menentukan dengan menerapkan

hukum ohm.

4

Page 6: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Kita dapat memilih resistan 1200 . Ingat

pembacaan tengah skala pada jangkau ini adalah .

Hambatan Pirau ( Shunt ) Ayrton

Pada gambar 2, ditunjukka rangkaian Meter Arus tiga jangkau. M adalah Meter Gerakan

yang kesensitifannya , dan hambatan dalamnya .

Kita mengharapkan dapat menentukan nilai cinci resistor shunt yang akan

mengkonversi Meter gerakan menjadi meter Arus dengan jangkau 1mA, 10 mA dan 100

mA. Pada jangkau 1 mA, shunt terdiri dari jumlah tiga resistor, yaitu:

…………………………(3)

GAMBAR 2 Milliammeter Tiga Jangkau memakai shunt cincin

Pada defleksi skala penuh akan ada arus ½ mA dalam Meter Gerakan, dan ½ mA pada

shunt. Oleh karena itu, shunt dan hambatan Meter Gerakan akan sama, dan

………………………………….………….(4)

Pada jangkau 10 mA, rangkaian akan terlihat sebagai gambar 3. Shunt sekarang terdiri

dari R1 + R2., yang paralel dengan M yang seri dengan R3. Karena R1+R2+R3 = 100 ,

maka

……………………………………………….(5)

5

Page 7: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

GAMBAR 3 Rangkaian pada jangkau 10 mA

Sekarang kita dapat menentukan . Pada defleksi skala penuh , arus dalam meter

gerakan adalah 0,0005A , sedangkan arus pada shunt adalah 0,0095A. Dengan demikian,

voltase menyilang sama dengan voltase menyilang .

………………………..(6)

Gambar 3. (Fig.36.6). Angkaian pad jangku 10 mA

Persamaan (6) dapat diselesaikan, sehingga

………………………………………………………(7)

Substitusi ke persamaan (5), diperoleh

……………………………………………………..(8)

GAMBAR 4 Rangkaian pada jangkau 100 mA

6

Page 8: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Sekarang perhatikan jangkau 100 mA, pada gambar 4, adalah shunt, yang

pararel dengan kombinasi seri Meter Gerakan . Oleh karena itu

………………………………………………………..(9)

Gambar 4. Rangkaian pada jangkau 100mA (Fig.36.4)

Sekarang dapat diselesaikan untuk . Arus dalam Meter Gerakan pada defleksi skala

kembali 0,0005 A, sedangkan pada shunt adalah 0,0995 A. Karena itu

0,0005 (100+90+ …………………………………(10)

Kita selesaikan persamaan (10), diperoleh

…………………………………………………………….(11)

dan

……………………………………………………………..(12)

Metodea ini dapat dikembalikan untuk menentukan nilai-nilai sejumlah resistor 7,9

dihubungkan dengan hambatan pirauan (shunt) cincin.

VOM DC tipe Saklar

VOM DC pada gambar1, dapat juga di desain dengan hanya memakai dua jack untuk

kuar bersama (common) (-) dan hot (+), dengan menerapkan susunan saklar kompleks

seperti pada gambar 5. Kuar tes ditancapkan pada jack (-) dan (+). Dipakai dua saklar,

. Setiap saklar adalah saklar tiga posisi. berfungsi sebagai saklar fungsi.

Dalam posisi pada gambar 5, Meter Gerakan di set untuk mengukur arus. Pada posisi

pusat , Meter Gerakan akan mengukur volt, dan pada posisi ketiga , akan mengukur

ohm.

7

Page 9: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

GAMBAR 5 VOM DC tipe Saklar

bertindak sebagai pemilih jangkau. sebenarnya terdiri dari tiga saklar bebas,

. Saklar-saklar itu dikontruksi sedemikian rupa sehingga bertindak

simultan. ditujukan dalam posisi arus (mA). Ingat bahwa lengan common

dikoneksikan ke terminal + Meter Gerakan. Terminal T Meter dalam gambar 5

dikoneksikan dengan lengan common , yang ditunjukkan pada jangkau 1 mA.

Keadaan ini, merupakan setting untuk mengukur arus pada jangkau 1 mA.

Dengan menjaga pada posisi mA dan memutar , kita dapat juga memilih jangkau

10 mA atau 100mA.

Ketika pada poin volt, lengan Common dikoneksikan ke terminal + Meter

Gerakan. Jangkau 10, 100 atau 1000V dapat dipilih melalui . Susunan yang sama

dapat dipakai untuk mengukur hambatan. Namun, karena kita asumsikan hanya ada

jangkau hambata , maka saklar mempunyai satu terminal yang terbuka, sebagai

terlihat pada gambar 5.

8

Page 10: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Gambar 1 dan 5 mengilustrasikan dua susunan desain VOM DC sederhana. Untuk

desain lainnya para mahasiswa diharapkan menunjuk pada literatur tehnik tentang VOM.

PERALATAN :

Sesuaikan dengan disain VOM yang anda inginkan (sesuaikan dengan prosedur di bawah

ini).

PROSEDUR :

1. Anda para mahasiswa per kelompok ditugaskan mendesain sebuah VOM memakai

Meter Gerakan yang tersedia di laboratarium Fisika FMIPA UNIMED. Jika mungkin,

pakailah Meter Gerakan yang telah ditentukan karakteristiknya ( ) pada

eksperimen sebelumnya. Cek lebih dulu kelinieran Meter Gerakan pada interval .

Dalam laporan eksperimen memakai VOM yang dirakit mahasiswa per kelompok

(dalam perkuliahan ini, VOM yang anda disain dan wujudkan per kelompok disebut

instrumen pengukuran eksperimental) nantinya, semua rangkaian dan detil proses

pengukuran hendaklah diuraikan dengan jelas.

2. Anda para mahasiswa per kelompok ditugaskan merancang VOM dengan

(a) Tiga jangkau voltase : 5; 20 dan 40 V

(b) Tiga jangkau arus : 2; 10, dan 50 mA

(c) Satu jangkau hambatan : 1500 skala pusat.

Dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental tunjukkan semua

perhitungan dan nilai yang ditentukan untuk setiap komponen.

3. Tunjukkan disain rangkaian yang anda disain per kelompok (tunjukkan nilai-nilai

komponen, termasuk voltase dan toleransinya) kepada dosen m.k. Alat Ukur dan

Instrumentasi Fisika.

4. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-komponen

yang benar dan buat lay out rangkaian pada printend circuit board (PCB: Papan

Rangkaian Tercetak) atau pada papan rangkaian tancapan (Solderless Breadboard:

Papan yang tersedia lobang-lobang penghantar untuk tempat tancapan kaki –kaki

komponen, tanpa penyolderan). Tes semua komponen pada jangkau operasi.

Laporkan semua hasil tes pada laporran eksperimen instrumen pengukuran

eksperimental.

9

Page 11: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

5. Kalibrasi skala meter untuk voltase, arus dan hambatan pada setiap jangkau. Gambar

skala meter pada laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental.

6. Simpulkan laporan eksperimen dengan cara mensenaraikan (listing) spesifikasi hal-

hal berikut pada laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

a. Jangkau voltase

b. Jangkau arus

c. Skala pusat hambatan

d. Rating ohm/volt Meter

e. Keakuratan

7. Jelaskan bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran eksperimental

anda.

10

Page 12: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Instrumen Pengukuran Eksperimental 2

DISAIN VOLTMETER DC VOLTASE RENDAH

TUJUAN :

1. Mendisain sebuah voltmeter DC voltase rendah.

2. Mengkalibrasi skala voltmter DC voltase rendah.

TEORI:

GAMBAR Disain voltmeter DC voltase rendah

Pada gambar, diperlihatkan desain sebuah voltmeter DC voltase rendah. Pada

gambar diperlihatkan jaringan pengkompensasian voltase ofset yang dipakai karena

jaringan ini dapat menaikan op amp relatif lebih mudah.

11

Page 13: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Rangkaian ekuivalen Thevenin dari Jaringan Kompensasi mendekati harga 10

dipararelkan (//) dengan ). Karena itu, ketika saklar pada posisi x 1,

maka

Jika voltase masukan , maka

Ini berarti bahwa 1V menyebabkan defleksi skala penuh Meter Gerakan (Meter Gerakan

yang dipakai adalah Meter Gerakan D’Arsonval 1mA defleksi skala penuh).

Jika saklar jangkau diubah ke posisi x 10 (yakni ), diperlukan

masukan 10 V untuk defleksi skala penuh. Nilai hambatan berturut-turut makin besar

diperlukan untuk mengukur voltase masukan yang relatif makin besar.

Namun, kecuali jangkau voltase masukan untuk op amp 741 adalah I 14V, maka dengan

penyedia voltase 15V, voltase masukan maksimum mestilah . Pada gambar 1,

voltase masukan skala penuh maksimum 13 V dapat diterapkan ketika saklar jangkau

pada posisi x 13.

Jadi, dengan mengkalibrasi panel depan Meter Gerakan dalam Volt, maka dapat

dikonstruksi voltmeter DC dengan jangkau voltase skala penuh. 1 sampai 13V. Ingat

bahwa hambatan Meter Gerakan tidak mempengaruhi . Harga dan

adalah hambatan ekuivalen Thevenin Jaringan Kompensasi ditambah hambatan yang

dipilih saklar (yakni; )] yang menentukan nilai .

Sebuah meter gerakan arus (anmeter) pusat nol dapat dipakai untuk mengukur voltase

masukan positip dan negatip. Untuk memperbaiki keakuratan pengukur voltase, meter

gerakan arus (anmeter) hendaklah dinolkan setiap kali sebelum voltase masukan

diterapkan.

PERALATAN :

Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.

12

Page 14: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

PROSEDUR :

1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran (alat

ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen

pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.

2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi

Fisika.

3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok) pastikan komponen-komponen

yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan rangkaian

tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan semuanya dalam

laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan

eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per

kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada

laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

a. Jangkau voltase

b. Jangkau arus meter gerakan

c. Keakuratan

6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran

eksperimental anda.

13

Page 15: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Instrumen Pengukuran Eksperimental 3

DISAIN VOLTMETER AC VOLTASE RENDAH

TUJUAN :

1. Mendesain sebuah voltmeter AC voltase rendah.

2. Mengkalibrasi skala voltmeter AC voltase rendah.

TEORI :

GAMBAR Disain Voltmeter AC Voltase Rendah

Pada gambar , diperlihatkan kombinasi meter gerkan (anmeter) dengan ……....

Gelombang penuh dapat diterapkan dalam loop umpan balik untuk membentuk sebuah

voltmeter AC.

Gambar1. Voltmeter AC

14

Page 16: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Dalam rangkaian itu arus bolak balik dikonversi menjadi arus searah. Selama siklus

setengah positip masukan AC, dioda D1 dan D2 menghantar, sedangkan dioda D2 dan

D4 menghantar selama siklus setengah negatipVm . Jadi arus melalui anmeter hanya

mengalir dalam satu arah (dari A ke B) untuk keseluruhan siklus masukan AC. Dengan

kata lain, anmeter meregister (mendaftar, mendata) nilai rata-rata (DC) arus yang

diarahkan. Bagian defleksi penunjuk mesti di pertimbangkan untuk kalibrasi skala yang

benar.

Untuk penearahkan gelombang penuh, arus anmeter dapat diungkapkan sebagai

………………………………(1)

atau

…………………………….(2)

Dengan memakai persamaan (2), panel ammeter dapat dikalibrasi untuk membaca nilai

rumus voltase masukan. Meter tipe penyearah ini didisain terutama untuk frekuensi AC

dalam jangkau audio. Namun, karena laju balik rendah (the low slew rate) op amp 741,

maka frekuensi sinyal masukan hendaklah lebih kecil dari 4 kHz untuk operasi voltmeter

yang benar. Juga voltase invers puncak (peak inverse voltage: PIV) dioda

direkomendasikan lebih besar dari voltase satuan op amp.

PERALATAN :

Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.

PROSEDUR :

1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran

(alat ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen

pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.

2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi

Fisika.

15

Page 17: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-

komponen yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan

rangkaian tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan

semuanya dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan

eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per

kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada

laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

a) Jangkau voltase

b) Jangkau arus meter gerakan

c) Keakuratan

6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran

eksperimental anda.

16

Page 18: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Instrumen Pengukuran Eksperimental 4

DISAIN ALAT PENGUKURAN KELEMBABAN TANAH

TUJUAN

1. Mendisain sebuah alat pengukuran kelembaban tanah

TEORI

Gambar 1 : Alat Pengukuran Kelembaban Tanah

Rangkaian ini dapat dipergunakan untuk mengetahui keadaan kondisi tanah suatu

tempat apakah tanah tersebut basah atau kering.

Untuk menguji keberhasilan perakitan alat, dapat dilakukan dengan cara

menanamkan kedua batang penghantar seperti gambar diatas kedalam tanah. Apabila

keadaan tanah basah, maka LED yang berada sebelah atas akan menyala dan sebaliknya

bila keadaan tanah kering, maka LED Bagian bawah yang akan menyala.

PERALATAN

Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.

17

Page 19: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

PROSEDUR

PROSEDUR :

1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran

(alat ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen

pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.

2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi

Fisika.

3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-

komponen yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan

rangkaian tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan

semuanya dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan

eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per

kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada

laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

a) Jangkau voltase

b) Jangkau arus meter gerakan

c) Keakuratan

6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran

eksperimental anda.

18

Page 20: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

Instrumen Pengukuran Eksperimental 5

DISAIN ALAT PENGUKURAN SIGNAL

TUJUAN

1. Mendisain alat pengukuran signal

TEORI

Gambar 1. Disain Alat Pengukuran Signal

Alat ini dilengakapi semacam antena yang berbentuk probe dan bila mendeteksi

suatu signal maka probe harus ddekatkan dengan rangkaian yang akan diukur. Keuatan

signal adakn ditunjukkan dengan menyimpangnya jarum meter pada milli amper meter,

bila penyimpangan terbalik maka tukarlah kedua hubungan yang menuju meter tersebut.

Bila ditemukan sumber signal yang lemah dan diinginkan mengaturnya sepeka

mungkin, dilakukan dengan mengatur kapasitor trimmer C1 dan bila jarum meter telah

19

Page 21: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

menyimpang secara maksimal, berarti telah didapatkan frekwensi yang tepat. Sebagai

coilnya dapat digunakan coil dengan kode 3015 yang sudah jadi buatan pabrik.

PERALATAN

Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.

PROSEDUR

1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran

(alat ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen

pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.

2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi

Fisika.

3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-

komponen yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan

rangkaian tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan

semuanya dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan

eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per

kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada

laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.

a) Jangkau voltase

b) Jangkau arus meter gerakan

c) Keakuratan

6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran

eksperimental anda.

20

Page 22: PRAKTIKUM INSTRUMENTASI FISKA

DAFTAR PUSTAKA

Gayakwad, Ramakant A. (1988). Op Amps & Linier Integrated Circuits, New Delhi:

Prentice-Hall of India.

Holman, J.P. (1985). Metoda Pengukuran Teknik (Terjemahan: E. Jasjfi). Jakarta:

Erlangga.

Overbeck, C.J. dkk. (1967) Selective Experiments in Physics (Electromagnetics), USA:

Cenco Inc.

Sayer, M. & Mansingh, A. (2000). Measurement, Instrumentation and Experiment

Design in Physics and Engineering. New Delhi: Prentice-Hall of India.

Zbar, Paul B. (1983). Basic Electricity: A Text-Lab Manual, Fifth Edition. New York:

Gregg Division McGraw-Hill Book Company.

21