TUGAS

INSTRUMENTASI

ALAT-ALAT UKUR DASAR

Disusun Oleh:

SULFIANA S

1212140004

FISIKA (C)

Dosen pembimbing : Drs. Ahmad Yani, M.Si

Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Makassar

2013/2014

ALAT-ALAT UKUR DASAR

Dalam fisika dan teknik, pengukuran merupakan aktivitas yang

membandingkan kuantitas fisik dari objek dan kejadian dunia-nyata. Alat

pengukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur suatu objek atau kejadian

tersebut. Seluruh alat pengukur memiliki error peralatan yang bervariasi.

Melakukan pengukuran dalam fisika, alat ukur yang digunakan sedikit berbeda

dengan alat ukur yang digunakan dalam kehidupan sehari-

hari. Hal ini dikarenakan dalam fisika membutuhkan tingkat ketelitian yang sangat

tinggi. Fisikawan menggunakan banyak alat untuk melakukan pengukuran mereka.

Ini dimulai dari alat yang sederhana seperti penggaris dan stopwatch sampai ke

mikroskop elektron dan pemercepat partikel. Instrumen virtual digunakan luas

dalam pengembangan alat pengukur modern. Dalam melakukan pengukuran

seringkali terjadi kesalahan-kesalahan yang menyebabkan ketidak akuratan hasil

pengukuran. Kesalahan-kesalahan yang dmaksud yaitu :

a. Kesalahan pemakaian alat ukur

b. Kekeliruan dalam menyalin data

c. Salah membaca skala

d. Kesalahan pembulatan (round-off error)

e. Salah menentukan tingkat ketelitian

Adapun alat-alat ukur dasar yang dimaksud diantaranya yaitu:

1. Mistar

Pada umumnya, mistar biasa digunakan untuk mengukur panjang

benda yang berskala 50-100 cm, satuan mistar ada yang cm, mm maupun

inchi. Satu bagian terkecil dari mistar adalah 1 mm atau 0,1 cm oleh karena

itu mistar dikatakan mempunyai skala terkecil (NST) sebesar 0,1 cm atau 1

mm. Tingkat ketelitiannya 0,5 mm didapatkan dari x NST alat.

Untuk mendapatkan hasil pengukuran yang tepat, maka sudut

pengamatan harus tegak lurus dengan obyek dan mistar. Dalam setiap

pengukuran dengan menggunakan mistar, harus diusahakan kedudukan pengamat

(mata) tegak lurus dengan skala pengukur pada objek yang akan diukur. Hal ini

untuk menghindari kesalahan penglihatan (paralaks). Paralaks yaitu kesalahan yang

terjadi saat membaca skala suatu alat ukur karena kedudukan mata pengamat tidak

tepat.

Gambar : cara membaca alat ukur yang benar

Adapun jenis mistar yang lain yaitu mistar baja. Mistar baja digunakan

untuk mengukur panjang, lebar dan tebal benda. Skala terkecil mistar baja

adalah 1 mm,artinya mistar baja memiliki ketelitian sebesar 0.5 mm. Selain

itu, mistar baja juga di gunakan untuk mengukur kerataan kepala silinder.

Cara kerja : Mistar baja diletakkan diatas bidang benda pekerjaan yang

akan digambar menggunakan penggores . Pinggir ujung mistar baja

menempel rapat pada balok penahan / besi pembantu. Cara kerja mistar biasa

sama saja dengan mistar baja.

2. Rollmeter (Meteran Gulung)

Meteran ini digunakan untuk megukur suatu obyek yang tidak bisa

dilakukan dengan mistar, misalnya karena ukurannya terlalu panjang atau

bentuknya tidak lurus. Mempunyai tingkat ketelitian sampai dengan 0.5 mm.

Fungsinya kurang lebih sama dengan penggaris. Hanya saja, meteren

berdimensi lebih panjang dan terbuat dari bahan yang jauh lebih fleksibel

dibanding penggaris. Agar bisa digulung dan mudah dibawa. Meteran bisa

terbuat dari nilon atau logam lentum yang bisa digulung. Akan tetapi alat ini

sedikit merepotkan , makanya dalam penggunaannya memerlukan lebih dari

1 orang.

Gambar : meteran gulung

3. Jangka Sorong (Mistar Geser)

Jangka sorong adalah alat ukur panjang yang memiliki ketelitian 0,1

mm dengan ketelitian yang lebih baik dari mistar. Jangka sorong digunakan

untuk mengukur diameter luar suatu tabung, kawat, atau tebal sebuah buku.

Jangka sorong juga dapat digunakan untuk mengukur diameter bagian dalam

tabung atau botol dan juga kedalamannya.

Jangka sorong terdiri dari rahang tetap dan ragang geser. Rahang tetap

dan geser ada yang di atas dan di bawah. Dalam jangka sorong terdapat 2

skala. Skala utama pada rahang tetap dan skala nonius (renvier*) di rahang

gesernya.Skala utama memiliki skala dalam satuan cm dan mm sedangkan

skala pada nonius memiliki panjang 9 mm yang dibagi menjadi 10 skala.

Dengan mengetahui bagian-bagian dari jangka sorong ini maka akan

memudahkan dalam penggunaannya. Rahang tetap dan rahang geser atas bisa

digunakan untuk mengukur diameter benda yang cukup kecil seperti cincin,

pipa, dll. Tangkai ukur di bagian bawah berfungsi untuk mengukur

kedalaman seperti kedalaman tabung, lubang kecil, atau perbedaan tinggi

yang kecil.

Gambar : bagian-bagian jangka sorong

Adapun cara menggunakan jangka sorong dalam beberapa langkah.

Pertama, mengendurkan baut pengunci dan menggeser rahang geser,

memastikan rahang geser bekerja dengan baik. Dan untuk menghitungnya

jangan lupa untuk cek ketika rahang tertutup harus menunjukkan angka nol.

Jika tidak menunjukkan angka nol maka dapat diatur ulang. Cara

menggunakan jangka sorong selanjutnya adalah membersihkan permukaan

benda dan permukaan rahang agar tidak ada benda yang menempel yang bisa

sebabkan kesalahan pengukuran. Menutup rahang hingga mengapit benda

yang diukur. Selanjutnya memastikan posisi benda sesuai dengan pengukuran

yang ingin diambil. Terakhir, tinggal membaca skalanya.

Cara membaca nilai pada jangka sorong :

a. Melihat skala utama, lihat nilai yang terukur yang lurus dengan angka nol

di skala nonius. Bisa menunjukkan posisi berhimpit dengan garis pada

skala utama bisa juga tidak. Jika tidak ambil nilai skala utama yang

terdekat di kirinya.

b. Melihat skala nonius, mencari angka pada skala nonius yang berhimpit

dengan garis di skala utama. Pengukuran ini punya ketelitian hingga 0,1

mm

c. Hasil pada pembacaan skala utama dijumlahkan dengan pembacaan skala

nonius.

Jangka sorong adalah alat ukur

yang ketelitiannya dapat mencapai

seperseratus milimeter. Terdiri dari

dua bagian,yaitu skala utama dan skala

nonius. Skala utama tidak dapat

digerak gerakkan; sedangkan skala

nonius dapat digeserkan/ digeser.

Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan

ketelitian pengguna maupun alat. Jangka sorong terbaru sudah dilengkapi

dengan bacaan digital. Jangka sorong yang ada memiliki ketelitian 0,1 mm,

0,05 mm dan 0,02 mm. Tingkat ketelitian pengukuran dengan menggunakan

jangka sorong lebih baik dibandingkan dengan menggunakan penggaris.

4. Mikrometer Sekrup

Micrometer skrup adalah salah satu alat ukur panjang dengan tingkat

keteitian yang lebih baik dibandingkan jangka sorong atau apalagi mistar.

Ketelitian sebuah micrometer skrup atau skala terkecilnya mencapai 0,001 cm atau

0,01 mm. Penyajian datanya sering umumnya dalam satuan millimeter.

Pada mikrometer sekrup terdapat dua macam skala, yaitu skala tetap dan skala

putar. Skala tetap terbagi dalam satuan milimeter (mm), skala ini terdapat pada laras

dan terbagi dua skala yakni skala atas dan skala bawah. Sedangkan skala putar,

terdapat pada besi penutup laras yang dapat berbputar 360 derajat, dapat bergeser ke

depan atau ke belakang. Skala putar terbagi menjadi 50 skala atau bagian yang sama.

Satu kali putaran skala putar akan bergeser 0,5 mm ke depan atau ke belakang, maka

setiap kita memutar satu skala menghasilkan = 0,5/50 x 1 mm = 0,01 mm.

Gambar: Mikrometer sekrup

Cara menggunakan mikrometer sekrup adalah sebagai berikut:

1. Benda atau plat tipis yang akan diukur ketebalannya diletakkan di antara

landasan dan sumbu. Kemudian gagang pemutar kita atur sehingga plat

tersebut terjepit dengan kuat, baru kita tarik kunci ke arah kiri agar tidak

terjadi pergeseran lagi (mengunci).

2. Untuk menentukan besarnya pengukuran maka pembacaan skala kita

lakukan dengan membaca skala tetap terlebih dahulu, dengan satuan

milimeter, yaitu garis skala tetap yang tepat berada di depan gagang

pemutar.

Pada pembacaan skala putar akan kita peroleh suatu angka tertentu kemudian

kita kalikan dengan 0,01. Jumlah pembacaan skala tetap dan skala putar inilah

yang merupakan hasil pengukuran.

5. Neraca

Alat ukur massa adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur

massa suatu benda. Dalam kehidupan sehari-hari sering dijumpai yaitu

timbangan, neraca, dll. Biasanya orang awam susah membedakan antara

massa dan berat.

Jenis -jenis neraca yang sering digunakan saat praktikum adalah neraca tiga lengan,

seperti gambar diatas. Lengan paling belakang berskala 0 g 500 g, dengan skala

terkecil 100 g, lengan di depannya berskala 0 g 100 g, dengan skala terkecil 10 g;

dan lengan paling berskala 0 g 10 g, dengan skala terkecil 0,1 g. Selain itu ada

juga neraca 2 lengan seperti gambar di bawah ini.

Cara Kerja : Bacalah Skala yang ditunjukkan oleh anting (pemberat) pada

masing-masing lengan neraca. Hasil pengukuran dinyatakan dengan persamaan :

Hasil = Pembacaan skala pada lengan tengah + Pembacaan skala pada lengan

Belakang + Pembacaan skala pada lengan depan.

Massa benda yang diukur diletakkan pada salah satu piringan itu.

Kemudian piringan yang lain diletakkan beberapa anak timbangan untuk

membuat keseimbangan. Massa benda yang diukur sama dengan jumlah

massa anak timbangan yang digunakan untuk membuat keseimbangan.

Untuk lebih praktis mengukur massa suatu benda menggunakan

timbangan digital yang lebih sensitif dan peka namun harganya relatif lebih

mahal. gambar timbangan digital sebagai berikut

Gambar : neraca digital

6. Stopwatch

Stopwatch, dengan ketelitian 0,1 detik karena setiap skala pada

stopwatch dibagi menjadi 10 bagian. Alat ini biasanya digunakan untuk

pengukuran waktu dalam kegiatan olahraga atau dalam praktik penelitian.

Stopwatch adalah alat ukur waktu yang sering digunakan dan sering

dijumpai.

Perhatikan gambar ini

atau

Menurut gambar tersebut stopwatch memiliki skala utama yaitu detik

dan skala terkecil yaitu milidetik. Terdapat sepuluh skala terkecil sehingga

nilai skala terkecilnya 0,1 detik. Sehingga ketelitian alat ukur waktu ,

stopwach ini yaitu setengah dari skala terkecil yaitu 0,05 detik.

7. Alat Ukur Suhu (temperatur)

Alat ukur suhu adalah termometer, dan ada banyak jenis termomter.

Dilihat dari jenis skala ada tiga macam termomometer, yaitu Celcius,

Fahrenheit, dan Reamur. Ditinjau dari bahan termometrik yang digunakan

juga ada tiga jenis termometer, yaitu termometer gas, zat cair, dan zat padat

(termokopel dan hambatan platina)

Jenis

Termometer

Sifat Fisis yang

Diukur Prinsip Kerja

Jangkaua

n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan

Termometer

Air Raksa Mengukur suhu

-38.83C

hingga

360C

Cairan yang

digunakan air

raksa (Hg)

- Warna mengkilap

- Volume raksa berubah secara

teratur

- Tidak membasahi dinding

kaca

- Jangkauan suhu cukup lebar -

40C sampai 350C

- Dapat terpanasi secara merata

- Harga air raksa mahal

- Termasuk zat berbahaya

(RAKSA)

- Tidak dapat digunakan untuk

mengukur suhu sangat rendah

Termometer

Alkohol Mengukur suhu

-112C

hingga

78C

Cairan yang

digunakan

alkohol

- Lebih murah

- Teliti ( Kenaikan suhu kecil

berefek pada perubahan

volume yang besar)

- Dapat mengukur suhu sangat

rendah -112C

- Membasahi dinding kaca

- Tidak berwarna, sulit untuk

dilihat

- Titik didih rendah 78C

Termometer

Klinis

(Termometer

Digital)

Suhu Tubuh

Saat termometer

diletakkan pada

tubuh, thermometer

akan membaca

secara otomatis dan

ditampilkan dengan

angka-angka.

35C

hingga

42C

Menggunakan

prinsip

sensorik

digital.

- cepat (

- tidak mudah rusak

- bisa digunakan disemua site

- lumayan mahal (Rp 35 rb)

- kurang akurat & gampang

berubah / tergantung posisi.

Termometer

Ruang

Mengukur

temperatur

ruang

-50C

hingga

50C

Jenis

Termometer

Sifat Fisis yang

Diukur Prinsip Kerja

Jangkaua

n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan

Termometer

Maksimum-

Minimum

Untuk mengukur

suhu maksimum

dan minimum

misal cuaca

-40C

hingga

100C

Cairan yang

digunakan

alkohol atau

minyak

creosote dan

raksa

Termometer

Termokopel

digunakan untuk

mengubah

perbedaan panas

dalam benda

yang diukur

temperaturnya

menjadi

perubahan

potesial/

tegangan listrik

(voltase)

Suhu berbeda akan

menghasilkan arus

listrik yang berbeda.

hingga

1800K

Termometer

Termistor

Untuk mengukur

suhu

perubahan nilai

tahanan (atau

hambatan atau

werstan atau

resistance) jika suhu

atau temperatur yang

mengenai termistor

ini berubah

dapat dihubungkan dengan

komponen lain seperti

computer

jangkauan suhu terbatas

Jenis

Termometer

Sifat Fisis yang

Diukur Prinsip Kerja

Jangkaua

n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan

Termometer

Bimetal

Mekanik

Keping bimetal

sengaja dibuat

memiliki dua buah

keping logam karena

kepingan ini dapat

melengkung jika

terjadi perubahan

suhu. Prinsipnya,

apabila suhu berubah

menjadi tinggi,

keping bimetal akan

melengkung ke arah

logam yang

keoefisien muainya

lebih tinggi,

sedangkan jika suhu

menjadi rendah,

keping bimetal akan

melengkung ke arah

logam yang keofisien

muainya lebih rendah

terbuat dari

dua buah

kepingan

logam yang

memiliki

koefisien muai

berbeda yang

dikeling

(dipelat)

menjadi satu

Termometer

Gas Volume

Tetap

gas memuai lebih

besar daripada cairan

Jenis

Termometer

Sifat Fisis yang

Diukur Prinsip Kerja

Jangkaua

n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan

Termometer

Infra Merah

Mendeteksi

awan untuk

sistem operasi

teleskop jarak

jauh.

Memeriksa

peralatan

mekanika atau

kotak sakering

listrik atau

saluran hotspot

Memeriksa suhu

pemanas atau

oven, untuk

tujuan kontrol

dan kalibrasi

Mendeteksi titik

api/menunjukka

n diagnosa pada

produksi papan

rangkaian listrik

Memeriksa titik

api bagi

pemadam

kebakaran

Mendeteksi suhu

tubuh makhluk

hidup, seperti

manusia, hewan,

dll

Memonitor

proses

mengukur suhu

menggunakan radiasi

kotak hitam

(biasanya infra

merah) yang

dipancarkan objek.

menggunakan laser

untuk membantu

pekerjaan

pengukuran

- -

(Sumber : http://nurulauraa.blogspot.com/2012/06/fisika-jenis-jenis-termometer.html)

pendinginan

atau pemanasan

material, untuk

penelitian dan

pengembangan

atau quality

control pada

manufaktur

Jenis

Termometer

Sifat Fisis yang

Diukur Prinsip Kerja

Jangkaua

n Ukuran Karakteristik Kelebihan Kekurangan

Termometer

dgn Scanner

Untuk

pengukuran di

telinga

- sangat cepat (2 - 3 detik)

- mengurangi stressor pada anak

(anak kecil yang takut

dokter)

- unstable - tidak jarang tidak

mewakili kondisi pasien

sesungguhnya

- sangat mahal (yang bagus sekitar 800rb)

- hanya dapat digunakan di site2 tertentu.

Termometer

Platina

jangkauan lebar, peka dan

teliti

suhu tidak dibaca secara

langsung.

Pyrometer hingga

>1000C

8. Voltmeter

adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik.

Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan

pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat.

Prinsip kerja voltmeter hampir sama dengan ampermeter karena

desainnya juga terdiri dari galvanometer dan hambatan seri atau multiplier.

Galvanometer menggunakan prinsip hukum lorenzt dimana interaksi antara

medan magnet dan kuat arus akan menimbulkan gaya magnetic. Gaya

magnetik inilah yang menggerakkan jarum penunjuk sehingga menyimpang

pada saat dilewati oleh arus yang melewati kumparan. Makin besar kuat arus

makin besar pula penyimpangannya.

Mengenai bagaimana cara membaca hasil pengukuran arus listrik dan

tegangan, perlu kita ketahui dulu bagian-bagian dari alat tersebut. Bagian-

bagian amperemeter atau voltmeter terdiri dari batas ukur, terminal positif

skala dan terminal negatif seperti terlihat pada gambar. Untuk Membaca hasil

pengukuran amperemeter/voltmeter kita gunakan rumus: Keterangan: NP=

Nilai pengukuran, PJ = penunjukan jarum, ST=skala tertinggi, dan BU= Batas

ukur Voltmeter

9. Amperemeter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus

listrik. Cara pemakaian alat ukur amperemeter harus dihubungkan seri

terhadap instrumen dari alat pemakai. Untuk mengukur arus yang lebih kecil

digunakan alat ukur mili amper meter dan untulk yang lebih kecil

dipergunakan mikro amper meter. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi

elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari

fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.

Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus

yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan

menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum

amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula

simpangannya. Berikut adalah gambarnya

10. Ohmmeter

Ohm-meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu daya untuk

menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. Besarnya satuan

hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter

ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang

lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke

satuan ohm. Ohmmeter adalah alat yang umumnya tergabung pada

multimeter (dengan voltmeter dan ammeter) yang digunakan untuk mengukur

resistansi suatu komponen. Walaupun punya batasan, ohmmeter banyak

digunakan di toko dan di laboraturium untuk mengukur resistansi dari

komponen dan untuk menentukan kesalahan pada suatu rangkaian. Selain itu,

ohmmeter juga bisa digunakan untuk mengetahui kondisi suatu komponen

semikonduktor seperti dioda dan transisitor. Gambar 1 menunjukkan

ohmmeter baik analog dan digital.

Cara menentukan pembacaan hasil ukur sama saja dengan prinsip

pembacaan pada voltmwter dan amperemeter, rumus yang digunakan tidak

berbeda saat kita menghitung hasil ukur tegangan DC.

BU = Batas Ukur

SM = Skala maksimum yang dipakai

JP = Jarum Penunjuk

VAC = Tegangan terukur

DAFTAR PUSTAKA

http://devannobali.wordpress.com/2012/03/24/macam-macam-alat-ukur-dalam-

fisika-dan-fungsinya/

http://electrozone94.blogspot.com/2013/08/ampermeter-voltmeter-ohm-

meter.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Ohm-meter

http://fisikastudycenter.com/animasi-fisika/289-cara-membaca-mikrometer-skrup

http://nurhamsyahnyetz.wordpress.com/fisika-10/besaran-dan-

satuan/pengukuran/alat-ukur-massa-dan-ketelitian/

http://nurulauraa.blogspot.com/2012/06/fisika-jenis-jenis-termometer.html

http://rumushitung.com/2013/01/31/cara-menggunakan-jangka-sorong-2/

http://sahabat-ima.blogspot.com/2011/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html

http://www.zakapedia.com/2013/02/cara-menggunakan-jangka-sorong-dan.html