Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

KONSEP DASAR PENGUKURAN TEKNIK

Oleh Ir. Najamudin, MT

Dosen Universitas Bandar Lampung

1.1 Pengukuran ( measurement )

Pengukuran adalah serangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu

besaran dalam bentuk angka (kwantitatif). Jadi mengukur adalah suatu proses yang

mengaitkan angka secara empirik dan obyektif pada sifat-sifat obyek atau kejadian nyata

sehingga angka yang diperoleh tersebut dapat memberikan gambaran yang jelas mengenai

obyek atau kejadian yang diukur.

1.2 Pengertian Alat Ukur (instrument)

Untuk melakukan kegiatan pengukuran, diperlukan suatu perangkat yang dinamakan

instrumen (alat ukur). Jadi instrumen adalah sesuatu yang digunakan untuk membantu kerja

indera untuk melakukan proses pengukuran. Misalnya pada mobil, manometer (pressure

gauge) pengukur tekanan udara dalam ban, termometer ( pengukur suhu mesin), speedometer

(pengukur kecepatan), levelmeter (pengukur bahan bakar pada tangki), pH meter (pengukur

derajat keasaman dalam batere) dst.

Instrument atau alat ukur terdiri dari banyak jenis yang dapat juga dikelompokkan melalui

disiplin kerja atau besaran fisiknya. diantaranya:

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

2

alat ukur dimensi: mistar, jangka sorong, mikrometer, dst.

alat ukur massa : timbangan

alat ukur mekanik; tachometer, torquemeter, dll

alat ukur fisik : gelas ukur, densitometer, flowmeter .

alat ukur listrik: voltmeter, amperemeter, jembatan Wheatstone

alat ukur suhu: termometer

alat ukur optik: luxmeter,fotometer, spectrometer dan lain‐lain

Instrumentasi (Instrumentation)

Adalah Bidang ilmu dan teknologi yang mencakup perencanaan, pembuatan dan penggunaan

instrument atau alat ukur besaran fisika atau sistem instrument untuk keperluan deteksi,

penelitian, pengukuran, pengaturan serta pengolahan data.

Kata diukur (Measured) digunakan untuk menunjukkan parameter Fisika tertentu yang

sedang diamati dan diukur, yaitu kuantitas masukan ke proses pengukuran dan kemudian

kegiatan pengukuran akan memberikan hasilnya.

Contoh :

Mengukur panjang diukur menggunakan mistar ukur (Standar), hasil (Pembacaan)

didapat dalam satuan panjang (Meter, cm, mm, ft, inch dst).

Mengukur suhu / Tempratur digunakan Thermometer (standar), dan hasil (Pembacaan)

didapat dalam satuan tempratur (0C,

0F)

Standar pembanding harus mempunyai sifat yang sama dengan yang diukur, dan diatur oleh

lembaga resmi atau organisasi yang diakui :

Misal :

National Bureau of Standard (NBS)

International Organisation for Standarisation (ISO)

Gambar 1.1. Proses Pengukuran

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

3

American National Standar Institute (ANSI)

Besaran-besaran yang digunakan seperti : Suhu, parameter-parameter aliran fluida, gerakan,

besaran-besaran dasar, massa, panjang, waktu dan sebagainya adalah yang termasuk dalam

ruang lingkup besaran mekanis.

Pengukuran besaran mekanis sering juga menggunakan elemen listrik karena dapat

mempermudah pengukuran untuk mentrandus atau mengubah besaran mekanis yang diukur

menjadi besaran listrik yang sesuai.

Pengukuran juga merupakan elemen dasar dari setiap proses pengendalian (Control Prosses).

Berbagai operasi proses pengendalian harian memerlukan pengukuran agar didapat unjuk

kerja yang benar.

Contoh :

Suatu pabrik kimia yang modern, setiap hari harus memantau suhu, aliran, tekanan, amplitudo

getaran dan lain-lain untuk menjamin sistem tersebut memberikan unjuk kerja yang benar.

Pengukuran juga merupakan dasar ekonomi dan bisnis misal untuk menentukan biaya harus

berdasarkan jumlah bahan, daya listrik, waktu dan tenaga kerja yang digunakan dan lain-lain.

Semakin canggih teknologi sistem pengukuran maka akan semakin mudah dan murah biaya

yang diperlukan untuk proses pengendalian. ( lihat sejarah perkembangan pengukuran).

1.3 Satuan-satuan Dalam Pengukuran

1.3.1 Satuan Dasar ”Sistem Internasional”-SI

Satuan Dasar adalah satuan pengukuran sebuah besaran dasar pada sebuah system besaran

phisik. Definisi dan realisasi dari setiap satuan dasar dapat berubah dengan adanya penelitian

kemetrologian yang dapat menemukan kemungkinan dicapainya definisi dan realisasi yang

lebih akurat dari besaran phisik tersebut.

Ilmu pengetahuan dan teknik menggunakan dua jenis satuan, yaitu satuan dasar dan satuan

turunan. Satuan-satuan dasar dalam mekanika terdiri dari panjang, massa dan waktu. Biasa

disebut dengan satuan-satuan dasar utama. Dalam beberapa besaran fisis tertentu pada ilmu

termal, listrik dan penerangan juga dinyatakan satuan-satuan dasar.

Arus listrik, temperatur, intensitas cahaya disebut dengan satuan dasar tambahan.

Sistem satuan dasar tersebut selanjutnya dikenal sebagai sistem internasional yang disebut

sistem SI. Sistem ini memuat 6 satuan dasar seperti tabel berikut ini.

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

4

Tabel 1.1 Satuan Dasar SI

1.3.2 Satuan Turunan SI

Satuan Turunan adalah sebuah satuan pengukuran dari sebuah besaran turunan dalam sebuah

sistem besaran.

Tabel 1.2 Satuan Turunan SI yang dinyatakan dengan satuan SI

Contoh : Dari hubungan fisik antara besaran panjang yang diukur dalam satuan m, dan besaran

waktu yang diukur dalam satuan s, maka besaran kecepatan yang diukur dalam satuan m/s

dapat diturunkan.Satuan turunan dinyatakan dalam satuan dasar dengan simbol matematis

perkalian dan pembagian.

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

5

Tabel 1.3 Satuan Turunan SI yang nama dan simbolnya terdapat satuan turunan SI

dengan nama simbol khusus.

Tabel 1.4 Satuan‐satuan SI yang diterima untuk digunakan bersama dengan satuan SI,

karena banyak digunakan (Satuan Selain SI yang diterima)

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

6

Tabel 1.5 Satuan‐satuan selain SI yang digunakan pada bidang‐bidang tertentu

Tabel 1.6 Prefiks atau Awalan Satuan SI

1.4 Sejarah Perkembangan Pengukuran dan Sistem Control (Pengendalian)

Sebelum tahun 1920 : Manual Control ( Pengendalian Manual )

Pengoperasian dan pengontrolan Plant / Pabrik Industri dilakukan secara manual di lapangan

atau pada areal mesinnya, misal pembukaan / penutupan valve, seting tekanan, aliran,

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

7

tempratur, level dan lain-lain. Semuanya dilakukan bersama-sama oleh pekerja dengan

memerlukan banyak tenaga atau sumber daya manusia.

Tahun 1920 – 1950 : Automatic Control 1 ( Pengendalian Automatis )

Pengendalian proses dan pengukuran telah menggunakan sistim Pheneumatic Control yang

dilengkapi Panel pengontrol indikator dengan sistim penunjukkan jarum skala. Sehingga dapat

meringankan tugas operator karena tidak harus mengontrol terus pada mesinnya langsung.

Sistim ini tidak membutukan terlalu banyak pekerja sehingga bisa menghemat tenaga dan

sumber daya manusia.

Tahun 1950 – 1975 : Automatic Control 2

Pengendalian dan penggunaan alat ukur menggunakan panel dengan Instrument Elektronik

dan Pheneumatic. Pengendalian proses dan mesin telah dapat dilakukan dengan jarak jauh

yaitu pengontrolan dilakukan pada ruang control (Control Room) dengan menggunakan

System Programmable Logic Control / PLC. Dalam pengoperasiannya cukup dilakukan oleh

dua orang operator.

Tahun 1975 sampai sekarang.

Distributed Control Sistem ( Sistem pengendalian terpadu )

Pengendalian dan penggunaan alat ukur menggunakan panel dengan Instrument telah

menggunakan teknologi canggih yaitu Teknologi Micro Processor dengan menggunakan

sistem computer yang disebut Distributed Control Sistem (DCS). Sistem ini dapat menyimpan

data, mencetak, serta dapat membuat laporan harian

(Dairy Report), dan data secara grafik yang dapat dicetak (Print).

Dalam pengoperasian dapat dilakukan oleh hanya satu orang yaitu pada ruang control

(Control Room).

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

8

Gambar 1.2 Panel Control Pada Mesin

Gambar 1.3 Programmable Logic Control /PLC (Control Room)

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

9

Gambar 1.4 Distributed Control Sistem / DCS (Control Room)

1.4 Istilah-istilah dalam pengukuran :

Ketepatan (Precision) : Ukuran keidentikan dan mampu ulang pengukuran (dalam alat

ukur)

Kepekaan (Sensitivity) : Kemampuan untuk merasakan perubahan

Kecermatan ( Resolution / Least Count ) : Skala terkecil alat ukur atau beda terkecil

antara dua penunjukan yang dapat dibaca.

Kesalahan (Error) : Perbedaan harga yang sebenarnya dengan hasil pengukuran.

Ketidak pastian : kemungkinan / kisaran kesalahan

Ketelitian (Accuracy) : Deviasi / Selisih / penyimpangan pengukuran terhadap

masukan yang diketahui atau kesesuaian antara hasil pengukuran terhadap harga

sebenarnya.

Kemampuan Bacaan (Readibility) : Kemampuan untuk menunjukkan seberapa teliti

skala suatu instrumen (alat) yang dibaca.

Pengukuran Teknik, Oleh Ir. Najamudin, MT Dosen Teknik Mesin UBL

10

Contoh :

Instrument yang mempunyai skala 300 mm tentu mempunyai kemampuan yang lebih tinggi

dari instrumen yang mempunyai skala 30 cm dalam jangkauan range yang sama.

Gambar 1.5 Mistar Ukur

1.5 Metode Dasar Pengukuran :

Pada umumnya metode pengukuran adalah membandingkan besaran yang diukur terhadap

standarnya. Bagaimana proses membandingkan dilakukan, diantarnya harus diketahui:

Konsep dasar tentang besaran yang dilakukan

Dalil fisika tentang besaran tersebut

Spesifikasi peralatan yang harus digunakan untuk pengukuran

Proses pengukuran yang dilakukan

Urut‐urutan langkah yang harus dilakukan

Kondisi lingkungan

a. Pembandingan Langsung, dengan standar primer atau skunder

Contoh :

Membandingkan panjang suatu batang dengan mistar ukur (Standar)

b. Pembandingan tak langsung, dengan menggunakan sistem yang telah dikalibrasi.

Pembandingan tak langsung menggunakan beberapa bentuk alat transduser yang

dikopel dengan alat-alat penghubung disebut sistem pengukuran.

Kebanyakan transduser mengubah masukan mekanis menjadi analog elektrik untuk

pemerosesan.

Semoga tulisan ini dapat bermanfaat untuk kita semua dan dapat menambah wawasan

di bidang Mechanical Engineering

Thanks

Ir. Najamudin, MT