Upload
yopie-lisyadi
View
105
Download
7
Embed Size (px)
DESCRIPTION
buku pengukuran besaran listrik Bab2-alat ukur analog
Citation preview
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
ALAT UKUR ANALOGARUS SEARAH
Alat Ukur dan PengukuranTelekom
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Pokok Bahasan
• Penunjuk Analog Arus Searah• Voltmeter DC• Ampermeter DC• Ohmmeter• Multimeter• Efek pembebanan
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
1. Penunjuk Analog Arus Searah(1/6)
Pendahuluan• Desain dari alat ukur voltmeter, ammeter atau ohmmeter
dimulai dari elemen yang sensitif terhadap arus. • Beberapa penunjuk analog yang biasa dipakai :
- Besi putar- kumparan putar- xy recorder- CRT- elektrodinamometer- elektrostatis
• Biasanya untuk alat ukur DC dipakai detektor arusberupa kumparan putar yang sering disebut dengangalvanometer
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
• Biasanya untuk alat ukur DC dipakai detektorarus berupa kumparan putar yang sering disebutdengan galvanometer
Sering kali disebut “alat ukur kumparan putar”adalah alat pengukur yang bekerja atas dasarprinsip dari adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnit yang berasaldari suatu magnit permanen
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Penunjuk Analog Arus Searah (2/6)
• Galvanometer terdiri darimagnet permanen, kumparanyang dapat berputar danjarum sebagai penunjuk
• PMMC Permanent Magnet Moving Coil mechanism
• Cara kerja: 1. bila arus melewati
kumparan, akan timbultorsi elektromagnetkumparan berputar
2. Torsi ini diimbangi oleh torsi yang dihasilkan olehrestoring spring
Konstruksi dan cara kerja galvanometer
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Penunjuk Analog Arus Searah (3/6)
3. Kesetimbangantorsi sudut kumparanjarum penunjuk skala
• Persamaan torsi
T = torsi (Nm)B = rapat fluks di udara (Wb/m2)A = luas efektif kumparan (m2)N = jumlah lilitan kumparanI = arus dalam kumparan putar
(A)
NIABT ×××=
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Penunjuk Analog Arus Searah (4/6)• Sifat dinamik galvanometer :
- kecepatan tanggap- redaman- overshoot
• Faktor yang mempengaruhi gerakan kumparan putar : - momen inersia kumparan putar terhadap sumbu (J)- torsi lawan oleh restoring spring- konstanta redaman
• PMMC gerak D’Arsonval- daya rendah 25 μW – 200 μW- jika masukan arus bolak-balik menunjukkan nilai
rata-rata tidak cocok u/ arus bolak-balik
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Penunjuk Analog Arus Searah (5/6)
• Beberapa karakteristik umum alat ukur :-1. Impedansi input
mengontrol daya yang dihilangkan dari sistem oleh instrument.
p = daya disipasiZm= impedansi input, untuk alat ukur arus searah nilai Zm = Rm
RCjR
ZZZZZ
Zvp
m
RC
RCm
m
ω+=
+=
=
1
2
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
2. Sensitivitasd = defleksi, vi =tegangan yang diukur
3. Ranged*=defleksi maksimum
S = sensitivitasv* = tegangan/range maksimum
4. Zero drift pergeseran nilai nol instrument5. Respon frekuensi pengaruh frek thd kerja instrument
vidS =
Sdv
** =
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Penunjuk Analog Arus Searah (6/6)• Sensitivitas galvanometer
- sensitivitas arusperbandingan antara defleksi (d) dengan arusyang menghasilkannya
- sensitivitas teganganperbandingan antara defleksi (d) dengan teganganyang menghasilkannya
- sensitivitas mega-ohmtahanan (dlm MΩ) yang harus dihubung seri dengan galvano agar menghasilkan defleksi 1 skala bila tegangan 1 V dimasukkan dalamrangkaian
Amm
IdSI μ
=
mVmm
VdSV =
AmmS
IdS IR μ==
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Redaman pada pegas
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Kelemahan Besi Putar
• Pengaruh medan magnet dari luar• Temperatur sekitar• Pemanasan sendiri stabil jika panas
tetap• Pergeseran titik nol• Gesekan• Umur perangkat lelah pegas• Letak alat ukur hrs datar
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
2. Voltmeter DC (1/5)
• Konstruksi Voltmeter DC terdiri dari :- tahanan pengali/multiplier (Rs)- tahanan dalam galvano (Rg)- arus masukan galvano (Ig)
Multiplier tahanan untuk mengubah gerakanD’Arsonval menjadi voltmeter arus searah
Im
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Voltmeter DC (2/5)
• Batas ukur Voltmeter :(ditentukan oleh multiplier/Rs )
• Voltmeter dengan batas ukur ganda
)( gsmmaks RRIV +=
gm
maks
m
gmmakss R
IV
IRIV
R −=−
=
Batas ukur ganda sederhana Batas ukur ganda universal
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Voltmeter DC (3/5)• Sensitivitas voltmeter
- nilai ohm per Volt (ohm-per-Volt rating)nilai perbandingan Rtotal (Rg + Rmultiplier) terhadap Vmaks
- efek pembebananpemasangan voltmeter secara paralel akanmembuat voltmeter seperti shunt, akanterjadi drop tegangan. Untuk mengatasiVoltmeter harus mempunyai nilai ohm per volt yang sangat tinggi
VIS
dp
Ω=
1
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Voltmeter DC (4/5)
• Beberapa Voltmeter DC dengan kegunaankhusus- Voltmeter untuk sinyal yang berubah
secara perlahan- Voltmeter untuk sinyal yang berubahsecara cepat
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Voltmeter DC (5/5)Contoh soal :Dua volt meter digunakan
untuk mengukur rangkaiandisamping dengansensitivitas 1000 Ω/V dan20000 Ω/V
a) Berapa pembacaanmasing-masing
b) Kesalahan tiappembacaan dalam persenthd nilai sebenarnya
Ωk50
Ωk100
V150
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
3. Ampermeter DC (1/4)• Konstruksi Ampermeter
DCterdiri dari :- tahanan shunt (Rs)- tahanan dalam galvano (Rg)- arus masukan galvano (Ig)- arus masuk ke Rs (Is)
Tahanan shunt tahanan untukmembagi arus yang masuk kegalvanometer
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Ampermeter DC (2/4)
• Batas ukurAmpermeter
s
mmsggss
ukuralatshunt
IRIRRIRI
VV
==
=
dan
m
mms
ms
IIRIR
III
−=
−=
dituliskandapat
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Ampermeter DC (3/4)
• Ampermeter denganbatas ukur ganda
Batas ukur ganda sederhana
Ra
Rg
Rb
Rc
Rd
-
+
Batas ukur universal/Ayrton
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
Ampermeter DC (4/4)
Perbandingan dua jenis ampermeter1. Batas ukur ganda sederhana :
- ada kemungkinan arus masuk galvano tanpamelalui shunt, untuk mengatasinya switch harus yang bertipe “make before break”
2. Batas ukur ganda Ayrton : - mencegah kemungkinan arus masuk tanpalewat shunt, tahanan total lebih tinggi
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom
4. OHMMETER
• Tugas 1.Kelompok, maksimum 3 orang. Buatkonstruksi ohmmeter analog, lengkapdengan gambar, bagian-bagiannya, spesifikasi dan cara kerjanya.
EL 2222 Pengukuran ElektrikFakultal Elektro & Komunikasi
Institut Teknologi Telkom