PENGUKURAN BESARAN LISTRIK

DAFTAR REFERENSI :1. Cooper, W.D., 1985, Electronics Instrumentation

and Measurement Techniques, Prentice Hall.2. Sapii, Nishino, 1972, Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik, Pradnya Paramita.3. Dally, JW; Riley, W.F; McConnel, K.G,“Instrumentation

for Engineering Measurements”, 2nd Edition, John Wiley & Sons Inc., New York, 1993 (ISBN : 0-471-

60004-0)4. Helfrick, A.D; Cooper, W.D, “Modern Electronic

Instrumentation and Measurement techniques”,Prentice Hall, New Delhi-India, 1996 (ISBN : 81-203-0752-6)

Pengukuran ?Mengukur pada hakekatnya membandingkan suatu besaran yangbelum diketahui besarannya dengan besaran lain yang diketahuibesarnya. Untuk keperluan tersebut diperlukan alat ukur.

Pekerjaan pengukuran, memerlukan alat ukur yang baik. Alat ukur yang baik setidak-tidaknya mengandung informasi besaran-besaran yang diukur yang sesuai dengan kondisi senyatanya.

Akan tetapi didalam proses pengukuran terdapat kekeliruan-kekeliruan. Ada 2 kelompok kekeliruan, yaitu

a. kekeliruan sistematik (berkaitan dengan alat ukur, metode pengukuran, dan faktor manusia) dan

b. kekeliruanacak (berkaitan dengan faktor non teknis/sistematik).

Satuan dan Standar• Ilmu pengukuran listrik merupakan bagian

integral dari ilmu fisika. • Kebanyakan alat ukur yang digunakan sekarang

pada prinsipnya sama dengan alat ukur konvensional, tetapi sudah banyak mengalami perbaikan tentang ketelitiannya

• Untuk menetapkan nilai dari beberapa besaran yang bisa diukur, harus diketahui dulu nilai, jumlah dan satuannya.

• Jumlah biasanya ditulis dalam bentuk angka-angka sedangkan satuannya menunjukkan besarannya.

• Pengertian tentang besaran dan satuan adalah penting dan harus diketahui serta disetujui bersama oleh teknisi-teknisi antara bangsa -bangsa karena dengan melihat macam satuannya maka dapat diketahui besaran pada alat ukurnya.

• Untuk menetapkan sistem satuan ini dibentuklah suatu komisi standar internasional.

• Sistem satuan yang pertama adalah C.G.S. (Centimeter, Gram, Second) sebagai dasar.

• Ada dua sistem C.G.S. yang digunakan yaitu • C.G.S. elektrostatis dan • C.G.S. elektrodinamis.

• Dalam pengukuran listrik yang banyak digunakan adalah yang kedua.

Alat UkurSecara umum alat ukur ada 2 type yaitu :- Absolute Instruments

Merupakan alat ukur standar yang sering digunakan di laboratorium-laboratorium dan jarang dijumpai dalam pemakaian di pasaran lagi pula alat ini tidak memerlukan pengkalibrasian dan digunakan sebagai standar.

- Secondary InstrumentsMerupakan alat ukur dimana harga yang ditunjukkan karena adanya penyimpangan dari alat penunjuknya dan ternyata dalam penunjukan ada penyimpangan maka alat ini harus lebih dulu disesuaikan/dikalibrasi dengan membandingkan dengan absolute instruments atau alat ukur yang telah lebih dulu disesuaikan.

Alat ukur dikelompokkan menjadi 2 yaitu :a. Alat ukur analog – jarumb. Alat ukur digital – angka elektronik

Kesalahan-Kesalahan dalam Pengukuran

Didalam pengukuran listrik selalu dijumpai kesalahan-kesalahan hasil pengamatan. Kesalahan tersebut dapat terjadi karena sipengamat maupun oleh keadaan sekitarnya (suhu) atau dari alat ukur sendiri yang membuat kesalahan. Kesalahan dari konstruksi alat sendiri besarnya ditentukan oleh pabrik. Sebelum dibahas tentang kesalahan ini, maka perlu diketahui beberapa istilah yang dalam pengukuran listrik adalah sebagai berikut:

Istilah-istilah dalam pengukuran listrik :

- Ketelitian (Accuracy) : angka yang menunjukkan pendekatan dengan harga yang ditunjukkan sebenarnya dari pada besaran yang diukurContoh :Sebuah amperemeter menunjukkan arus sebesar 10A sedangkan accuracy 1% maka kesalahan pengukurannya adalah 1% X 10A = 0,1A sehingga harga sebenarnya dari hasil pengukurannya adalah (10 + 0,1)A.

- Presisi : kemampuan dari alat ukur dalam pengukurannya.Bila dalam pengukurannya kesalahannya kecil, maka presisinya tinggi, presisi ini hubungannya juga dengan accuracy.

- Sensitivitas : kemampuan alat ukur dengan input yang kecil sudah didapat perubahan output yang besar atau penyimpangan jarum penunjuk yang besar. Satuan sensitivitas: ohm/volt, secara umum sensitivitas ini hanya terdapat pada alat ukur voltmeter dimana tahanan dalam dari voltmeter tersebut besarnya adalah sensitivitas x dengan batas ukur voltmeter

- Error (kesalahan)a.Relative Error : merupakan

perbandingan antara besarnya pegukuran terhadap harga yang sebenarnya. Bila harga pembacaan adalah M sedang harga sebenarnya adalah T maka kesalahannya adalah [(M-T)/T]*100% yang dinyatakan dalam persentase, besar kecilnya error menunjukkan presisi dari alat ukur.

b. Kesalahan yang mungkin terjadi dalam pengukuran.

- karena konstruksi yang besarnya ditentukan oleh pabrik atau berdasarkan kelas alat ukur tersebut

- karena pembacaan jarum penunjuk, disebabkan karena jarum penunjuk kurang runcing, bayangan jarum penunjuk (kesalahan paralax)

- karena letak alat ukur- karena metode pengukuran- karena temperatur- karena ketidakpastian rangkaian- karena kesalahan lain

Ukuran Standar Kelistrikan• Ukuran standar dalam pengukuran sangat penting, karena

sebagai acuan dalam peneraan alat ukur yang diakui oleh komunitas internasional. Ada enam besaran yang berhubungan dengan kelistrikan yang dibuat sebagai standar, yaitu standar amper, resistansi, tegangan, kapasitansi, induktansi, kemagnetan, dan temperatur.

1. Standar ampermenurut ketentuan Standar Internasional (SI) adalah arus

konstan yang dialirkan pada dua konduktor dalam ruang hampa udara dengan jarak 1 meter, di antara kedua penghantar menimbulkan gaya = 2 × 10-7 newton/m panjang.

2. Standar resistansimenurut ketentuan SI adalah kawat alloy manganin

resistansi 1Ω yang memiliki tahanan listrik tinggi dan koefisien temperatur rendah, ditempatkan dalam tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan temperatur atmosfer.

3. Standar teganganketentuan SI adalah tabung gelas Weston mirip huruh

H memiliki dua elektrode, tabung elektrode positip berisi elektrolit mercury dan tabung elektrode negatip diisi elektrolit cadmium, ditempatkan dalam suhu ruangan. Tegangan elektrode Weston pada suhu 20°C sebesar 1.01858 V.

4. Standar Kapasitansimenurut ketentuan SI, diturunkan dari standart

resistansi SI dan standar tegangan SI, dengan menggunakan sistem jembatan Maxwell, dengan diketahui resistansi dan frekuensi secara teliti akan diperoleh standar kapasitansi (farad).

5. Standar Induktansimenurut ketentuan SI, diturunkan dari standar

resistansi dan standar kapasitansi, dengan metode geometris, standar induktor akan diperoleh.

6. Standart temperatur

menurut ketentuan SI, diukur dengan derajat kelvin besaran derajat kelvin didasarkan pada tiga titik acuan air saat kondisi menjadi es, menjadi air dan saat air mendidih. Air menjadi es sama dengan 0° celsius = 273,160 kelvin, air mendidih 100°C.