< Previous 47 alat ukur di industri. Dalam kehidupan sehari hari penggunaan alat ukur digunakan misalnya 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). Dalam bidang penelitian dan laboratorium alat ukur digunakan dengan berbagai jenis ragam misalnya buret, gelas ukur, kertas lakmus dan sebagainya. 1. KonstruksiUmum Instrumen Perhatikan oleh kamu alat ukur pada gambar disamping ini.Kita telah mengenal apa yang disebut dengan mistar atau penggaris, mistar ini ada yang terbuat dari kayu, ada yang dari pastik,dan yang paling baik terbuat dari besi stainless. Pada salah satu penampang lebar dari mistar tersebut biasanya dicantumkan angka-angka yang menunjukkan skala dari mistar. Dengan mistar ini kita dapat menentukan ukuran panjang sesuatu yang besarnya dapat dari penunjukan skala yang ada pada mistar. Dengan mistar inikita dapat menentukan ukuran panjang sesuatu yang besarnya dapat dibaca langsung dari penunjukan skala yang ada pada mistar. Dengan demikian mistar yang digunakan untuk mengukur panjang tersebut dapat dinamakan sebagai alat ukur. Tidak berlebihan kalau dikatakan bahwa mistar merupakan alat ukur yang paling sederhana bila ditinjau adanya satuan dasar. Dalam metrologi industri, benda-benda yang diukur tidaklah sesederhana kalau dibandingkan dengan pengukuran sebuah balok kayu yang meliputi panjang, lebar dan tinggi. Geometri benda ukur biasanya begitu komplek sehingga dalam pengukuran diperlukan kombinasi cara dan bentuk pengukuran yang bermacam-macam. Dengan demikian diperlukan juga bermacam-macam alat ukur yang memiliki karakteristik sendiri-sendiri. Karakteristik dari alat-alat ukur Gambar 2.5 Contoh Alat Ukur 48 inilah yang menyebabkan adanya perbedaan antara alat ukur yang satu dengan alat ukur lainnya. Karakteristik ini biasanya menyangkut pada konstruksi dan cara kerjanya. Secara garis besar, sebuah alat ukur mempunyai tiga komponen utama yaitu sensor, pengubah dan pencatat/penunjuk. a. Sensor atau Peraba Sensor merupakan bagian dari alat ukur yang menghubungkan alat ukur dengan benda atau obyek ukur. Sensor bagian yang merasakan adanya sinyal yang harus diukur atau bagian yang berhubungan langsung dengan benda ukurnya.Atau dengan kata lain sensor merupakan peraba dari alat ukur. Sebagai peraba dari alat ukur, maka sensor ini akan kontak langsung dengan benda ukur. Contoh dari sensor ini antara lain yaitu: kedua ujung dari mikrometer, kedua lengan jangka sorong, ujung dari jam ukur, jarum dari alat ukur kekasaran. Contoh sensor tersebut termasuk dalam kategori sensor mekanis. Pada alat-alat ukur optik sensor dimiliki pada sistem lensanya. Ada juga sensor lain yaitu sensor pneumatis yang banyak terdapat dalam alatukur yang prinsip kerjanya secara pneumatis. Ada dua jenis sensor, yaitu kontak dan non kontak. Sensor kontak banyak digunakan pada prinsip alat ukur mekanik dan elektrik, sedang sensor non kontak pada prinsip optik dan pneumatik. Contoh sensor pada mikrometer adalah kedua permukaan ukur yang menjepit benda ukur, pada dial indikator terletak pada ujung tangkai batang ukurnya. b. Pengubah (Tranduser) Bila sensor tadi merupakan bagian alat ukur yang menyentuh langsung benda ukur,maka bagian manakah dari alat ukur tersebut yang akan memberi arti dari pengukuran yang dilakukan. Sebab, tanpa adanya bagian khusus dari alat ukur yang meneruskan apa yang diterima oleh sensor maka si pengukurpun tidak memperoleh informasi apa-apa dari benda ukur. Ada satu bagian dari alat ukur yang sangat penting yang berfungsi sebagai penerus, pengubah atau pengolah semua isyarat yang diterima oleh sensor, 49 yaitu yang disebut dengan pengubah (tranduser). Dengan adanya pengubah inilah semua isyarat dari sensor diteruskan ke bagian lain yaitu penunjuk/pencatat yang terlebih dahulu di ubah datanya oleh bagian pengubah. Dengan demikian pengubah ini mempunyai fungsi untuk memperkuat/memperjelas dan memperbesar perbedaan yang kecil dari dimensibenda ukur yang merupakan sinyal yang diterima dari sensor dan mengirim hasil ke penunjuk atau indikator/rekorder maupun kontroler.Pada tranduser sinyal dirubah dengan besaran lain, misalnya system mekanik menjadi elektrik kemudian diubah kembali menjadi sistem mekanik Jadi prinsip kerja dari alat ukur tergantung dari pengubahnya, yang dapat dibedakan menjadi beberapa prinsip kerja, yaitu : 1) Sistem mekanik 2) Sistem elektrik 3) Sistem optik 4) Sistem pneumatik 5) Sistem gabungan diantara tersebut diatas, diantaranya: sistem optomekanik, sistem optoelektronik, sistem mekatronik Contoh tranduser pada mikrometer berupa sistem ulir presisi, pada dial indikator berupa sistem rodagigi yang dapat mengubah dari gerakan linier menjadi gerakan berputar pada indikatornya. c. Penunjuk atau Pencatat Hampir semua alat ukur mempunyai bagian yang disebut dengan penunjuk atau pencatat kecuali beberapa alat ukur batas atau standar. Dari bagian penunjuk inilah dapat dibaca atau diketahui besarnya harga hasil pengukuran.Penunjuk atau indikator berfungsi untuk menayangkan data ukur yang berupa garis-garis skala pada mikrometer atau jarum yang bergerak melingkar dengan menunjuk skala ukur yang melingkar juga. Rekorder dapat mencatat data ukur dalam bentuk numerik atau grafik, sedangkan kontroler berfungsi untuk mengendalikan besarnya nilai obyek yang diukur sesuai dengan nilai ukur yang dikehendaki. Tidak semua alat ukur dilengkapi dengan rekorder dan 50 atau kontroler, namun untuk alat-alat ukur yang modern yang dilengkapi dengan pembacaan digital sering dilengkapi dengan pengolah data secara statistik (SPC – statistic process control). Komponen pengolah data ini sangat membantu khususnya bagi mereka yang bekerja dibagian pengendalian mutu produk yang dibuat secara massa (mass product). Setiap dimensi dilakukan pengukuran beberapa kali, langsung data-data tersebut dapat diolah, sehingga operator dapat memperoleh informasi tentang harga rata-rata, simpangan baku dan parameter statistik lainnya termasuk penayangan histogram, diagram x-R dan data lainnya yang dibutuhkan. Dengan demikan secara umum, penunjuk/pencatat ini dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu penunjuk yang mempunyai skala dan penunjuk berangka (sistem digital). 2. Jenis Alat Ukur Geometris obyek ukur mempunyai bentuk yang bermacam-macam, karena itu caranya mengukur pun bisa bermacam-macam. Agar hasil pengukurannya mendapatkan hasil yang paling baik menurut standar yang berlaku maka perlu dipilih dan dibuat alat ukur tepat dan benar. 51 Perhatikan gambar instrumen berikut ini Isilah oleh kamu tabel di bawah ini dengan nama instrumen pada kolom, ceklis pada salahsatu bagian kolom cara kerja sesuai cara kerja instrumenya. Tabel Jenis Instrumen Berdasar cara Kerja No Nama Instrumen Cara kerja Mekanis Elektris Optis Pneumatis Dari identifikasi yang telah kamu lakukan, maka dapat kita kelompokkan instrumen sebagai berikut : Gambar 2.6 Bermacam Alat ukur 52 Selain itu instrumen dapat dikelompokkan sesuai jenis dari benda yang akan diukur, maka instrumen dapat diklasifikasikan menjadi: 1) Instrumen linier, baik alat ukur linier langsung maupun alat ukur linier tak langsung. 2) Instrumen sudut atau kemiringan. Ada alat ukur sudut yang langsung bisa dibaca skala sudutnya ada juga yang harus menggunakan perhitungan secara matematika. 3) Instrumen kedataran. 4) Instrumen untuk mengukur profil atau bentuk. 5) Instrumen ulir. 6) Instrumen roda gigi. 7) Instrumen mengecek kekasaran permukaan. Instrument dapat juga dikelompokkan melalui disiplin kerja atau besaran fisiknya. diantaranya: a. alat ukur dimensi: mistar, jangka sorong, mikrometer, bilah sudut, balok ukur, profile proyector, universal measurung machine. b. alat ukur massa : timbangan,comparator elektronik,weight set dst c. alat ukur mekanik; tachometer, torquemeter, stroboscope d. alat ukur fisik : gelas ukur, densitometer, visosimeter, flowmeter . e. alat ukur listrik: voltmeter, amperemeter, jembatan Wheatstone f. alat ukur suhu: termometer gelas, PRT Gambar 2.7 Pengelompokan Instrumen 53 g. alat ukur optik: luxmeter,fotometer, spectrometer Jika diklasifikasikan berdasar cara melakukan pengukuran, instrumen dikelompokkan menjadi; alat ukur langsung, alat ukur tak langsung, alat ukur kaliber batas, dan alat ukur bentuk standar. 1) Alat ukur langsung. Proses pengukuran yang hasil pengukurannya dapat dibaca langsung pada skala ukur dari alat ukur yang digunakan disebut dengan alat ukur langsung. Misalnya mengukur diameter poros dengan jangka sorong atau mikrometer. 2) Alat Ukur Tak Langsung Bila dalam proses pengukuran tidak bisa digunakan satu alat ukursaja dan tidak bisa dibaca langsung hasil pengukurannya pada skala ukurnya. Maka alat ukur yang demikian ini disebut dengan alat ukur tak langsung. Kadang-kadang untuk mengukur satu benda ukur diperlukan dua atau tiga alat ukur, biasanya ada alat ukur standar, alat ukur pembanding dan alat ukur pembantu. Misalnya mengukur ketirusan poros dengan menggunakan senter sinus (sine center) yang harus dibantu dengan jam ukur (dial indikator) dan blok ukur Gambar 2.8 Alat Ukur Langsung Gambar 2.9 Alat Ukur Tidak Langsung 54 3) Alat ukur kaliber batas. Kadang-kadang dalam proses pengukuran kita perlu melihat berapa besar ukuran benda yang dibuat melainkan hanya untuk melihat apakah benda yang dibuat masih dalam batas-batas toleransi tertentu. Misalnya saja mengukur diameter lubang. Dengan menggunakan alat ukur jenis kaliber batas dapat ditentukan apakah benda yang dibuat masuk dalam kategori diterima (Go) atau masuk dalam kategori dibuang atau ditolak (NoGo). Dengan demikian sudah tentu alat yang digunakan untuk pengecekannya adalah kaliber batas Go dan NoGo. Alat ukur seperti ini disebut alat ukur kaliber batas. Keputusan yang diambil adalah: dimensi yang masih dalam batas toleransi dianggap baik dan dipakai, sedang dimensi yang terletak di luar batas toleransi dianggap jelek. Pengukuran dengan alat ini tepat sekali untuk pengukuran dalam jumlah banyak dan membutuhkan waktu yang cepat. 4) Alat ukur standar. Alat ukur ini sifatnya hanya membandingkan bentuk benda yang dibuat dengan bentuk standar yang memang digunakan untuk alat pembanding. Misalnya kita akan mengecek sudut ulir atau roda gigi, mengecek sudut tirus dari poros kronis, mengecek radius dan sebagainya. Alat ukur standar mempunyai harga ukuran tertentu, biasanya digunakan bersama-sama dengan Gambar 2.11 Alat Standar Gambar 2.10 Alat Ukur Kaliber 55 alat ukur pembanding. Pengukuran dilakukan dengan alat ukur proyeksi. Jadi, disini sifatnya tidak membaca besarnya ukuran tetapi mencocokkan bentuk saja. Misalnya sudut ulir dicek dengan mal ulir atau alat pengecek ulir lainnya. 5) Alat ukur pembanding, Alat ukur yang mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi Dipakai sebagai pembanding alat ukur yang lain. Contohya jam ukur (dial indicator), pembanding (comparator). 3. Sifat UmumAlat Ukur Bagaimanapun baiknya atau sempurnanya suatu alat ukur tentu ada kekurangan-kekurangannya. Karena memang disadari bahwa alat ukur adalah buatan manusia. Kesempurnaan buatan manusia ada batasnya. Oleh karena itu, bila ada kekurang tepatan dari alat ukur harus kita maklumi karena hal itu memang merupakan sifat dari alat ukur. Untuk itu perlu juga dipelajari masalah sifat-sifat dari alat ukur. Dalam istilah keteknikan ada beberapa sifat dari alat ukur yang perlu diketahui yaitu: rantai kalibrasi, kepekaan, kemudahan baca, histerisis, kepasifan, kestabilan nol dan pengambangan. a. Rantai Kalibrasi. Kadang-kadang alat-alat ukur yang habis dipakai harus dicek kembali ketepatannya dengan membandingkannya pada alat ukur standar. Proses seperti ini biasa disebut dengan istilah kalibrasi. Kalibrasi adalah mencocokkan harga-harga yang ada pada skala ukur dengan harga-harga standar atau harga sebenarnya. Sebetulnya, Gambar 2.12 Alat Ukur Pembanding 56 kalibrasi ini tidak saja dilakukan pada alat-alat ukur yang sudah lama atau habis dipakai, tetapi juga untuk alat-alat ukur yang baru dibuat. Pemeriksaan alat-alat ukur standar panjang dapat dilakukan melalui rangkaian sebagai berikut: Tingkat 1: Pada tingkat ini kalibrasi untuk alat ukur kerja dengan alat ukur standar kerja. Tingkat 2:Pada tingkatan yang kedua, kalibrasi dilakukan untuk alat ukur standar kerja terhadap alat ukur standar. Tingkat 3:Pada tingkat yang ketiga, dilakukan kalibrasi alat ukur standar dengan alat ukur standar yang mempunyai tingkatan yang lebih tinggi, misalnya standar nasional. Tingkat4:Pada tingkat terakhir ini, dilakukan kalibrasi standar nasional dengan standar meter internasional. Dengan urut-urutan kalibrasi di atas maka dapat dijamin bahwa alat-alat ukur panjang masih tetap tepat dan teliti untuk digunakan dalam bengkel kerja. Di samping itu, dengan adanya rantai kalibrasi di atas dapat dihindari terjadinya pemeriksaan langsung alat ukur standar kerja dengan standar meter internasional. b. Ketertelusuran (Traceability) Kemampuan telusur (traceability) sangat erat kaitannya dengan kegiatan kalibrasi, yaitu sifat dari alat ukur dan bahan ukur yang dapat menghubungkan ke standar yang lebih tinggi sampai ke standar nasional dan atau internasional yang dapat diterima sebagai system pengukuran melalui suatu mata rantai tertentu. Secara umum semua bahan ukur, alat ukur harus tertelusur ke standar yang lebih tinggi akurasinya, standar-standar yang dipakai sebagi acuan adalah sbb: 1. Standar Kerja (Working Standard) – merupakan pembanding dari alat-alat ukur industri berada di laboratorium kalibrasi industri-industri 2. Standar Acuan (Reference Standard) – merupakan pembanding dari standar-standar kerja dan berada di Pusat- pusat Kalibrasi yang terakreditasi (KAN) Next >