Modul ini membahas pengukuran regangan menggunakan strain gauge. Terdapat tiga sistem pengujian yaitu sistem tarik, torsi, dan bending. Strain gauge ditempelkan pada benda uji untuk mendeteksi perubahan dimensi akibat beban. Hasil pengukuran dibandingkan dengan perhitungan teoritis menggunakan hukum Hooke dan persamaan regangan.

1. MODUL 1
DASAR PENGUKURAN REGANGAN
LAPORAN PRAKTIKUM
TME 345 – Praktikum Mekanika Teknik
Nama : MikaelTimotius Kenny
NIM : 2015-041-002
Shift/Kelompok : MD / 1
TanggalPraktikum : 30 Agustus 2017
Asisten : Yosua Parlindungan
LABORATORIUM MEKANIKA EXPERIMENTAL
PRODI TEKNIK MESIN - FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KATOLIK INDONESIA ATMA JAYA
JAKARTA
2017

2. I. TUJUAN
1. Mengetahui penggunaan strain gauge pada sistem uji tarik, sistem torsi
dan sistem bending.
2. Membandingkan hasil regangan secara teoritis dengan hasil eksperimental
pada setiap pengujian.
II. TEORI DASAR
Pengukuran regangan dilakukan dengan meletakkan suatu sensor pada
struktur yang akan di uji. Sensor yang diperuntukkan sebagai pengukur
regangan adalah strain gauge. Strain gauge adalah bagian yang sangat
penting dari sebuah load cell, dengan fungsi untuk mendeteksi besarnya
perubahan dimensi jarak yang disebabkan oleh suatu elemen gaya. Strain
gauge secara umum digunakan dalam pengukuran presisi gaya, berat,
tekanan, torsi, dan perpindahan serta mekanis lainnya. Strain gauge
menghasilkan perubahan nilai tahanan yang proporsional dengan perubahan
panjang, sehingga digunakan untuk mengukur regangan yang dapat terjadi
pada suatu material. Strain gauge dapat digunakan dengan cara
menempelkannya sesuai dengan permukaan material yang sedang diuji dan
dengan wire yang searah dengan arah yang akan diuji yang ditunjukkan pada
Gambar 1.1.
Gambar 1.1. Strain Gauge
Sistem elektrikal akan berubah saat terjadi deformasi, sehingga regangan
dapat diukur melalui cara ini. Semua sistem elektrikal akan berkolaborasi
dengan perubahan dari regangan. Banyak dari pengukur strain gauge

3. otomatis yang berkolaborasi dengan perubahan tegangan listrik akibat
regangan.
a. Hukum Hooke
Pada hampir semua logam, ditahap sangat awal dari uji tarik,
hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan
perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear
zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan
Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan.
Tegangan (stress) adalah besarnya gaya dibagi dengan luas
penampang bahan. Regangan adalah besarnya deformasi akibat gaya -
beban atau tegangan (stress) yang diberikan. Tegangan menunjukkan
kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk pada benda. Rumus
tegangan ditunjukkan pada Persamaan 1.1 dan rumus regangan
ditunjukkan pada Persamaan 1.2.
𝜎 =
𝐹
𝐴
(1.1)
𝐴 = x. z
F = gaya tarikan, N
A = luas penampang, m2
x = panjang, m
z = lebar, m
𝜀 =
∆𝐿
𝐿
(1.2)
ΔL = Pertambahan panjang, m
L = Panjang awal benda, m
Maka, hubungan antara tegangan dan regangan ditunjukkan pada
Persamaan 1.3.
𝜎 = 𝜀𝐸 (1.3)
𝜀 = Regangan
E = Modulus Elastisitas, N/mm2
(MPa)
𝜎 = Tegangan, N/mm2
(MPa)
Pada Pengujian Puntir, gaya yang timbul pada penampang
merupakan gaya yang tegak lurus dengan sumbu dari suatu benda tersebut,

4. sehingga muncul tegangan dan regangan geser pada setiap posisi benda
yang diuji.
Tegangan dan regangan geser dapat diketahui dengan
menggunakan persamaan 1.4 & 1.6
𝜏 =
𝑇.
1
2
𝐷
𝐽
(1.4)
𝑇 = F.L (1.5)
𝛾 =
𝜏
𝐺
(1.6)
Hubungan antara regangan geser dengan regangan dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan 1.7
𝜀 =
𝛾
2
(1.7)
Pada pengujian bending, dimana spesimen mengalami gaya tekan
dan tarik pada titik yang sama dengan ketinggian dari luas permukaan
yang berbeda, dapat ditemukan tegangan yang terjadi dapat menggunakan
persamaan 1.8, dan regangan dapat ditemukan dengan menggunakan
persamaan1.3
𝜎 =
𝑀.𝑦
𝐼 𝑧
(1.8)
𝐼𝑧 =
𝑏.ℎ3
12
(1.9)
b. Rasio Poisson (v)

5. Pada Gambar 1.2. dapat dilihat bahwa rasio regangan melintang suatu
material terhadap regangan memanjang (menurut arah gaya yang diberikan).
Simeon Poisson, seorang matematikawan asal perancis, menemukannya saat
ia menyadari luas penampang suatu material berkurang ketika ditarik yang
ditunjukkan pada Persamaan 1.10.
v =
−𝜀 𝑥
𝜀 𝑦
(1.10)
Untuk kebanyakan logam, regangan yang searah dengan tegangannya, tiga
kali lebih besar dan polaritas berlawanan dengan regangan yang diukur pada
sudut yang benar untuk penerapan tegangan. Sehingga besar rasio poisson
untuk logam umumnya 0.3.
III. PERALATAN PERCOBAAN
a. Uji tarik
1. 1 unit strain gauge display.
2. 4 Bridge Completion Resisitors.
3. Connector Lead Assy.
4. Spesimen baja, tembaga, kuningan dan aluminium (lebar 10,06 mm x
tebal 2,02 mm).
5. Gantungan pemberat 500 g.
6. Pemberat terdiri dari 0,5 kg, 1 kg, 2 kg, 5 kg.
b. Uji torsi
1. 1 unit strain gauge display
2. 4 Bridge Completion Resisitors
3. Connector Lead Ass
4. Lengan torsi
5. Gantungan pemberat
6. 50 buah pemberat 10 g
c. Uji bending
1. 1 unit strain gauge display
2. 4 Bridge Completion Resisitors
3. Connector Lead Ass
4. Batang Kantilever

6. 5. Gantungan Pemberat
6. 50 buah pemberat 10 g
IV. PROSEDUR PERCOBAAN
*Pada percobaan ini praktikan jangan menyentuh sensor pada alat percobaan!
a. Uji tarik
1. Rangkai kabel penghubung secara full bridge dengan posisi kabel
merah berlawanan dengan kabel kuning dan kabel hijau berlawanan
dengan kabel biru. Setelah itu, hubungkan connector ke komputer,
lalu buka VDAS pilih menu “Tension system” untuk mengecek
apakah sudah terhubung atau belum.
2. Setting nilai active arm ke “n” dan gauge factor ke 2.11
3. Kemudian pasang benda uji yang diinginkan (baja, tembaga,
aluminium, dan kuningan) ke alat uji, lalu setting starin gauge
display pada titik nol ketika sudah stabil.
4. Pasang beban sebesar 1kg dan pada VDAS beban juga diubah ke
angka 1kg. Kemudian catat besar regangan dan tegangan yang
tercatat atau klik tombol untuk mencatat apabila menggunakan
VDAS.
5. Lakukan eksperimen tersebut dengan menambahkan beban sebesar
1kg sampai dengan total maksimal beban sebesar 10kg.
6. Bila sudah, lakukan prosedur 3-5 dengan bahan benda uji yang lain.
b. Uji torsi
1. Rangkai kabel penghubung secara full bridge dengan posisi kabel
merah berlawanan dengan kabel hijau dan kabel biru berlawanan
dengan kabel kuning. Setelah itu, hubungkan connector ke komputer,
lalu buka VDAS dan pastikan sudah terhubung.
2. Pilih menu “Torsion system”, lalu setting nilai active arm sebesar 4
dan gauge factor sebesar 2.05.
3. Kemudian ketika sudah stabil, alat di setting pada titik nol.
4. Pasang beban sebesar 250 g dan pada VDAS beban juga diubah ke
angka 250 g. Kemudian catat besar regangan dan tegangan yang

7. tercatat atau klik tombol untuk mencatat apabila menggunakan
VDAS.
5. Lakukan eksperimen tersebut dengan menambahkan beban sebesar
250 g sampai dengan total maksimal beban sebesar 500 g.
c. Uji bending
1. Rangkai kabel penghubung secara full bridge dengan posisi kabel
merah berlawanan dengan kabel biru dan kabel kuning berlawanan
dengan kabel hijau. Setelah itu, hubungkan connector ke komputer,
lalu buka VDAS dan pastikan sudah terhubung.
2. Pilih menu “Bending System” lalu setting nilai active arm sebesar 4
dan gauge factor sebesar 2.09.
3. Kemudian ketika sudah stabil, alat di setting titik nol.
4. Pasang beban sebesar 50 g dan pada VDAS beban juga diubah ke
angka 50 g. Kemudian catat besar regangan dan tegangan yang
tercatat atau klik tombol untuk mencatat apabila menggunakan
VDAS.
5. Lakukan eksperimen tersebut dengan menambahkan beban sebesar
50 g sampai dengan total maksimal beban sebesar 500 g.
V. TUGAS DAN PERTANYAAN
1. Jelaskan cara kerja strain gauge, dan contohnya di kehidupan sehari-hari !
Jawab :
Definisi strain gauge adalah sebuah elemen logam atau semikonduktor
yang resistansinya mengalami perubahan ketika dibawah suatu tekanan.
Bias disimpulkan bahwa strain gauge menggunakan perubahan hambatan
listrik yang diukur dengan menggunakan jembatan Wheatstone.
Penggunaan jembatan Wheatstone umum digunakan untuk pengukuran
strain gauge. Biasanya pada setiap lengan dari jembatan mengandung
elemen pendeteksi tegangan yang sensitif. Jembatan akan seimbang ketika
R1 R3 = R2 R4. Rangkaian jembatan Wheatstone dapat dilihat pada gambar
dibawah ini.

8. Aplikasi strain gauge :
Aplkasi strain gauge banyak diterapkan untuk mendeteksi perubahan
tekanan pada suatu materi uji. Strain gauge sering digunakan dalam
penelitian teknik mesin, pengembangan untuk mengukur tekanan yang
dilaukan oleh mesin, pengujina komponen pesawat terbang, pada bidang
biomedis dapat digunkan untuk mengukur kontraksi otot kardia secara
kontinyu, mengukur tekanan darah untuk menetahui abnormalitas,
mengukur laju pernapasan, dan juga dikembangkan untuk mendeteksi
tekanan yang cocok dalam pemasangan anggota tubuh buatan.
2. Apa perbedaan sistem tension, torsi, dan bending ?
Jawab :
Sistem tension adalah sistem dimana benda menerima gaya sejajar dengan
sumbu bendamya. Sistem torsi adalah sistem dimana benda menerima
gaya sejajar dengan sumbu putar benda. Sistem bending adalah sistem
diaman benda menerima gaya tegak lurus dengan sumbu bendanya.
3. Apa pengaruh bentuk sircuit pada strain gauge ?
Jawab :
Bentuk sircuit pada strain gauge memiliki pengaruh terhadap perubahan
luas penampang spesimen, serta tekanan yang diberikan oleh beban.
Sebagai contoh jika dilakukan uji tarik, maka specimen uji akan
menerima gaya sejajar dengan sumbu benda dan menyebabkan perubahan
luas penampang, maka sircuit diletakkan untuk membaca tekanan yang
menyebabkan perubahan luas penampang.
4. Jelaskan apa itu ratio poisson ?

9. Jawab :
Ratio poisson adalah perbandingan antara regangan horizontal (leteral
strain) dengan regangan vertical (axial strain) yang disebabkan beban
yang diberikan sejajar dengan sumbu dan regangan aksial.
VI. LEMBAR DATA, PERHITUNGAN, DAN ANALISIS
VI.I. LEMBAR DATA

12. VI.II. PERHITUNGAN
Data pada perhitungan menggunakan data no.10 :
1. Uji Tarik :
Baja :
Nilai F:
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = 10 𝐾𝑔. 9,81 𝑚
𝑠2⁄
𝐹 = 98,1 𝑁
Nilai A :
A = x.z
A= 9,7 mm . 2 mm
A = 19,4 mm2
Nilai :
𝜎 =
𝐹
𝐴
𝜎 =
98,1 𝑁
19,4 𝑚𝑚2
𝜎 = 5,056701031 𝑀𝑃𝑎
Nilai 𝜀 Teoritis:
Diketahui bahwa Modulus Elastisitas (E) Baja adalah 207 GPa,
𝜎 = 𝜀. 𝐸
𝜀 =
𝜎
𝐸
𝜀 =
5,056701031 𝑀𝑃𝑎
207 𝐺𝑃𝑎
𝜀 = 24,4285074 × 10−6
Alumunium :
Nilai F:
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = 10 𝐾𝑔. 9,81 𝑚
𝑠2⁄

13. 𝐹 = 98,1 𝑁
Nilai A :
A = x.z
A= 9,7 mm . 2 mm
A = 19,4 mm2
Nilai :
𝜎 =
𝐹
𝐴
𝜎 =
98,1 𝑁
19,4 𝑚𝑚2
𝜎 = 5,056701031 𝑀𝑃𝑎
Nilai 𝜀 Teoritis:
Diketahui bahwa Modulus Elastisitas (E) Alumunium adalah 69,3
GPa,
𝜎 = 𝜀. 𝐸
𝜀 =
𝜎
𝐸
𝜀 =
5,056701031 𝑀𝑃𝑎
69,3 𝐺𝑃𝑎
𝜀 = 72,96826885 × 10−6
Kuningan :
Nilai F:
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = 10 𝐾𝑔. 9,81 𝑚
𝑠2⁄
𝐹 = 98,1 𝑁
Nilai A :
A = x.z
A= 9,7 mm . 2 mm
A = 19,4 mm2

14. Nilai :
𝜎 =
𝐹
𝐴
𝜎 =
98,1 𝑁
19,4 𝑚𝑚2
𝜎 = 5,056701031 𝑀𝑃𝑎
Nilai 𝜀 Teoritis:
Diketahui bahwa Modulus Elastisitas (E) Kuningan adalah 104
GPa,
𝜎 = 𝜀. 𝐸
𝜀 =
𝜎
𝐸
𝜀 =
5,056701031 𝑀𝑃𝑎
104 𝐺𝑃𝑎
𝜀 = 48,6221253 × 10−6
Tembaga :
Nilai F:
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = 10 𝐾𝑔. 9,81 𝑚
𝑠2⁄
𝐹 = 98,1 𝑁
Nilai A :
A = x.z
A= 9,7 mm . 2 mm
A = 19,4 mm2
Nilai :
𝜎 =
𝐹
𝐴
𝜎 =
98,1 𝑁
19,4 𝑚𝑚2

15. 𝜎 = 5,056701031 𝑀𝑃𝑎
Nilai 𝜀 Teoritis:
Diketahui bahwa Modulus Elastisitas (E) Tembaga adalah 125
GPa,
𝜎 = 𝜀. 𝐸
𝜀 =
𝜎
𝐸
𝜀 =
5,056701031 𝑀𝑃𝑎
125 𝐺𝑃𝑎
𝜀 = 40,45360825 × 10−6
2. Uji Bending :
Nilai F :
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = 0,5 𝐾𝑔. 9,81 𝑚
𝑠2⁄
𝐹 = 4,905 𝑁
Nilai Iz :
𝐼𝑧 =
𝑏. ℎ3
12
𝐼𝑧 =
20𝑚𝑚. 5𝑚𝑚3
12
𝐼𝑧 = 208,33 𝑚𝑚4
Nilai M :
M = F . L
M = 4,905 𝑁 . 275 mm
M = 1348,875 N.mm
Nilai y :
y =
1
2
ℎ
y =
1
2
5𝑚𝑚
y = 2,5 mm

16. Nilai 𝜎 ∶
𝜎 =
𝑀.𝑦
𝐼 𝑧
𝜎 =
1348,875 𝑁𝑚𝑚 . 2,5𝑚𝑚
208,33 𝑚𝑚4
𝜎 = 16,18675899 𝑀𝑃𝑎
Nilai 𝜀 Teoritis:
Diketahui bahwa Modulus Elastisitas (E) adalah 207 GPa,
𝜎 = 𝜀. 𝐸
𝜀 =
𝜎
𝐸
𝜀 =
16,18675899 𝑀𝑃𝑎
207 𝐺𝑃𝑎
𝜀 = 78,19690333 × 10−6
3. Uji Torsi :
Nilai F :
𝐹 = 𝑚. 𝑔
𝐹 = 0,5 𝐾𝑔. 9,81 𝑚
𝑠2⁄
𝐹 = 4,905 𝑁
Nilai T :
T = F . L
T = 4,905 𝑁 . 0,15 m
T = 0,73575 N.m
T = 735,75 N.mm
Nilai J :
J =
1
32
𝜋 𝐷4
J =
1
32
𝜋 (0,01𝑚)4
J = 9,821428571 x 10-10 m4
J= 982,1428571 mm4

17. Nilai 𝜏 ∶
𝜏 =
𝑇.
1
2
𝐷
𝐽
𝜏 =
0,73575 N.m .
1
2
0,01 𝑚
9,821428571 x 10−10
𝜏 = 3745636,364
𝜏 = 3,745636364MPa
Nilai 𝛾 ∶
Diketahui bahwa G adalah 79,6 GPa,
𝛾 =
𝜏
𝐺
𝛾 =
3,745636364 MPa
79,6 𝐺𝑃𝑎
𝛾 = 47,05573322 × 10−6
Nilai 𝜀 Teoritis:
𝜀 =
𝛾
2
𝜀 =
𝛾
2
𝜀 =
47,05573322 × 10−6
2
𝜀 = 23,52786661 × 10−6
VI.III. ANALISIS
Berdasarkan data yang telah didapatkan, dapat dilihat bahwa pada
uji tarik, gaya yang diberikan pada semua jenis material adalah sama
(mengacu pada data m= 10 Kg), tetapi menghasilkan regangan yang
berbeda pada setiap jenis material. Data dapat dilihat pada tabel
dibawah ini.

18. Jenis
material
E(Modulus
Elastisitas)
𝜀
(𝐸𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛)
𝜀
(𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠)
Baja 207 GPa 26 x 10-6 24,428 x 10-6
Kuningan 104 GPa 82 x 10-6 48,6221 x 10-6
Alumunium 69,3 GPa 95 x 10-6 72,968 x 10-6
Tembaga 125 GPa 52 x 10-6 40,4536 x 10-6
Perbedaan regangan ekeperimen dengan teoritis dikarenakan oleh
modulus elastisitas setiap material yang berbeda. Modulus elastisitas
menunjukkan kecenderungan suatu material untuk berubah bentuk
dan kembali lagi kebentuk semula bila diberi beban. Jika
diperhatikan data yang telah didapat, material baja memiliki modulus
elastisitas yang tebesar artinya material baja lebih cenderung sulit
untuk meregang. Perbedaan modulus elastisitas dipengaruhi oleh
kekuatan ikatan atom yang ada pada setiap material. Regangan yang
didapatkan dengan ekperimen lebih besar daripada regangan yang
didapatkan dengan perhitungan teoritis, terutama untuk material
kuningan, alumunium, dan tembaga. Hal ini dapat disebabkan oleh
error yang terjadi selama pengumpulan data, seperti kabel pada strain
gauge yang tidak tepasang dengan baik dapat menyebabkan strain
gauge kurang akurat dalam memberikan data.
Pada data uji torsi dan uji bending, Data yang didapatkan pada uji
menunjukkan bahwa regangan yang didapatkan menggunakan
percobaan dengan regangan yang didapatkan dengan cara perhitungan
teoritis menghasilkan perbedaan yang cukup jauh. Perbedaan ini dapat
dilihat pada tabel dibawah ini. ( Tabel menggunakan data m =0,5)

19. Uji Torsi (G = 79,6 GPa) :
𝜀 𝐸𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 𝜀 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠
26 x 10-6 23,5278 x 10-6
Uji Bending (E=207 MPa) :
𝜀 𝐸𝑘𝑠𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛 𝜀 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑡𝑖𝑠
95 x 10-6 78,1969 x 10-6
Hal ini dapat terjadi dikarenakan factor kesalahan manusia dalam
mengatur gauge factor, pada uji bending terdapat kesalahan yaitu
memegang beban yang telah diberikan ke alat uji, sehingga strain
gauge membaca beban yang lebuh besar.
VII. SIMPULAN
 Modulus elastisitas memperngaruhi regangan yang terjadi, jika
semakin besar modulus elastisitasnya, maka material tersebut sangat
sulit untuk meregang
 Aplikasi strain gauge banyak diterapkan untuk mendeteksi
perubahan tekanan pada suatu materi uji.
 Sistem tension adalah sistem dimana benda menerima gaya sejajar
dengan sumbu bendamya. Sistem torsi adalah sistem dimana benda
menerima gaya sejajar dengan sumbu putar benda. Sistem bending
adalah sistem dimana benda menerima gaya tegak lurus dengan
sumbu bendanya.
 Strain gauge menghasilkan perubahan nilai tahanan yang
proporsional dengan perubahan panjang, sehingga digunakan untuk
mengukur regangan yang dapat terjadi pada suatu material.

20. VIII. DAFTAR PUSTAKA
[1] Beer, F. P., Johnston, E. R. & DeWolf, J. T., 2006. Mechanics of
Materials. 4th ed. New York: McGraw-Hill Education.
[2] Craig, Jr., R.R., Mechanics of Materials, 2nd ed., John Wiley & Sons, Inc.,
NY., 20
[3] Gere, J.M., and Timoshenko, S.P., Mechanics of Materials, 3rd ed.,
PWS-Kent Publ. Co., Boston, 1984.
[4] Riley, W.F., Sturges, L.D., and Morris, D.H., Mechanics of Materials,
5th ed., John Wiley & Sons, Inc., NY., 1999.
[5] Thomson, W.T., Theory of Vibration with Application, Prentice Hall, Inc., NJ,
1990.
IX. LAMPIRAN
Gambar 9.1. Sistem Tarik, Torsi, Bending

21. Gambar 9.2. Pemberat
Gambar 9.3. Jangka Sorong