Bahan Kuliah Instrumen dan Pengukuran Teknik Elektro

1. 1. Standar Pengukuran
Simon Patabang
http://spatabang.blogspot.com

2. Satuan Dasar dan Satuan Turunan
Dalam pengukuran digunakan 2 buah satuan yaitu :
1. Satuan Dasar
2. Satuan Turunan
• Satuan adalah standar ukuran untuk setiap besaran.
• Besaran Dasar adalah satuan-satuan utama dalam
pengukuran yaitu panjang, massa dan waktu dengan
satuan dasar meter, kg, dan sekon. Simbol dimensinya
L, M, dan T.
• Satuan turunan adalah satuan-satuan lain yang berasal
dari satuan dasar. Misalnya luas satuannya m² dengan
simbol L², volume (m³) dengan simbol dimensi L³

3. Besaran Pokok
• Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur/ditentukan dan
dapat dinyatakan dengan angka.
• Pada umumnya besaran yang dapat diukur memiliki satuan.
Misalnya satuan dari besaran arus adalah amper, besaran
tegangan adalah Volt, besaran panjang adalah meter, jengkal,
depa, kaki, inchi dan lain-lain.
• Untuk mengurangi keanekaragaman jenis satuan, maka
ditentukan suatu sistem satuan baku yang berlaku dan diakui
di seluruh dunia.
• Sistem satuan ini disebut Sistem Satuan Internasional (SI)
• Dengan menjabarkan satuan dasar maka ditentukan pula
sistem desimal dengan faktor perkalian sbb:

4. Singkatan Faktor Pengali Dalam Pengukuran

5. Di dalam satuan SI ditentukan ada 6 besaran pokok
seperti pada table berikut :

6. Besaran Turunan
• Besaran yang diturunkan atau dijabarkan dari
besaran pokok disebut dengan besaran turunan.
• Contoh-contoh besaran turunan beserta satuan dan
lambangnya.

7. Satuan Listrik dan Magnet
Daftar besaran, satuan dan simbol di bidang kelistrikan
dan kemagnetan berlaku internasional.

8. Konversi Sistem Satuan Inggris

9. Contoh Konversi Satuan
1. Luas lantai sebuah bangunan adalah 5000m².
Tentukanlah luas tersebut dalam satuan kaki kuadrat
(ft²).
Penyelesaian :
Dari tabel diketahui :
1 ft = 30,48 cm atau 1 ft = 0,3048m.
1 m = 1/ 0,3048 ft = 3.281 ft
Maka :
A = 5000 m² x (3.281 ft/m)²
A = 53824, 805 ft²

10. 2. Kerapatan fluks (garis gaya magnet) dalam sistem CGS
adalah 20 maxwell/cm². Tentukanlah kerapatan
tersebut dalam garis/inci² (lines/in²) dimana 1 maxwell
= 1 garis gaya.
Diketahui :
B = 20 Maxwells/cm²
1 maxwell = 1 garis gaya
Penyelesaian :
B = 20 Maxwells/cm² x (2,54 cm/in)² x 1 line/ 1 Maxwell
B = 129 garis gaya/inci²

11. Pengelompokan Standar
Dengan adanya satuan dasar dan satuan turunan dalam
pengukuran, maka terdapat beberapa standar
pengukuran yang dikelompokkan menurut fungsi dan
pemakaiannya yaitu :
1. Standar Internasional
2. Standar primer
3. Standar Sekunder
4. Standar Kerja

12. 1. Standar Internasional :
• Ditentukan dan didefinisikan oleh perjanjian Interna-sional.
• Hanya digunakan sebagai pembanding dan kalibrasi dan
disimpan oleh IBMW (International Bureau of Weights and
Measures)
2. Standar Primer :
• Disimpan oleh labaoratorium standar nasional di berbagai
negara.
• Digunakan sebagai kalibrasi atas satuan-satuan dasar,
mekanik, dan satuan listrik terhadap hasil pengukuran di tiap-
tiap laboratorium nasional kemudian hasilnya dibandingkan
satu sama lain.

13. 3. Standar sekunder :
• Merupakan acuan dasar bagi standar-standar
pengukuran yang digunakan dalam laboratorium
industri dengan tanda bukti setifikat.
• Standar sekunder disimpan oleh masing-masing
laboratorium industri.
• Dikalibrasi di laboratorium Nasional dengan
membandingkan terhadap standar primer.

14. 4. Standar Kerja
• Adalah alat utama bagi sebuah laboratorium pengu-
kuran.
• Digunakan untuk memeriksa dan mengkalibrasi ketelitian
dan presisi instrumen-instrumen laboratorium industri.
• Misalnya sebuah pabrik memproduksi resistor/ tahanan.
Maka peralatan ukur di bagian kualiti kontrol
(pengendalian mutu) harus diuji untuk membuktikan
bahwa pengukurannya dilakukan dalam batas-batas
ketelitian yang diinginkan.

15. Ukuran Standar Kelistrikan
• Ukuran standar dalam pengukuran sangat penting,
karena sebagai acuan dalam peneraan alat ukur yang
diakui oleh organisasi internasional.
• Ada enam besaran yang berhubungan dengan
kelistrikan yang dibuat sebagai standar, yaitu standar
amper, resistansi, tegangan, kapasitansi, induktansi,
kemagnetan dan temperatur.

16. 1. Standar amper
• Digunakan sebagai satuan dasar arus listrik.
• Amper adalah arus konstan yang dialirkan
pada dua konduktor didalam ruang hampa
udara dengan jarak 1 meter, diantara kedua
penghantar menimbulkan gaya sebesar 2 x
10-7 newton/m panjang.
• Diukur dengan menggunakan Amper meter

17. 2. Standar resistansi
• Digunakan sebagai penghantar arus listrik.
• Resistansi adalah kawat alloy manganin resistansi
1Ω yang memiliki tahanan listrik tinggi dan
koefisien temperatur rendah, ditempatkan dalam
tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan
temperatur atmospher.
• Diukur dengan menggunakan Ohm meter.

18. 3. Standar tegangan
• Digunakan sebagai satuan untuk beda potensial
• Standar tegangan untuk pemeliharaan volt adalah
tabung gelas Weston normal pada suhu 4ºC.
Tegangan elektrode Weston pada suhu 200ºC
sebesar 1.01858 V.
• Diukur dengan menggunakan Volt meter

19. 4. Standar Kapasitansi
• Digunakanakan sebagai standar pengukuran untuk
kapasitor dengan satuan farad.
• Dapat dikur dengan menggunakan alat ukur
jembatan Maxwell
• Kapasitor standar dibuat dari susunan plat-plat
logam dimana luas dan jaraknya ditentukan dengan
tepat dan udara sebagai bahan dielektriknya.
• Bahan kapasitor yang baik adalah perak dan mika.

20. 5. Standar Induktansi
• Digunakan sebagai besaran untuk komponen
induktor dengan satuan Henry (H).
• Umunya terbuat dari tembaga yang berbentuk
gulungan dan biasa disebut kumparan.
• Standar induktansi yang tetap mempunyai nilai 100
μH sampai 100 H dengan ketelitian 0,1%.
• Standar induktansi bersama yang tetap mempunyai
nilai 0 sampai 200 mH dengan ketelitian 2,5%.
• Besarnya dapat diukur dengan Galvanometer.

21. 6. Standart temperatur
• Menurut ketentuan SI, diukur dengan derajat Kelvin
besaran derajat kelvin didasarkan pada tiga titik
acuan air saat kondisi menjadi es (membeku),
menjadi air (cair) dan saat air mendidih (menguap).
• Air menjadi es sama dengan 0ºCelsius =
273,16ºKelvin, air mendidih 100ºC.
• Diukur dengan menggunakan thermometer suhu.

22. Sistem Pengukuran
Ada dua sistem pengukuran yaitu
sistem analog dan sistem digital.
1. Sistem analog berhubungan
dengan informasi dan data
analog.
• Sinyal analog berbentuk fungsi
kontinyu, misalnya penunjukan
temperatur dalam ditunjukkan
oleh skala, penunjuk jarum
pada skala meter, atau
penunjukan skala elektronik.

23. 2. Sistem digital berhubungan
dengan informasi dan data
digital.
• Penunjukan angka digital
berupa angka diskrit dan
pulsa diskontinyu.
• Penunjukan display dari
tegangan atau arus dari
meter digital berupa angka
tanpa harus membaca dari
skala meter.

24. 1. Standar Fluks magnet
• Digunakan sebagai besaran
untuk garis gaya magnet
dengan satuan Tesla
• Besarnya fluks magnet diukur
dengan menggunakan
Galvanometer.

25. Latihan Soal
• Sebutkan standar pengukuran listrik
berdasarkan sistem Satuan Internasional.
• Sebutkan alat ukur untuk mengukur satuan-
satuan listrik.
• Jelaskan standar primer dan sekunder.