Teori dasar pengukuran membahas tentang definisi pengukuran sebagai membandingkan besaran yang belum diketahui dengan besaran standar menggunakan alat ukur. Terdapat dua jenis besaran yaitu besaran pokok dan turunan, serta tiga aspek pengukuran yaitu fisik, mekanik, dan geometrik. Jenis-jenis alat ukur dibedakan berdasarkan sifat dan prinsip kerjanya, sedangkan karakteristik alat uk

1. TEORI DASAR PENGUKURAN
Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang belum diketahui
dengan besaran acuan atau besaran standar baik lokal, standar nasional maupun
standar internasional dengan menggunakan alat ukur. Besaran standar ini biasanya
terdapat atau terpasang pada alat ukur, dan alat ukur ini harus di kalibrasikan agar
bisa mengukur dengan baik dan tepat. Besaran merupakan sesuatu yang mempunyai
nilai dan satuan, sedangkan satuan adalah sesuatu yang mendefinisikan besaran.
 Syarat - syarat besaran :
 Dapat didefinisikan secara fisik.
 Jelas dan tidak berubah terhadap waktu.
 Dapat digunakan dimana saja.
 Besaran terdiri dari :
 Besaran pokok, merupakan besaran yang sesuai dengan standar
internasional.
Tabel 1 Besaran Pokok
Besaran Pokok Nama Satuan Dasar Simbol Dimensi
Panjang meter M [L]
Massa kilogram Kg [M]
Waktu sekon s [T]
Kuat Arus ampere A [I]
Temperatur kelvin K [θ]
Jumlah Zat mole N [N]
Intensitas Cahaya candela Cd [J]
 Besaran turunan, merupakan besaran yang diperoleh dari beberapa variabel
besaran pokok dalam bentuk persamaan.
Tabel 2 Besaran Turunan

2. Laboratorium Metrologi Industri
Besaran Nama Satuan Dasar Simbol
Luas Bidang meterpersegi m²
Volume meterkubik m³
Percepatan meterperdetik m/s
Gaya newton N,kg m/s²
Tekanan pascal Pa,N/m²,kg/(m s)²
Energi joule J,kg m²/s²
Daya watt W,kg m²/s³
Potensial Listrik volt V,kg m²/(s² A)
 Pengukuran dapat ditinjau dari 3 aspek yaitu:
1. Aspek Fisik
Contoh :
- Berat
- Massa
- Temperatur
- Tekanan
- Densitas, dll
Pengukuran aspek fisik dipelajari dalam pengukuran teknik (engineering
measurement).
2. Aspek Mekanik
Contoh :
- Kekuatan (strength)
- Keuletan (ductility)
- Kekerasan (hardness)
- Ketangguhan, dll
Kelompok 10

3. Laboratorium Metrologi Industri
Pengukuran aspek mekanik dipelajari dalam material teknik (materials
science and engineering)
3. Aspek Geometrik
Terdiri dari :
- Dimensi, contoh : diameter, panjang, lebar, dll
- Bentuk, contoh : kesejajaran, kelurusan, kedataran, kemiringan atau
sudut, kebulatan, ketegaklurusan, dll
- Kekasaran permukaan.
Pengukuran aspek geometrik dipelajari dalam metrologi industri.
Metrologi merupakan disiplin ilmu yang mempelajari tentang cara-cara
pengukuran besaran teknik, sedangkan Metrologi industri adalah ilmu dan teknologi
yang mempelajari pengukuran karateristik geometri suatu produk hasil proses
produksi dengan menggunakan alat ukur tertentu dan cara pengukuran tertentu untuk
mendapatkan hasil pengukuran yang mendekati nilai sebenarnya.
 Beberapa jenis pengukuran dalam metrologi :
1. Pengukuran linear, suatu pengukuran besaran panjang yang menggunakan alat
ukur langsung yang telah terkalibrasi dan hasil pengukuran dapat diperoleh
sacara langsung. Contoh : menggunakan mikrometer.
Gambar 1 Mikrometer
Kelompok 10

4. Laboratorium Metrologi Industri
2. Pengukuran sudut, suatu pengukuran sudut yang menggunakan alat ukur sudut
yang telah terkalibrasi dan hasil pengukuran dapat diperoleh secara langsung.
Contoh : menggunakan busur bilah.
Gambar 2 Busur Bilah
3. Pengukuran profil, suatu pengukuran yang membandingkan bentuk suatu
produk dengan bentuk acuan (standar) pada layar dari alat ukur proyeksi.
Contoh : menggunakan profile proyector.
Gambar 3 Profile Proyector
Kelompok 10

5. Laboratorium Metrologi Industri
4. Pengukuran ulir, suatu pengukuran yang mengukur jarak antar ulir pada suatu
produk. Contoh : menggunakan mikrometer ulir.
Gambar 4 Mikrometer Ulir
5. Pengukuran roda gigi, suatu pengukuran yang mengukur jarak antar pitch
pada roda gigi. Contoh : menggunakan mikrometer roda gigi.
Gambar 5 Mikrometer Roda Gigi
6. Pengukuran posisi, suatu pengukuran yang menggunakan sensor yang dapat
digerakkan dalam ruang yang digunakan untuk menentukan posisi. Contoh :
menggunakan coordinate measuring machine (CMM).
Gambar 6 Coordinate Measuring Machine
Kelompok 10

6. Laboratorium Metrologi Industri
7. Pengukuran kerataan dan kedataran, suatu pengukuran yang mengukur
kerataan dan kedataran permukaan suatu produk, Contoh : menggunakan
square level.
Gambar 7 Square Level
8. Pengukuran kekasaran permukaan, suatu pengukuran yang mengukur
kekasaran permukaan suatu produk. Contoh : menggunakan surface
roughness tester.
Gambar 8 Surface Roughness Tester
 Cara-Cara Pengukuran Dalam Metrologi :
1. Pengukuran langsung, suatu pengukuran yang dilakukan dengan
menggunakan alat ukur langsung, dimana hasil pengukuran dapat langsung
diperoleh. Contoh : Jangka Sorong.
Kelompok 10

7. Laboratorium Metrologi Industri
2. Pengukuran tak langsung, suatu pengukuran yang dilakukan dengan
menggunakan alat ukur pembanding, alat ukur standar dan alat ukur bantu.
Contoh : Dial Indicator.
3. Pemeriksaan kaliber batas, suatu pengukuran yang dilakukan dengan
menggunakan alat ukur kaliber batas, dimana tidak mengukur dimensi suatu
produk tetapi untuk memeriksa apakah suatu produk berada didalam/diluar
daerah toleransinya. Contoh : Kaliber Batas.
4. Membandingkan dengan bentuk standar atau acuan, suatu pengukuran yang
dilakukan dengan membandingkan bentuk produk yang dihasilkan dengan
bentuk standarnya/acuan. Contoh : Profile Proyector.
5. Pengukuran geometri khusus, suatu pengukuran yang mempunyai metoda dan
alat ukur khusus. Contoh : Surface Roughness Tester.
 Jenis-Jenis Alat Ukur, terbagi atas 2 :
1. Berdasarkan sifat, terbagi menjadi :
a) Berdasarkan sifat aslinya:
 Alat ukur langsung, suatu alat ukur yang dilengkapi dengan skala ukur
sehingga hasil pengukuran bisa langsung di baca atau diperoleh hasil
pengukuran. Contoh: Jangka Sorong.
Gambar 9 Jangka Sorong
Kelompok 10

8. Laboratorium Metrologi Industri
 Alat ukur pembanding, suatu alat ukur ini tidak bisa menunjukkan
hasil pengukuran dengan skala ukur, tetapi hanya bisa membandingkan
ukuran atau beda ukuran dari objek ukur. Misalnya: Dial Indicator.
Gambar 10 Dial Indicator
 Alat ukur standar, suatu alat ukur yang dilengkapi dengan satu skala
nominal, tidak dapat memberikan hasil pengukuran secara langsung
dan digunakan untuk kalibrasi alat ukur lainnya. Misalnya: Blok Ukur.
Gambar 11 Blok Ukur
Kelompok 10

9. Laboratorium Metrologi Industri
 Alat ukur kaliber batas, suatu alat ukur yang berfungsi untuk
menunjukkan apakah dimensi suatu produk berada di dalam atau di
luar daerah toleransi produk tersebut. Misalnya: Kaliber Lubang dan
Kaliber Poros
Gambar 12 Kaliber Poros
 Alat ukur bantu, suatu alat ukur bantu bukan merupakan alat ukur
tetapi mempunyai peranan penting dalam menentukan baik atau
tidaknya hasil pengukuran. Misalnya: Blok V.
Gambar 13 Blok V
Kelompok 10

10. Laboratorium Metrologi Industri
b) Berdasarkan sifat turunannya, dibedakan atas :
 Alat ukur khas, suatu alat ukur yang mempunyai metode dan alat ukur
khusus. Contoh : Surface Roughness Tester.
 Alat ukur koordinat, suatu alat ukur yang menggunakan sensor yang
dapat digerakkan dalam ruang yang digunakan untuk menentukan
posisi. Contoh : Coordinate Measuring Machine (CMM).
2. Berdasarkan prinsip kerjanya, dibedakan atas :
 Alat ukur mekanik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip mekanik.
Contoh : neraca/timbangan dua lengan, dial indicator
 Alat ukur elektrik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip elektrik.
contoh : Multi Tester
 Alat ukur optik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip optik/cahaya.
Contoh : Profile Proyector
 Alat ukur pneumatik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip fluida
(gas). Contoh : Alat ukur tekanan udara pada ban
 Alat ukur hidrolik, suatu alat ukur yang menggunakan prinsip fluida (cair).
Contoh : Jembatan Timbang.
 Sifat dari alat ukur :
1. Rantai Kalibrasi ( Trace Ability ), yaitu sifat mampu usut alat ukur
berdasarkan tingkatan kalibrasinya. Tingkatan kalibrasi alat ukur :
a. Alat ukur kerja (contoh: Mikrometer) di kalibrasi dengan alat ukur
standar kerja (contoh: Blok ukur kualitas 3).
b. Alat ukur standar kerja di kalibrasi dengan alat ukur standar.
c. Alat ukur standar di kalibrasi dengan alat ukur standar nasional.
Kelompok 10

11. Laboratorium Metrologi Industri
d. Alat ukur standar nasional di kalibrasi dengan alat ukur standar
internasional.
2. Kepekaan ( Sensitivity ), yaitu kemampuan alat ukur untuk merasakan suatu
perbedaan yang relatif kecil dari harga yang diukur.
Gambar 14 Kurva Kepekaan (Sensitivity)
3. Kemudahan Baca ( Read Ability ), yaitu kemampuan dari sistem penunjuk
untuk menunjukkan hasil pengukuran dengan jelas dan benar.
4. Penyimpangan ( histerisis ), yaitu penyimpangan yang terjadi pada hasil
pengukuran, dimana pengukuran dilakukan secara kontinu dari dua arah yang
berlawanan.
Gambar 15 Kurva Histerisis
Kelompok 10

12. Laboratorium Metrologi Industri
5. Kepasifan atau Lambat Bereaksi ( Passivity ), yaitu sensor telah merasakan
perubahan tetapi penunjuk belum mengisyaratkan adanya perubahan.
6. Pergeseran ( Shifting ), yaitu sistem penunjuk telah menunjukkan adanya
perubahan tetapi sensor belum mengisyaratkan adanya perubahan.
7. Kestabilan Nol ( Zero Stability ), yaitu kemampuan dari sistem penunjuk
untuk kembali ke posisi semula (nol ) bila benda ukur diambil seketika,
setelah dilakukannya pengukuran.
8. Pengambangan ( Floating ), yaitu keadaan dimana jarum penunjuk data/angka
digital selalu berubah – rubah yang diakibatkan perubahan kecil pada sensor.
 Konstruksi Umum Alat Ukur :
1. Sensor, bagian dari alat ukur yang berkontak langsung dengan benda ukur.
Sensor terbagi atas 2, yaitu :
 Sensor Kontak, yaitu sensor yang memberikan gaya atau tekanan
pengukuran. Misalnya: sensor mekanik
 Sensor non Kontak, yaitu sensor yang tidak memberikan gaya atau
penekanan pengukuran. Misanya: sensor optik, sensor pneumatik.
2. Pengubah (Tranducer), bagian alat yang berfungsi mengubah dan
memperbesar sinyal yang dirasakan oleh sensor menjadi besaran yang terukur,
dan diteruskan ke sistem penunjuk. Pengubah terbagi atas :
 Pengubah elektrik
Contoh: pengubah dengan prinsip induktif (transformator).
Kelompok 10

13. Laboratorium Metrologi Industri
Gambar 16 Contoh Sistem Pengubah Elektrik
 Pengubah mekanik
Contoh: sistem roda gigi dan batang bergigi dari jam ukur pada dial
indikator.
Gambar 17 Sistem Pengubah Pada Dial Indikator
 Pengubah optomekanik
Contoh: Sistem pengubah alat ukur optomekanik
Kelompok 10

14. Laboratorium Metrologi Industri
Gambar 18 Contoh Sistem Pengubah Optomekanik
 Pengubah Optik
Contoh: prinsip pengubah pada mikroskop.
Gambar 19 Contoh Sistem Pengubah Pada Mikroskop
 Pengubah Pneumatis.
Contoh : sistem pengubah dengan prinsip pneumatis.
Kelompok 10

15. Laboratorium Metrologi Industri
Gambar 20 Contoh Sistem Pengubah Optomekanik
3. Sistem penunjuk/pencatat, bagian dari alat ukur yang menunjukan hasil dari
pengukuran yang dilakukan.Sistem penunjuk terbagi atas :
 Penunjuk berskala
- Skala linear, contohnya: Jangka Sorong dan Mikrometer
- Skala melingkar, contohnya: Dial Indicator
 Penunjuk digital
- Mekanik
- Elektrik (LED)
 Karateristik Alat Ukur
1. Ketelitian ( Accuracy ), kemampuan alat ukur untuk menghasilkan nilai yang
mendekati nilai sebenarnya.
Kelompok 10

16. Laboratorium Metrologi Industri
Gambar 21 Ketelitian (Accuracy)
2. Ketepatan ( Precition ), kemampuan alat ukur untuk menghasilkan nilai yang
relatif sama dari beberapa pengukuran pada titik yang sama.
Gambar 22 Ketepatan (Precition)
3. Kecermatan (Resolution), skala terkecil yang dimiliki oleh suatu alat ukur.
 Empat kemungkinan hasil pengukuran
1. Tepat dan teliti 2. Tepat dan tidak teliti
3. Tidak tepat dan teliti 4. Tidak tepat dan tidak teliti
Kelompok 10

17. Laboratorium Metrologi Industri
Gambar 23 Kemungkinan Hasil Pengukuran
 Penyimpangan Dalam Proses Pengukuran
1. Penyimpangan dari alat ukur.
Hal ini disebabkan oleh karena alat ukur yang belum dikalibrasi.
2. Penyimpangan dari benda ukur.
Hal ini diakibatkan oleh defleksi pada benda ukur akibat :
- pengaruh tekanan kontak karena benda ukur lunak
- pengaruh tekanan kontak pada benda ukur yang bersilinder tipis
3. Penyimpangan posisi pengukuran.
Biasanya garis pengukuran harus sejajar dengan garis dimensi. Kalau garis
pengukuran membuat sudut q dengan garis dimensi (akibat posisi pengukuran
yang salah) maka akan menimbilakan kesalahan kosinus (cosine error).
Gambar 24 Penyimpangan Posisi Pengukuran
Kelompok 10
L = M cosθ-d cosθ

18. Laboratorium Metrologi Industri
4. Penyimpangan akibat lingkungan.
Yang perlu diperhatikan adalah pengaruh temperatur pada proses pengukuran,
dimana benda padat terutama logam berubah dimensinya apabila temperatur
berubah (ΔL = Lo α ΔT sifat pemuaian logam). ΔL= Perubahan Panjang,
Lo= Panjang awal, α= Koefisien pemuaian, ΔT= Pertambahan panjang.
Supaya hasil pengukuran sama maka secara internasional sudah disetujui
temperatur standar untuk pengukuran geometris adalah 20ºC.
5. Penyimpangan dari pengukur.
Dua orang yang melakukan pengukuran dengan alat ukur dan objek ukur yang
sama berkemungkinan menghasilkan pengukuran yang berbeda. Hal ini dapat
diakibatkan oleh pengalaman praktek mengukur, cara melakukan pengukuran
yang salah akibat tidak mengetahui dasar-dasar pengukuran yang benar.
Kelompok 10