praktikum instrumentasi fiska
TRANSCRIPT
PETUNJUK PRAKTIKUM
INSTRUMENTASI FISIKA
Disusun Oleh:
Dr. Mara Bangun Harahap, M.S.
Winsyahputra Ritonga, S.Pd
Mukti Hamjah, M.Si
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA)
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED)
2008
Hanya Untuk Kalangan Sendiri; Tidak Diperjualbelikan Secara Bebas;
Dilarang mengkopi atau memperbanyak diktat ini tanpa izin tertulis dari
Penyusun; Hak Pengarang/Penyusun Dilindungi Undang-undang.
KATA PENGANTARMateri Petunjuk Praktikum ini, dipilih dan disadur (juga, disesuaikan dengan peralatan yang ada di Laboratorium Jurusan Fisika FMIPA UNIMED) terutama dari buku: [Overbeck, C.J. dkk. (1967) Selective Experiments in Physics (Electromagnetics), USA: Cenco Inc.]; [Zbar, Paukl B. (1983). Basic Electricity: A Text-Lab Manual, Fifth Edition. New York: Gregg Division McGraw-Hill Book Company.] dan [Gayakwad, Ramakant A. (1988). Op Amps & Linier Integrated Circuits, New Delhi: Prentice-Hall of India.]. Buku-buku itu dipilih sebagai sumber utama, karena dari buku-buku tersebut dapat disadur ‘teori penting’, ‘metoda umum’ dan ‘prosedur kerja’ yang sangat lengkap, sehingga dapat memperjelas posisi praktikum (eksperimen) dalam proses belajar mengajar. Memperjelas posisi praktikum dalam proses belajar mengajar adalah: janganlah kegiatan praktikum dilakukan hanya karena ‘ada dalam kurikulum’, sehingga tidak dapat dielakkan, tetapi hendaknya disadari sebagai ‘bagian penting kegiatan untuk memahami prinsisp-prinsip fiaika’.
Dalam petunjuk praktikum ini hanya diliput materi perkuliahan Instrumentasi Fisika tentang: peranti-peranti pengukuran dan penginderaan listrik dasar dan instrumentasi elektronika. Materi lainnya, seperti peranti-peranti pengukuran tekanan, aliran, suhu, radiasi termal dan radiasi nuklir hanya diperagakan (didemonstrasikan oleh dosen) pada waktu perkuliahan teor Instrumentasi Fisika dan pada waktu perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika. Alasan untuk tidak memuat materi tersebut adalah mengingat jumlah set alat sejenis tentang materi tersebut di laboratorium fisika FMIPA UNIMED tidak mencukupi untuk jumlah mahasiswa yang mengambil mata kuliah Instrumentasi Fisika.
Selain itu, mengingat banyaknya materi Instrumentasi Fisika, maka penyusun harus pandai memilih materi mana yang bersifat fundamental, karena tidak mungkin mempraktikumkan semua materi itu dengan hanya memberikan bobot 1 sks untuk perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika. Oleh karena itu, dengan keterbatasan-keterbatasan yang disebutkan di atas, maka penyusun merasa (berdasarkan pengalaman mengajar dengan fasilitas laboratorium terbatas) bahwa materi yang diliput pada petunjuk praktikum ini telah memenuhi untuk bobot 1 sks perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika dengan ketentuan bahwa materi lainnya dapat diperagakan (didemonstrasikan) pada waktu perkuliahan teori dan praktikum Instrumentasi Fisika. Pada revisi petunjuk praktikum ini, yakni pada perkuliahan Praktikum Instrumentasi Fisika pada kesempatan berikutnya diharapkan materi perkuliahan telah dapat diliput seluruhnya. Meskipun adanya keterbatasan itu, penyusun meyakini bahwa uraian dalam petunjuk praktikum ini dapat membantu para mahasiswa merancang instrumen pengukuran (Instrumentasi Pengukuran) dengan baik.
Pada kesempatan ini, penyusun mengucapkan terimakasih kepada semua fihak yang telah ikut membantu secara langsung maupun tidak langsung dalam mewujudkan petunjuk praktikum ini. Kritik yang bersifat membangun dari rekan dosen dan mahasiswa, yang ditujukan untuk perbaikan pada revisi petunjuk praktikum ini nantinya, sangat diharapkan
Medan, Agustus 2008
Penyusun,
INSTRUMENTASI FISIKA
1
Para mahasiswa per kelompok (group) ditugaskan untuk mendisain instrumen
pengukuran [dalam perkuliahan ini, instrumaen pengukuran (alat ukur) yang didisain
dan diwujudkan para mahasiswa per kelompok disebut instrumen pengukuran
eksperimental]; kemudian disain itu diwujudkan dengan berpedoman pada bentuk umum
sistem pengukuran (kebanyakan sistem pengukuran terdiri atas tiga bagian: tahap
detektor-transduser, tahap antara dan tahap akhir) dalam bentuk instrumen fisika
(setidaknya para mahasiswa per kelompok melakukan perakitan rangkaian); serta
dieksperimenkan (para mahasiswa per kelompok setidaknya melakukan kalibrasi,
penentuan ketelitian atau/dan penentuan kesensitifan instrumen pengukuran
eksperimental) dan hasil eksperimen dilaporkan kepada dosen mata kuliah Alat Ukur dan
Instrumentasi Fisika sebagai hasil kerja pendisainan instrumen fisika.
Mengingat bahwa rangkaian yang harus dirakit para mahasiswa per kelompok
mengandung rangkaian penguat op amp, padahal perkuliahan tentang penguat dalam
matakuliah Elektronika adalah pada akhir perkuliahan, maka pelaksanaan: perakitan,
pengeksperimen dan pelaporan hasil eksperimen diharapkan selesai juga pada akhir
perkuliahan Praktikum Alat Ukur dan Instrumentasi Fisika. Selain itu, perlu dinyatakan di
sini bahwa peralatan yang tidak tersedia di laboratorium Fisika harus diusahakan
pengadaannya oleh para mahasiswa per kelompok. Jika mahasiswa memakai alat yang
tersedia di laboratorium Fisika FMIPA UNIMED, para mahasiswa per kelompok
diharuskan menghubungi Kepala Laboratarium Fisika untuk memohon izin pemakaian
alat. Format permohonan pemakaian alat dan prosedur memakai ruang laboratarium
tersedia di laboratarium fisika. Para mahasiswa diharuskan mengikuti dan mematuhi
semua prosedur yang berlaku di laboratorium Fisika FMIPA UNIMED.
2
Instrumen Pengukuran Eksperimental 1
DISAIN METER VOM
TUJUAN :
1. Untuk mendisain sebuah meter VOM (Volt-Ohm-Milliammeter) yang memenuhi
jangkau yang diinginkan.
2. Mengkalibrasi skala meter VOM eksperimental tersebut.
TEORI :
Dalam eksperimen 1 sampai 6 , anda telah mempelajari karakteristik Meter
Gerakan dan penerapannya sebagai elemen rangkaian dalam pengukuran voltase, arus dan
hambatan. Anda telah mempelajari bagaimana menentukan karakteristik Meter Gerakan,
bagaimana mendesain hambatan pengganda (multiplier) dan hambatan pirau (shunt)
untuk jangkau voltase dan arus spesipik; bagaimana menghitung nilai hambatan seri yang
diperlukan untuk mengkonversi Meter Gerakan menjadi ohm meter seri untuk jangkau
spesifik. Sekarang seharusnya anda dapat menerapkan pengetahuan anda untuk
mendesain dan mengkonstruksi VOM multi jangkau.
VOM DC Sederhana
Pada gambar 1 diperlihatkan teknik sederhana berupa pemanfaatan pin jack untuk
penseleksian rangkaian dan jangkau, untuk mendesain sebuah VOM .
Gambar 1. VOM DC Sedrhana
3
Pada gambar 1, terlihat Meter Gerakan ½ mA besaran dengan rangkaian yang sesuai ,
berperilaku sebagai milliameter tiga jangkau, volt meter jangkau dan ohm meter dua
jangkau untuk semua pengakuan kuar tes hitam ditancapkan pada jack bersama
(common). Kuar tes merah ditancapkan ke satu dari jack sisa untuk memilih fungsi yang
sesuai (arus, voltase, atau hambatan) dan jangkau. Sebagai contoh, untuk pengukuran
arus 1 mA atau kurang, kuar merah ditancapkan pada jack 1mA. Untuk arus muatan 1
mA dan 10 mA dipakai jack 10 mA. Untuk voltase kurang dari 10 V, dipakai jack 10 V,
dan sebagainya.
Jangkau hambatan ditandai 100.000 . Tanda itu
menggambarkan hambatan maksimum yang dapat dibaca pada setiap jangkau masing-
masing.
Jangkau milliameter yang diterapkan adalah cincin atau hambatan pirau (shunt)
Ayrton, , yang operasinya akan dijelaskan berikut ini. Pengganda
(multiplier) yang digunakan adalah . Nilai-nilai pengganda itu, keduanya,
arus yang ditarik oleh Meter Gerakan M dan arus dalam susunan seri hambatan pirau
(shunt) mesti diperhatikan. Jadi M dan shuntnya bertindak sebagai Meter
Gerakan 1 mA. Sebagai contoh, jika hambatan antara titik A dan B adalah ,
maka
(Arus pada untuk defleksi skala penuh adalah 1mA) masing-masing
adalah Reostad Pengatur Ohm untuk jangkauan . Pada jangkau
100.000 , dipakai sebuah baterai 1,5 V sedangkan pada jangkau 100.000 , dibutuhkan
baterai 15V. Dalam menghitung jangkau Resistan seri, contoh , Meter Gerakan
dan shunt kembali diperlakukan seperti Meter Gerakan 1 mA. Oleh karena itu, ketika
Meter dinaikan pada jangkau itu, kita dapat menentukan dengan menerapkan
hukum ohm.
4
Kita dapat memilih resistan 1200 . Ingat
pembacaan tengah skala pada jangkau ini adalah .
Hambatan Pirau ( Shunt ) Ayrton
Pada gambar 2, ditunjukka rangkaian Meter Arus tiga jangkau. M adalah Meter Gerakan
yang kesensitifannya , dan hambatan dalamnya .
Kita mengharapkan dapat menentukan nilai cinci resistor shunt yang akan
mengkonversi Meter gerakan menjadi meter Arus dengan jangkau 1mA, 10 mA dan 100
mA. Pada jangkau 1 mA, shunt terdiri dari jumlah tiga resistor, yaitu:
…………………………(3)
GAMBAR 2 Milliammeter Tiga Jangkau memakai shunt cincin
Pada defleksi skala penuh akan ada arus ½ mA dalam Meter Gerakan, dan ½ mA pada
shunt. Oleh karena itu, shunt dan hambatan Meter Gerakan akan sama, dan
………………………………….………….(4)
Pada jangkau 10 mA, rangkaian akan terlihat sebagai gambar 3. Shunt sekarang terdiri
dari R1 + R2., yang paralel dengan M yang seri dengan R3. Karena R1+R2+R3 = 100 ,
maka
……………………………………………….(5)
5
GAMBAR 3 Rangkaian pada jangkau 10 mA
Sekarang kita dapat menentukan . Pada defleksi skala penuh , arus dalam meter
gerakan adalah 0,0005A , sedangkan arus pada shunt adalah 0,0095A. Dengan demikian,
voltase menyilang sama dengan voltase menyilang .
………………………..(6)
Gambar 3. (Fig.36.6). Angkaian pad jangku 10 mA
Persamaan (6) dapat diselesaikan, sehingga
………………………………………………………(7)
Substitusi ke persamaan (5), diperoleh
……………………………………………………..(8)
GAMBAR 4 Rangkaian pada jangkau 100 mA
6
Sekarang perhatikan jangkau 100 mA, pada gambar 4, adalah shunt, yang
pararel dengan kombinasi seri Meter Gerakan . Oleh karena itu
………………………………………………………..(9)
Gambar 4. Rangkaian pada jangkau 100mA (Fig.36.4)
Sekarang dapat diselesaikan untuk . Arus dalam Meter Gerakan pada defleksi skala
kembali 0,0005 A, sedangkan pada shunt adalah 0,0995 A. Karena itu
0,0005 (100+90+ …………………………………(10)
Kita selesaikan persamaan (10), diperoleh
…………………………………………………………….(11)
dan
……………………………………………………………..(12)
Metodea ini dapat dikembalikan untuk menentukan nilai-nilai sejumlah resistor 7,9
dihubungkan dengan hambatan pirauan (shunt) cincin.
VOM DC tipe Saklar
VOM DC pada gambar1, dapat juga di desain dengan hanya memakai dua jack untuk
kuar bersama (common) (-) dan hot (+), dengan menerapkan susunan saklar kompleks
seperti pada gambar 5. Kuar tes ditancapkan pada jack (-) dan (+). Dipakai dua saklar,
. Setiap saklar adalah saklar tiga posisi. berfungsi sebagai saklar fungsi.
Dalam posisi pada gambar 5, Meter Gerakan di set untuk mengukur arus. Pada posisi
pusat , Meter Gerakan akan mengukur volt, dan pada posisi ketiga , akan mengukur
ohm.
7
GAMBAR 5 VOM DC tipe Saklar
bertindak sebagai pemilih jangkau. sebenarnya terdiri dari tiga saklar bebas,
. Saklar-saklar itu dikontruksi sedemikian rupa sehingga bertindak
simultan. ditujukan dalam posisi arus (mA). Ingat bahwa lengan common
dikoneksikan ke terminal + Meter Gerakan. Terminal T Meter dalam gambar 5
dikoneksikan dengan lengan common , yang ditunjukkan pada jangkau 1 mA.
Keadaan ini, merupakan setting untuk mengukur arus pada jangkau 1 mA.
Dengan menjaga pada posisi mA dan memutar , kita dapat juga memilih jangkau
10 mA atau 100mA.
Ketika pada poin volt, lengan Common dikoneksikan ke terminal + Meter
Gerakan. Jangkau 10, 100 atau 1000V dapat dipilih melalui . Susunan yang sama
dapat dipakai untuk mengukur hambatan. Namun, karena kita asumsikan hanya ada
jangkau hambata , maka saklar mempunyai satu terminal yang terbuka, sebagai
terlihat pada gambar 5.
8
Gambar 1 dan 5 mengilustrasikan dua susunan desain VOM DC sederhana. Untuk
desain lainnya para mahasiswa diharapkan menunjuk pada literatur tehnik tentang VOM.
PERALATAN :
Sesuaikan dengan disain VOM yang anda inginkan (sesuaikan dengan prosedur di bawah
ini).
PROSEDUR :
1. Anda para mahasiswa per kelompok ditugaskan mendesain sebuah VOM memakai
Meter Gerakan yang tersedia di laboratarium Fisika FMIPA UNIMED. Jika mungkin,
pakailah Meter Gerakan yang telah ditentukan karakteristiknya ( ) pada
eksperimen sebelumnya. Cek lebih dulu kelinieran Meter Gerakan pada interval .
Dalam laporan eksperimen memakai VOM yang dirakit mahasiswa per kelompok
(dalam perkuliahan ini, VOM yang anda disain dan wujudkan per kelompok disebut
instrumen pengukuran eksperimental) nantinya, semua rangkaian dan detil proses
pengukuran hendaklah diuraikan dengan jelas.
2. Anda para mahasiswa per kelompok ditugaskan merancang VOM dengan
(a) Tiga jangkau voltase : 5; 20 dan 40 V
(b) Tiga jangkau arus : 2; 10, dan 50 mA
(c) Satu jangkau hambatan : 1500 skala pusat.
Dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental tunjukkan semua
perhitungan dan nilai yang ditentukan untuk setiap komponen.
3. Tunjukkan disain rangkaian yang anda disain per kelompok (tunjukkan nilai-nilai
komponen, termasuk voltase dan toleransinya) kepada dosen m.k. Alat Ukur dan
Instrumentasi Fisika.
4. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-komponen
yang benar dan buat lay out rangkaian pada printend circuit board (PCB: Papan
Rangkaian Tercetak) atau pada papan rangkaian tancapan (Solderless Breadboard:
Papan yang tersedia lobang-lobang penghantar untuk tempat tancapan kaki –kaki
komponen, tanpa penyolderan). Tes semua komponen pada jangkau operasi.
Laporkan semua hasil tes pada laporran eksperimen instrumen pengukuran
eksperimental.
9
5. Kalibrasi skala meter untuk voltase, arus dan hambatan pada setiap jangkau. Gambar
skala meter pada laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental.
6. Simpulkan laporan eksperimen dengan cara mensenaraikan (listing) spesifikasi hal-
hal berikut pada laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
a. Jangkau voltase
b. Jangkau arus
c. Skala pusat hambatan
d. Rating ohm/volt Meter
e. Keakuratan
7. Jelaskan bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran eksperimental
anda.
10
Instrumen Pengukuran Eksperimental 2
DISAIN VOLTMETER DC VOLTASE RENDAH
TUJUAN :
1. Mendisain sebuah voltmeter DC voltase rendah.
2. Mengkalibrasi skala voltmter DC voltase rendah.
TEORI:
GAMBAR Disain voltmeter DC voltase rendah
Pada gambar, diperlihatkan desain sebuah voltmeter DC voltase rendah. Pada
gambar diperlihatkan jaringan pengkompensasian voltase ofset yang dipakai karena
jaringan ini dapat menaikan op amp relatif lebih mudah.
11
Rangkaian ekuivalen Thevenin dari Jaringan Kompensasi mendekati harga 10
dipararelkan (//) dengan ). Karena itu, ketika saklar pada posisi x 1,
maka
Jika voltase masukan , maka
Ini berarti bahwa 1V menyebabkan defleksi skala penuh Meter Gerakan (Meter Gerakan
yang dipakai adalah Meter Gerakan D’Arsonval 1mA defleksi skala penuh).
Jika saklar jangkau diubah ke posisi x 10 (yakni ), diperlukan
masukan 10 V untuk defleksi skala penuh. Nilai hambatan berturut-turut makin besar
diperlukan untuk mengukur voltase masukan yang relatif makin besar.
Namun, kecuali jangkau voltase masukan untuk op amp 741 adalah I 14V, maka dengan
penyedia voltase 15V, voltase masukan maksimum mestilah . Pada gambar 1,
voltase masukan skala penuh maksimum 13 V dapat diterapkan ketika saklar jangkau
pada posisi x 13.
Jadi, dengan mengkalibrasi panel depan Meter Gerakan dalam Volt, maka dapat
dikonstruksi voltmeter DC dengan jangkau voltase skala penuh. 1 sampai 13V. Ingat
bahwa hambatan Meter Gerakan tidak mempengaruhi . Harga dan
adalah hambatan ekuivalen Thevenin Jaringan Kompensasi ditambah hambatan yang
dipilih saklar (yakni; )] yang menentukan nilai .
Sebuah meter gerakan arus (anmeter) pusat nol dapat dipakai untuk mengukur voltase
masukan positip dan negatip. Untuk memperbaiki keakuratan pengukur voltase, meter
gerakan arus (anmeter) hendaklah dinolkan setiap kali sebelum voltase masukan
diterapkan.
PERALATAN :
Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.
12
PROSEDUR :
1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran (alat
ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen
pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.
2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi
Fisika.
3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok) pastikan komponen-komponen
yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan rangkaian
tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan semuanya dalam
laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan
eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per
kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada
laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
a. Jangkau voltase
b. Jangkau arus meter gerakan
c. Keakuratan
6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran
eksperimental anda.
13
Instrumen Pengukuran Eksperimental 3
DISAIN VOLTMETER AC VOLTASE RENDAH
TUJUAN :
1. Mendesain sebuah voltmeter AC voltase rendah.
2. Mengkalibrasi skala voltmeter AC voltase rendah.
TEORI :
GAMBAR Disain Voltmeter AC Voltase Rendah
Pada gambar , diperlihatkan kombinasi meter gerkan (anmeter) dengan ……....
Gelombang penuh dapat diterapkan dalam loop umpan balik untuk membentuk sebuah
voltmeter AC.
Gambar1. Voltmeter AC
14
Dalam rangkaian itu arus bolak balik dikonversi menjadi arus searah. Selama siklus
setengah positip masukan AC, dioda D1 dan D2 menghantar, sedangkan dioda D2 dan
D4 menghantar selama siklus setengah negatipVm . Jadi arus melalui anmeter hanya
mengalir dalam satu arah (dari A ke B) untuk keseluruhan siklus masukan AC. Dengan
kata lain, anmeter meregister (mendaftar, mendata) nilai rata-rata (DC) arus yang
diarahkan. Bagian defleksi penunjuk mesti di pertimbangkan untuk kalibrasi skala yang
benar.
Untuk penearahkan gelombang penuh, arus anmeter dapat diungkapkan sebagai
………………………………(1)
atau
…………………………….(2)
Dengan memakai persamaan (2), panel ammeter dapat dikalibrasi untuk membaca nilai
rumus voltase masukan. Meter tipe penyearah ini didisain terutama untuk frekuensi AC
dalam jangkau audio. Namun, karena laju balik rendah (the low slew rate) op amp 741,
maka frekuensi sinyal masukan hendaklah lebih kecil dari 4 kHz untuk operasi voltmeter
yang benar. Juga voltase invers puncak (peak inverse voltage: PIV) dioda
direkomendasikan lebih besar dari voltase satuan op amp.
PERALATAN :
Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.
PROSEDUR :
1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran
(alat ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen
pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.
2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi
Fisika.
15
3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-
komponen yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan
rangkaian tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan
semuanya dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan
eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per
kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada
laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
a) Jangkau voltase
b) Jangkau arus meter gerakan
c) Keakuratan
6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran
eksperimental anda.
16
Instrumen Pengukuran Eksperimental 4
DISAIN ALAT PENGUKURAN KELEMBABAN TANAH
TUJUAN
1. Mendisain sebuah alat pengukuran kelembaban tanah
TEORI
Gambar 1 : Alat Pengukuran Kelembaban Tanah
Rangkaian ini dapat dipergunakan untuk mengetahui keadaan kondisi tanah suatu
tempat apakah tanah tersebut basah atau kering.
Untuk menguji keberhasilan perakitan alat, dapat dilakukan dengan cara
menanamkan kedua batang penghantar seperti gambar diatas kedalam tanah. Apabila
keadaan tanah basah, maka LED yang berada sebelah atas akan menyala dan sebaliknya
bila keadaan tanah kering, maka LED Bagian bawah yang akan menyala.
PERALATAN
Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.
17
PROSEDUR
PROSEDUR :
1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran
(alat ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen
pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.
2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi
Fisika.
3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-
komponen yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan
rangkaian tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan
semuanya dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan
eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per
kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada
laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
a) Jangkau voltase
b) Jangkau arus meter gerakan
c) Keakuratan
6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran
eksperimental anda.
18
Instrumen Pengukuran Eksperimental 5
DISAIN ALAT PENGUKURAN SIGNAL
TUJUAN
1. Mendisain alat pengukuran signal
TEORI
Gambar 1. Disain Alat Pengukuran Signal
Alat ini dilengakapi semacam antena yang berbentuk probe dan bila mendeteksi
suatu signal maka probe harus ddekatkan dengan rangkaian yang akan diukur. Keuatan
signal adakn ditunjukkan dengan menyimpangnya jarum meter pada milli amper meter,
bila penyimpangan terbalik maka tukarlah kedua hubungan yang menuju meter tersebut.
Bila ditemukan sumber signal yang lemah dan diinginkan mengaturnya sepeka
mungkin, dilakukan dengan mengatur kapasitor trimmer C1 dan bila jarum meter telah
19
menyimpang secara maksimal, berarti telah didapatkan frekwensi yang tepat. Sebagai
coilnya dapat digunakan coil dengan kode 3015 yang sudah jadi buatan pabrik.
PERALATAN
Semua komponen yang diperlukan sesuai dengan gambar 1.
PROSEDUR
1. Anda per kelompok ditugaskan untuk mendisain sebuah instrumen pengukuran
(alat ukur) [instrumen pengukuran itu, dalam perkuliahan ini, disebut instrumen
pengukuran eksperimental] sesuai gambar1.
2. Tunjukan hasil disain anda itu kepada dosen m.k. Alat Ukur dan Instrumentasi
Fisika.
3. Setelah dosen menyetujui disain anda (per kelompok), pastikan komponen-
komponen yang benar dan buat lay out rangkaian pada PCB atau pada papan
rangkaian tancapan. Tes semua komponen pada jangkau operasinya. Laporkan
semuanya dalam laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
4. Kalibrasi skala meter pada setiap jangkau. Gambar skala meter pada laporan
eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
5. Simpulkan laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda (per
kelompok) dengan cara setidaknya mensenaraikan spesifikasi hal-hal berikut pada
laporan eksperimen instrumen pengukuran eksperimental anda.
a) Jangkau voltase
b) Jangkau arus meter gerakan
c) Keakuratan
6. Jelaskan juga, bagaimana anda menentukan keakuratan instrumen pengukuran
eksperimental anda.
20
DAFTAR PUSTAKA
Gayakwad, Ramakant A. (1988). Op Amps & Linier Integrated Circuits, New Delhi:
Prentice-Hall of India.
Holman, J.P. (1985). Metoda Pengukuran Teknik (Terjemahan: E. Jasjfi). Jakarta:
Erlangga.
Overbeck, C.J. dkk. (1967) Selective Experiments in Physics (Electromagnetics), USA:
Cenco Inc.
Sayer, M. & Mansingh, A. (2000). Measurement, Instrumentation and Experiment
Design in Physics and Engineering. New Delhi: Prentice-Hall of India.
Zbar, Paul B. (1983). Basic Electricity: A Text-Lab Manual, Fifth Edition. New York:
Gregg Division McGraw-Hill Book Company.
21