02 sistem-pengukuran
TRANSCRIPT
![Page 1: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/1.jpg)
Pengukuran Besaran Listrik
Kuliah-2Sistem Pengukuran
![Page 2: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/2.jpg)
Quiz-1 (Pre-test)
1. Buat rangkaian Sistem Instrumentasielektronik !
2. Jelaskan fungsi dari: Controller Data Processor Recorder Signal Conditioner Amplifier TransducerPada sistem instrumentasi elektronik
3. Sebutkan beberapa penyebab errorpengukuran !
![Page 3: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/3.jpg)
Besaran
Mekanis: strain, force,pressure, moment,torque, displacement, velocity,acceleration, mass flow rate, dll.Thermis: heat flux, specific heat, thermal
conductivity, dll.Electrik: voltage, current
![Page 4: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/4.jpg)
Complete System
Transducer Signal Conditioner
Data Processor
Power Supply
Amplifier
Recorder
Controller
Process Control
Engineering Analysis
Command generator
![Page 5: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/5.jpg)
Transducer
Peralatan analog yang merubah besaran fisismenjadi besaran elektris.
Contohnya: Pada Strain gage perubahanbesaran strain (Δε) dikonversikan menjadiperubahan resistansi (ΔR) yang akhirnyadikonversikan menjadi perubahan tegangan(Δv)
Maka perubahan tegangan (Δv) sebandingdengan perubahan strain (Δε)
![Page 6: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/6.jpg)
Transducer
Transducerbesarannon elektris
besaranelektris
Misal Perubahan
•Displacement bes. elektrik
•Perubahan Tekanan (umumnya)
•Perubahan suhu ΔR
≈Sensor
![Page 7: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/7.jpg)
Power Suply
Memberikan energi yang dibutuhkan olehtransducer.Pada transducer Differential transformer
yang digunakan mengukur displacement(perubahan posisi) dibutuhkan teganganAC untuk medan magnet untukmengaktifkan dua sensor coil.Power suply dapat berupa tegangan
AC/DC
![Page 8: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/8.jpg)
Signal Conditioner
Merubah, memanipulasi, dan meng-kompensasi besaran output transducermenjadi besaran elektrik yang dapatdiproses lebih lanjut.
Pada Strain Gage, besaran output transducer(ΔR) dirubah menjadi tegangan (ΔV).
Sistemnya terdiri dari: filter, compensator,modulator, demodulator, integrator,differensiator
![Page 9: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/9.jpg)
Pengkondisi Sinyal
Sinyal dapat ditampilkan / analisa a.l Filter, compensator, modulator,
demodulator, integrator, diferensiator
Pengkondisi Sinyal
Keluarantransducer
Misal ΔR
Tegangan
V atau ΔV
![Page 10: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/10.jpg)
Amplifier
Menaikkan besar sinyal tegangankeluaran Signal Conditioner.Bila keluaran Signal Conditioner hanya
berkisar milivolt atau kurang, makaamplifier akan meningkatkannya 100-1000kali menjadi 1-10 volt.
![Page 11: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/11.jpg)
Recorder
Alat ukur tegangan (voltmeter) yang dapatlangsung menampilkannya atau merekamnya.
Recorder dapat berupa analog atau digital.Keluaran Amplifier adalah sinyal analog yang
dapat ditampilkan oleh Analog recorder seperti:Osciloscope, Oscilograp.
Digital recorder merubah dahulu sinyal analogmenjadi sinyal digital untuk kemudianditampilkan atau disimpan.
![Page 12: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/12.jpg)
Sistem Instrumentasi
Recorder
Mendeteksi (ukur) tegangan masuk Menampilkan tegangan / perubahan tegangan Analog / digital
RecorderKeluaranpengkondisi(& amplifier)
Tampilansinyal
(tegangan)A/D
![Page 13: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/13.jpg)
Sistem Instrumentasi
CatuDaya
Transducer
recorder
Kendali
PengolahData
Penguat
Pengkondisi Sinyal
Analisa
Proses
Analog device Analog / Digitaldevice
![Page 14: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/14.jpg)
Data Processor
Merubah sinyal analog menjadi sinyaldigital untuk diproses lebih lanjut olehperangkat digital, seperi microcomputer(PC) dan microprocessor.Outputnya digunakan lebih lanjut untuk
Engineering Analysis.
![Page 15: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/15.jpg)
Command Generator
Peralatan yang menghasilkan signalanalog sebagai referensi dalam sistemkontrol tertutupSinyal Error adalah perbandingan antara
Sinyal Command Generator dan SinyalOutput transducer-recorder
![Page 16: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/16.jpg)
Controller
Perangkat yang men-drive proses untukmenjaga suatu kuantitas terjaga dalamsuatu sistem kontrol tertutup
![Page 17: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/17.jpg)
Pengukuran
untuk analisa data
Sensor /Pengukuran
PengolahanData
objek /Proses Analisa
![Page 18: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/18.jpg)
Pengukuran
pada Sistem Kendali
Sensor /Pengukuran
Kendali Plant /Proses
keluaranmasukan
![Page 19: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/19.jpg)
Open Loop System
Process Signal Conditioner Data Display
Control Panel
![Page 20: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/20.jpg)
Close Loop System
Process SignalConditioner
InputController
ProcessController
CommandGenerator
![Page 21: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/21.jpg)
B. EXPERIMENTAL ERROR
Element errorImproper functioningTransducer effectDual sensitivity of the transducerother
![Page 22: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/22.jpg)
Element Error
Error setiap alat sesuai spesifikasi pembuatDinyatakan dalam persen terhadap nilai full scaleMisal: 2% nilai kesalahan maksimal = 2%x angka full scale
Jika alat dioperasikan tidak pada full scale nilai kesalahan maksimal tetap, mengikuti saatfull scale Misal operasi pada half scale: Error max = 4%x skala yang digunakan
![Page 23: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/23.jpg)
Element Error (2)
Half FullScale
True ValueUpper bound
Lower bound
d
Misal d = 2%,
Angka Full scale = 100 sat
Error max = 2 sat
Pada operasi berskala max 50
Error max = 2 sat = 4%
![Page 24: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/24.jpg)
Akumulasi Element Error (3)
Akumulasi kesalahan tiap alat dalam sistemEa : error alat terakumulasiEstimasi:
dengan ET , ESC ,EA ,ER masing-masing adalah errorTransducer, signal conditioner, amplifier danrecorder
Ea = √ET2+ESC
2+EA2+ER
2
![Page 25: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/25.jpg)
Improper Functioning
≠penggunaan tidak sesuai fungsi berhubungan dengan perawatan dan
penyesuaian alat (maintenance & adjustment)KalibrasiZero offsetRange / Span
![Page 26: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/26.jpg)
Improper Functioning (2)
Z0
S
s
S : Sensitivity(Slope)
Z0: Zero Offset
s : span (range)
QiL QiR
Qo
![Page 27: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/27.jpg)
Improper Functioning (3)
Kalibrasi
Response curve suatu alat garis lurus dengan kemiringan yang menunjukkan
sensitivitas alat
iQQ
S
0
Sensitivitas
![Page 28: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/28.jpg)
Improper Functioning (4)
Zero Offset deviasi Response line (pada sumbu vertikal) garis lurus dengan kemiringan yang menunjukkan
sensitivitas alat
Z0 = 0.
00 ZSQQ i
iSQQ 0
![Page 29: 02 sistem-pengukuran](https://reader037.vdocuments.net/reader037/viewer/2022100219/5597a05c1a28ab97098b45d2/html5/thumbnails/29.jpg)
Improper Functioning (5)
Range Daerah kerja Response curve masih linier / masih dalam batas
toleransi
: batas atas dengan deviasi response curvemaksimum
: batas bawah ( error alat)
RiQ
LiQ
Li
Ri QQs