pembuatan alat ukur massa jenis menggunakan lvdt dan...
Post on 02-Mar-2019
232 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PEMBUATAN ALAT UKUR MASSA JENIS MENGGUNAKAN LVDT
DAN SOUNDCARD SEBAGAI ANTARMUKA
Oleh,
Jaclyn J Hambaora
NIM: 192013705
TUGAS AKHIR
Diajukan kepada Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan
Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
2014
ii
iii
iv
v
Motto
Jika Allah di pihak kita, siapakah yang akan dapat melawan kita? (Roma 8:31b), kita lebih dari orang-orang yang menang, oleh Dia yang telah mengasihi kita (Roma
8:37).
Pencobaan-pencobaan yang kamu alami ialah pencobaan-pencobaan biasa, yang tidak melebihi kekuatan manusia. Sebab Allah setia dan karena itu Ia tidak akan
membiarkan kamu dicobai melampaui kekuatanmu. Pada waktu kamu dicobai Ia akan memberikann kepadamu jalan keluar, sehingga kamu dapat menanggungnya.
(1Korintus 10:13)
Masa lalu merupakan pelajaran yang paling berharga dalam menjalani masa kini. Belajarlah dari pengalaman.
(^_^)
Tak ada yang mustahil bagi Dia, Ia membuat segala sesuatu indah pada waktunya. Sealalu ada harapan bagi orang yang mengandalkanNya.
(^_^)
vi
Saya persembahkan tulisan ini untuk papaku tercinta yang mendidik saya
untuk berani menghadapi tantangan yang ada dan berani menerima dengan
lapang dada segala konsekuensi dari tindakan yang saya ambil.
Juga buat mamaku tersayang yang dengan penuh kasih mendidik untuk
selalu sabar. Yang rela berkorban demi keberhasilan dan masa depan anak-
anaknya.
Buat anakku tersayang Dhestia, terimakasih buat cintamu. Melihatmu
membuat saya semakin semangat untuk menyelesaikan studi.
Thank’s for your love and prayer for me...
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas segala
rahmat dan kemurahanNya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
Skripsi ini ditulis dan disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Pendidikan (S.Pd.) Fisika di Universitas Kristen Satya
Wacana Salatiga.
Penulis menyadari penuh, bahwa keberhasilan yang dicapai untuk
menyelesaikan tugas akhir ini tidak lepas dari dukungan serta bantuan dari
berbagai pihak disekitar penulis yang sangat penulis hormati, kasihi dan sayangi.
Untuk itu, pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada :
1. Terimakasih banyak buat Bapak Suryasatriya Trihandaru yang sudah
banyak membantu penulis baik selama penulis masih mengikuti kuliah,
juga ketika penulis kembali dari cuti panjang, sampai pada penyusunan
skripsi. Tak ada kata yang dapat terpikirkan selain kata terimakasih yang
sebesar-besarnya. Terimakasih sudah menjadi bapak bagi penulis.
2. Bapak Suryasatriya Trihandaru selaku pembimbing I danIbu Made Rai
Suci Shanti selaku pembimbing II yang penulis hormati yang sudah
bersedia menyediakan waktu, tenaga, memotivasi, dan banyak
membimbing penulis dengan penuh kesabaran sampai penyusunan skripsi
selesai. Terimakasih banyak.
3. Segenap Dosen Pengajar Pogram Studi Pendidikan Fisika, terutama bu
Marmi Sudarmi, terimakasih atas semua yang penulis dapatkan selama
perkuliahan. Pelajaran dan pengalaman berharga yang tak mungkin
penulis dapatkan di tempat lain.
4. Pak Tafip Hariyanto yang banyak membantu, dan banyak memberikan
nasihat kepada penulis. Terimakasih pak De, terimakasih sudah menjadi
bapak buat penulis.
viii
5. Mas Tri dan Mas Sigit terimakasih untuk bantuannya selama ini.
Terimakasih karena ditengah-tengah kesibukan kalian, masih ada waktu
buat membantu penulis.
6. Buat sahabat-sahabatku, Arini D Parawi dan Agustin D Lakiu yang
banyak memberikan dukungan bagi penulis. Terimakasih sudah menjadi
teman dan sahabat.
7. Eureka Adang dan Amel yang banyak membantu penulis terutama untuk
pinjaman laptopnya. Thank u so much.
8. Teman-teman pendidikan fisika angkatan 2006. Terimakasih atas
kebersamaannya.
9. Adik-adik dan kakak angkatan Pendidikan Fisika yang tidak dapat saya
sebutkan satu persatu namanya terima kasih atas dukungan dan
bantuannya.
10. Teman-teman Happy Center yang telah mendukung penulis dalam doa.
Terimakasih buat persekutuan yang indah yang penulis rasakan, semoga
persekutuan doa di Happy Center semakin diberkati dan memberkati lebih
dan lebih banyak lagi.
11. Teman-teman latihan Wushu yang membuat penulis semangat dalam
mengerjakan skripsi. Semoga kebersamaan dan keceriaan yang ada dapat
dipertahankan. #Jiayou
12. Teman-teman kos Dipo 86B, terimakasih atas kebersamaan kita setiap
hari, atas pengertian dan bantuannya.
13. Buat semua keluarga besar di Sumba,terutama keluarga Prailiu, Payeti,
Padadita, Lewa, terimakasih buat cinta, kasih, nasihat, penerimaan,
dukungan serta doanya sehingga penulis tetap semangat untuk
melanjutkan kuliah.
14. Seluruh pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu namanya
yang turut dan terlibat dalam penyusunan tugas akhir ini.
ix
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini jauh dari sempurna, untuk itu
kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan dari pembaca untuk
hasil yang lebih baik lagi dimasa yang akan datang. Apabila ada kata-kata yang
kurang berkenan, penulis mohon maaf.
Semoga skripsi ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan dan
semoga kita semua selalu dalam lindungan Tuhan Yang Maha Esa.
Salatiga, 5 Februari 2014
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................... ii
PERNYATAAN KEASLIAN ................................................................... iii
PERNYATAAN PUBLIKASI ................................................................... iv
MOTTO ................................................................... v
PERSEMBAHAN .................................................................. vi
KATA PENGANTAR ................................................................. vii
DAFTAR ISI ................................................................. x
ABSTRAK ................................................................. 1
PENDAHULUAN ................................................................. 1
DASAR TEORI ................................................................. 2
METODE PENELITIAN ................................................................. 5
DATA DAN ANALISIS DATA ................................................................. 7
KESIMPULAN ................................................................ 12
SARAN ................................................................ 12
DAFTAR PUSTAKA ................................................................ 13
LAMPIRAN ............................................................... 14
1
PEMBUATAN ALAT UKUR MASSA JENIS MENGGUNAKAN LVDT
DAN SOUNDCARD SEBAGAI ANTARMUKA
Jaclyn J Hambaora1, Made Rai Suci Shanti
1,2,Suryasatriya Trihandaru
1,2
1Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Sains dan Matematika, UKSW
2Program Studi Fisika Fakultas Sains dan Matematika, UKSW
Jln. Diponegoro no.52-60, Salatiga, Indonesia
Abstrak
Massa jenis benda padat biasanya diukur dengan cara mengukur massa, mengukur
volume dan kemudian menghitung hasil bagi massa dengan volumenya. Pengukuran
volume benda padat biasa dilakukan dengan gelas ukur yang presisinya rendah,
sehingga menyebabkan ralat yang besar pada hasil perhitungan massa jenis. Cara
lain adalah dengan mengukur massa benda di udara dan didalam fluida yang telah
diketahui massa jenisnya, kemudian menghitung massa jenis melalui rumus tertentu
yang memanfaatkan hukum Archimedes. Dalam penelitian ini, pengukuran massa
dilakukan dengan sensor pegas yang dihubungkan dengan LVDT yang dibuat sendiri.
Sistem LVDT ini dihubungkan ke komputer melalui kartu suara (sound card). Metode
dan hasil percobaan menunjukkan kesesuaian dengan teori. Ketelitian pengukuran
mencapai 1% untuk massa dan 3% untuk massa jenis.
Kata kunci : massa jenis, hukum Archimedes, LVDT
Pendahuluan
Salah satu sifat materi yang sangat diperlukan dalam berbagai perhitungan
rumus-rumus fisika maupun kimia adalah massa jenis materi, yang didefinisikan
sebagai massa per satuan volume materi [1]. Sebagai contoh, aluminium mempunyai
massa jenis 2,70 g/cm3, timah mempunyai massa jenis 11,3 g/cm
3. Untuk
memperoleh nilai massa jenis biasa dilakukan percobaan sebagai berikut, mula-mula
diukur massa benda kemudian diukur volumenya. Massa jenisnya diperoleh dari
pembagian massa dengan volume benda. Pengukuran massa zat padat atau cair
mudah dilakukan dengan timbangan. Pengukuran volume zat cair mudah dilakukan
2
dengan gelas ukur, namun pengukuran cara ini mempunyai ralat besar yang
disebabkan oleh masalah meniskus maupun skala ukur yang terlalu lebar. Volume zat
padat yang bentuknya tidak teratur biasanya dilakukan dengan mengukur volume zat
cair yang dipindahkan oleh zat padat tersebut ketika zat padat itu dimasukkan ke
dalam zat cair. Cara lainnya adalah dengan membandingkan berat benda di luar zat
cair terhadap berat di dalam zat cairyang telah diketahui kerapatannya. Cara ini jauh
lebih teliti dari cara yang pertama, sehingga menjadi latar belakang pemilihan topik
penelitian ini.
Untuk memperoleh hasil ukur kerapatan zat padat, dalam penelitian ini
ditempuh cara sebagai berikut. Pertama-tama dibahas dasar teori yang menghasilkan
perumusan tentang massa jenis yang melibatkan berat benda di luar dan di dalam zat
cair yang diketahui massa jenisnya. Dasar teori ini melibatkan hukum Archimedes.
Setelah itu dibahas metodologi penelitian yang menyertakan sensor-sensor yang
diperlukan untuk pengukuran, yaitusensor LVDT (Linear Variable Differential
Transform) dan juga menggunakan soundcard untuk merekam data yang diperoleh
dari percobaan. Dalam penelitian ini sensor LVDT yang digunakan merupakan hasil
rancangan sendiri. Namun dari hasil percobaan, diperoleh bagian linear yang sempit
sehingga bagian non linear yang monoton naik atau turun dipakai juga dalam
perumusan untuk memperoleh nilai massa jenis.
Dalam penelitian ini, pengukuran hanya dibatasi untuk mengukur massa jenis
zat padat.
DasarTeori
Massa jenis (kg/m3) atau densitas merupakan massa m (kg) suatu benda per
satuan volumenyav(m3) [1]. Jika ditulis dengan persamaan matematika akan
diperoleh
v
m (1)
3
Gambar (1). MetodePengukuranBerat Archimedes
Massa jenis tersebut akan diukur dengan memanfaatkan hukum Archimedes
sebagai berikut. Andaikan w1=m1g adalah berat benda yang terukur di udara dengan
timbangan pegas, maka w2=m2g adalah berat benda yang terukur oleh timbangan
pegas saat benda berada dalam fluida. Di sini perlu dipahami bahwa walaupun benda
yang diukur mempunyai jumlah materi yang sama (atau massa yang sama), namun
pembacaan pegas menunjukkan massa yang berbeda oleh karena gaya Archimedes.
Dari Gambar (1) diperoleh persamaan sebagai berikut:
AFgmgm 12 (2)
dengan FA adalah gaya Archimedes yang diperoleh benda dari fluida. Bentuk FA
diberikan oleh
gvF airA (3)
dengan v adalah volume fluida yang dipindahkan oleh benda. Dengan
mengasumsikan bahwa benda tenggelam maka massa benda mempunyai hubungan
vm b1 (4)
Dengan memasukkan Persamaan (3) dan ke dalam Persamaan (2) maka diperoleh
gvgmgm air 12 (5)
Oleh karena benda tenggelam maka v air yang dipindahkan sama dengan v benda,
maka kita bisa memasukkan Persamaan (4) ke dalam Persamaan (5) sehingga
diperoleh
4
21
1
mm
mairb
(6)
Benda yang diukur dihubungkan dengan pegas yang tersambung dengan inti
besi di dalam sebuah LVDT. LVDT ini bekerja berdasarkan prinsip fluks magnetik
yang dibangkitkan pada inti besi oleh induksi yang berasal dari kumparan primer.
Fluks medan magnet B terjadi karena adanya arus yang mengalir di kumparan
primer, yaitu arus dari sinyal generator dari komputer (speaker). Oleh karena arus
yang diumpankan ke kumparan primer adalah arus bolak balik (AC) maka muncul
tegangan induksi di kumparan sekunder sebesar
dt
dNV B
(7)
Tanda (-) pada Persamaan (7) menunjukkan arah tegangan elektrik imbas [3] [4], dan
N adalah jumlah lilitan efektif. Disebut jumlah efektif karena kumparan sekunder
terdiri dari dua bagian kumparan yang mempunyai arah lilit berlawanan. Besarnya V
tergantung dari posisi inti besi, karena inti besi mempengaruhi besarnya fluks dan
jumlah lilitan efektif ini.
Dalam penggunaannya, sumber penggerak atau pemicu LVDT yang dirancang
menggunakan gelombang sinus dengan frekuensi berkisar antara 10Hz-20.000Hz,
namun pada penelitian ini digunakan frekuensi tetap sebesar 1000 Hz. Pada suatu
kedudukan setimbang, inti besi yang berada dalam kumparan primer menghasilkan
keluaran sama dengan nol volt. Kedudukan setimbang ini dicari dengan
memposisikan inti besi pada suatu tempat dengan rantai pengatur ketinggian. Pada
kedudukan ini, amplitudo gelombang yang diinduksikan pada kumparan sekunder
pertama dan kumparan sekunder kedua sama besar. Tetapi karena kumparan sekunder
itu dihubungkan seri dengan arah gulungan berlawanan, maka keluaran tegangan
pada kedua kumparan sekunder tersebut berbeda fase 1800, sehingga keluarannya
sama dengan nol volt.
5
Jika inti besi digerakkan dari posisi kesetimbangan, tegangan yang
diinduksikan pada satu kumparan sekunder akan naik, dipihak lain tegangan turun
pada kumparan sekunder yang lain. Hal ini menghasilkan perbedaan tegangan
keluaran yang bergantung pada posisi inti besi di dalam kumparan primer tersebut.
Untuk merekam dan mengolah data yang dihasilkan oleh LVDT, digunakan
soundcard. Soundcard adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk
mengolah data audio atau suara, misalnya merekam suara maupun mengeluarkan
suara. Perangkat ini berbentuk sebuah lempengan PCB.
Metode Penelitian
Dalam penelitian ini, alat dan bahan yang digunakan berupa: pembuatan LVDT
diperlukan kawat tembaga, pipa, inti besi, alat untuk membuat lilitan, pegas, benda
yang akan diukur massa jenisnya, fluida (air), komputer / laptop.
LVDT dibuat dari tiga buah kumparan, yaitu dua buah kumparan sekunder dan
satu kumparan primer (lihat Gambar (2)). Kumparan primer terdiri dari 1500 lilitan
sedangkan kumparan sekunder, masing-masing terdiri dari 1000 lilitan. Kumparan
sekunder yang terdiri dari dua bagian lilitan, dihubungkan secara seri dengan arah
lilitan berlawanan. Untuk membuat kumparan digunakan kawat tembaga dengan
diameter 0,2 mm. Kumparan sekunder berada di bagian dalam kumparan primer.
Inti besi dibuat dengan cara menumpuk beberapa besi menjadi satu. LVDT
yang telah dibuat perlu diuji melalui percobaan untuk mengetahui apakah LVDT
tersebut bagus atau tidak.
Sistem peracangan alat dapat dilihat pada Gambar (2). Lilitan sekunder LVDT
dihubungkan dengan mikrofon yang berfungsi sebagai perekam atau penerima data
yang dihasilkan oleh LVDT, sedangkan lilitan primer dihubungkan dengan speaker
yang digunakan untuk mengumpan fungsi sinyal generator sebagai tegangan pemicu.
6
Komponen speaker maupun microphone berada dalam perangkat soundcard pada
komputer atau laptop.
Gambar (2). Model LVDT
Rancangan alat pada Gambar (2) perlu didukung oleh sebuah kerangka seperti
pada Gambar (3). Desain kerangka dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menahan
beban sampai 200 gram.
Gambar (3).Rancanganalat terdiri dari 1) rangka utama 2) rantai 3)
LVDT 4) kabel jek mikrofon 5) tempat benda 6) kabel jek speaker
7) pegas
7
Konstruksi alat ukur massa jenis (Gambar (3)) terdiri dari 1) rangka yang berfungsi
untuk menahan beban yang akan diuji nantinya, ini terbuat dari pipa plastik untuk
aquarium; 2) rantai yang digunakan untuk mengatur posisi inti besi; 3) LVDT
yang digunakan sebagai sensor posisi; 4) kabel jek mikrofon yang menghubungkan
kumparan sekunder LVDT ke komputer; 5) tempat benda untuk meletakkan benda
yang akan diukur massa jenisnya; 6) kabel jek speaker yang menghubungkan
kumparan sekunder LVDT ke komputer; 7) pegas yang berguna sebagai sensor berat
benda.
Prinsip kerja alat ini adalah sebagai berikut. Pada saat benda diletakkan di
kantong tempat menaruh benda dan kantong berada di udara bebas, pegas akan
tertarik ke bawah sesuai dengan berat benda. Inti besi akan berubah posisinya dari
setimbang awal, sehingga kumparan sekunder merekam tegangan tertentu. Setelah
tegangan RMS (root mean square) dihitung, benda diposisikan berada di dalam air
sehingga pegas akan menunjukkan berat yang lebih ringan karena hukum
Archimedes. Dalam hal ini kumparan sekunder merekam tegangan RMS yang lain.
Tegangan-tegangan ini bisa dihubungkan dengan massa benda melalui teknik
kalibrasi. Setelah massa diperoleh, massa jenis bisa diperoleh melalui Persamaan (6).
Data dan Analisis Data
Pengambilan data dilakukan dengan program matlab. Tetapi sebelum
melakukan pengambilan data, alatnya dikalibrasi terlebih dahulu untuk
mengetahui/memperoleh grafik antara tegangan dan massa benda di udara. Kemudian
menggunakan function generator untuk membangkitkan gelombang sinus, sebagai
pemicu tegangan primer LVDT. Function generator ini sudah terdapat dalam
komputer. Function generator menghasilkan gelombang sinusoida.
8
Gambar (4).Function generator
Langkah selanjutnya yaitu, menampilkan getaran yang dihasilkan LVDT
dengan osiloskop ( matlab ) yang terdapat pada komputer/laptop. Osiloskop berfungsi
merekam getaran dari soundcard.
Gambar (5).Osiloskop
Baik function generator maupun osiloskop, harus dijalankan dalam waktu yang
bersamaan, dengan cara :
Ketik ‘daqfcngen’ pada program matlab. Setelah fungsi generator tampil,
pilih gelombang sine, f= 1000 Hz, dan klik ‘start’.
Ketik ‘daqscope’ pada program matlab. Setelah osiloskop tampil, pilih
volts/div = 0.2 kemudian klik ‘play’
Untuk mengukur massa jenis benda, ketik ‘skripsirapatmassa’ kemudian
‘enter’
9
Untuk berhenti klik ‘stop’
Pada saat merekam (program dijalankan), osiloskop dalam layar akan
memperlihatkan perubahan skala. Perubahan skala tersebut sebanding dengan
perubahan inti besi di dalam LVDT. Naik-turunnya skala pada osiloskop ini
menunjukkan besar kecilnya amplitudo gelombang yang dihasilkan LVDT.
Data yang telah diperoleh akan direkam menggunakan soundcard, yang
kemudian diolah menggunakan matlab sehingga memperoleh massa jenis benda
tersebut.
Langkah awal dari penelitian adalah melakukan kalibrasi antara tegangan RMS
yang diterima oleh mikrofon soundcard dengan massa. Hasil pengukuran
diperlihatkan pada Tabel (1) dan Gambar (6).
Pada Gambar (6) terlihat respons lengkap LVDT yang dibuat dalam penelitian.
Biasanya dipilih daerah asal (sumbu horisontal, yaitu massa) yang menghasilkan
kurva tegangan linear, misalnya, menurut Gambar (6), daerah massa antara 0 gram
sampai 80 gram. Namun ketika daerah ini dipilih, linearitasnya masih dianggap tidak
memadai, sehingga diperlukan model yang tidak linear. Model yang dipilih adalah
bentuk polinomial sebagai berikut
dcvbvavm 23 (10)
Untuk memperoleh nilai parameter a, b, c dan d digunakan program
pencocokan kurva yang sudah ada di MATLAB, yaitu dengan perintah
P=polyfit(v,m,3), dengan v adalah data tegangan, m data massa beban dan angka 3
menunjukkan orde fungsi polinomial Persamaan (10). Nilai a, b, c dan d tersimpan di
P, yaitu a=P(1), b=P(2), c=P(3), d=P(4). Hasil diperlihatkan pada Tabel (1).
10
Tabel (1). Data dan hasil kalibrasi
m (gram) v×10-5 (volt) Nilai Parameter
0 0,3468 a 53057651216128
10,11 1,37075 b -10830755119.0208
20,22 3,49755 c 1008973.51751185
30,39 6,25369 d -2.97057525002491
40,53 9,11078
50,36 11,36142
60,53 13,06964
70,67 14,13042
80,81 14,54684
Dengan hasil kalibrasi ini, alat telah siap untuk dipakai sebagai alat ukur
kerapatan massa. Contoh perhitungannya adalah jika sebuah benda diukur massanya
di luar dan di dalam air sehingga diperoleh data tegangan v1=10,923x10-5
volt (di
udara) dan v2=8,551x10-5
volt (di dalam air), maka massa benda pada situasi tersebut
masing-masing adalah 48,9394 1 m dan 39,35292 m . Oleh karena kerapatan air
adalah 1.0 g/ml maka kerapatan benda adalah
105,53529,399394,48
9394,480.1
g/ml
11
Gambar (6). Hasil pengukuran massa dan kerapatan benda
Untuk sebuah sampel benda dilakukan percobaan berkali-kali dan diperoleh ketelitian
relatif (yaitu simpangan baku dibagi nilai rerata) sebesar 1% untuk massa dan 3%
untuk massa jenis. Jadi pada contoh ini diperoleh hasil ukur dan simpangan baku
sebagai berikut: 0,548,9 1 m gram dan 0,439,42 m gram, serta 15,011,5
gram/ml.
Untuk mendapatkan perbandingan hasil ukur dengan metoda klasik, yaitu
pengukuran massa diikuti pengukuran volume dan massa jenis dihitung dari hasil
baginya, maka dilakukan uji coba pengukuran dua sampel benda yang bentuknya
tidak teratur, yaitu batu dan besi. Hasilnya dapat dilihat pada Tabel (2), dan
ditunjukkan bahwa hasil dari metoda penelitian ini lebih teliti dibandingkan metoda
klasik.
2 4 6 8 10 12 14
x 10-5
0
20
40
60
80
V (volt)
m (
gra
m)
Rho benda = 5.105gram/ml
data kalibrasi
fit
massa diluar
massa di dalam
12
Tabel (2) Perbandingan hasil ukur dua metoda
Sampel Diukur dengan alat
dalam penelitian ini
Diukur dengan timbangan
digital dan gelas ukur
Batu m1=34,3±0,3 g
m2=21,3±0,2 g
ρ=2,64±0,08 g/ml
m1=34,13 g
v=13±1 ml
ρ=2,6±0,2 g/ml
Besi m1=48,9±0,5 g
m2=39,4±0,4 g
ρ=5,11±0,15 g/ml
m1=50,35 g
v=9±1 ml
ρ=5,6±0,6 g/ml
Kesimpulan
Penggunaan alat ukur massa jenis ini lebih praktis dibandingkan mengukur
massa jenis dengan cara manual. Hasil yang diperolehpun lebih teliti. Pada
pengukuran pertama, massa batu yang diukur dengan menggunakan alat penelitian
adalah 34,3 gram dan massa jenisnya 2,64 g/ml. Sedangkan dengan menggunakan
pengukuran biasa, massa batu adalah 34,13 gram dan massa jenisnya 2,6 g/ml. Pada
pengukuran kedua yaitu pengukuran besi. Dengan menggunakan alat peneltitian,
massa besi 48,9394 gram dan massa jenisnya 5,11 g/ml. Sedangkan dengan
pengukuran biasa, massa besi 50,35 gram dan massa jenisnya 5,6 g/ml. Oleh karena
itu ketelitian pengukuran massa 1% dan ketelitian pengukuran massa jenis 3%.
Saran
Alat ini hanya dapat digunakan untuk pengukuran beban atau materi yang
memiliki massa 0 gram sampai 80 gram.
13
Daftar Pustaka
[1] Halliday, D. dan Resnick, R. (1984). Fisika Jilid I. Terjemahan P. Silaban dan E .
Sucipto. Jakarta: Erlangga.
[2] Hughes, Stephen William (2006). Measuring liquid density using Archimedes'
principle. Physics Education, 41(5). pp. 445-447.
[3] Halliday, D. dan Resnick, R. (1984). Fisika Jilid II. Terjemahan P. Silaban dan E .
Sucipto. Jakarta: Erlangga.
[4] Fraden, Jacob. (2003). Handbook of modern sensors : physics, designs, and
applications .–3rd ed.
14
15
Program Matlab
rhoair=1; % gr/ml
%% Buatlah data kalibrasi, pakailah yang naik monoton
%% atau turun monoton. Dari data terakhir, yang naik secara monoton
adalah:
%% ini data KALIBRASI: (ubah jika setting alat berubah)
%% [massa(gram) tegangan(volt)]
KALIBRASI=[
10.1 0.016437
20.29 0.05059
30.44 0.092993
40.58 0.13889
50.39 0.18118
60.52 0.21456
70.69 0.23863
80.81 0.24997];
KALIBRASI=[ 0 3.46800046570077e-006
10.11 1.37075487650188e-005
20.22 3.49755684902543e-005
30.39 6.25369080282698e-005
40.53 9.11078633149588e-005
50.36 0.000113614260895842
16
60.53 0.000130696408186197
70.67 0.000141304249216249
80.81 0.000145468404478853];
% Fitting dengan polynomial
N=3; % ubah ini kalau gambar kurang bagus
P=polyfit(KALIBRASI(:,2), KALIBRASI(:,1),N);
% Hitung massa dari tegangan:
V=[linspace(KALIBRASI(1,2),KALIBRASI(end,2),100)]';
M=polyval(P,V);
disp('1. Timbanglah benda di udara')
k=input('Jika siap tekan enter');
[y, Fs] = daqrecord('winsound', 0, 4, 44100, 1);
Vrms1=sqrt(sum(y.^2))/length(y);
disp('2. Timbanglah benda di air')
k=input('Jika siap tekan enter');
[y, Fs] = daqrecord('winsound', 0, 4, 44100, 1);
Vrms2=sqrt(sum(y.^2))/length(y);
m1=polyval(P,Vrms1);
m2=polyval(P,Vrms2);
17
rho=rhoair*m1/(m1-m2);
disp(['Massa di luar air = ' num2str(m1) ' gram'])
disp(['Massa di dalam air = ' num2str(m2) ' gram'])
disp(['Rho benda = ' num2str(rho) 'gram/ml'])
figure(1)
pp=plot(KALIBRASI(:,2),
KALIBRASI(:,1),'*k',V,M,'k',Vrms1,m1,'ok',Vrms2,m2,'dk');
legend('data kalibrasi','fit','massa diluar','massa di
dalam','location','NorthWest' )
axis tight
title(['Rho benda = ' num2str(rho) 'gram/ml'])
xlabel('V (volt)')
ylabel('m (gram)')
set(gca,'fontsize',18)
18
Alat yang digunakan untuk mengukur massa jenis
Gambar LVDT
19
Pengukuran benda di udara
Pengukuran benda di dalam air
top related