" Apabila Ada Masalah silahkan Hub 085765084539 "
[1. Ask about Point Blank Offline + Cara Mengatasi Point Blank Eror
]
[ 2.New Cara Menginstal Point Blank Offline Via Text ]
[ Click Here1 ] [ Click Here2 ] [ New Launcher ] Update !!

function generator, oscilloscope, dan cara menghitung beda phasa

1. Function Generator            
Function Generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan, atau membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk gelombang pulsa.
Function generator terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator Utama menyediakan gelombang output sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 10 kHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai Amplitudo Modulation (AM) atau Frequensi Modulation (FM). Selubung (envelope) AM dapat diatur dari 0% sampai 100%; FM dapat diatur frekwensi pembawanya hingga ±5%. Function Generator umumnya menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5 Hz sampai 20 Mhz atau lebih tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan dapat dipilih dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).
Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar antara 0,1V – 20 Vp-p (tegangan puncak ke puncak) kondisi tanpa beban, dan 0,1 V – 10Vp-p (Volt peak to peak/tegangan puncak ke puncak) dengan beban sebesar 50Ω. Output utama ditetapkan oleh SYNC Output. Gambar 47 memperlihatkan salah satu bentuk Function Generator yang dimaksud.
1
Function generator juga memiliki pengertian sebuah instrumen terandalkan yang memberikan suatu pilihan beberapa bentuk gelombang yang frekwensi-frekwensinya diatur sepanjang rangkuman (range) yang lebar. Bentuk-bentuk yang lazim digunakan adalah sinusoida, segitiga, persegi, dan gigi gergaji. Frekuensi bentuk – bentuk gelombang ini dapat bisa diatur dari sati hertz sampai beberapa ratus kilokertz (kHz) bahkan sampai megahertz (MHz).generator fungsi juga bagian dari peralatan atau software uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali yang dalam kasus ini semacam sumber pemicu diperlukan, secara internal ataupun eksternal.Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input fungsi matematika. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan komputer analog.
Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara berulang-ulang dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan ramp voltase menanjak dan menurun secara linier. Ketika voltase output mencapai batas atas dan batas bawah, proses pemuatan dan pelepasan dibalik menggunakan komparator. menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan arus yang bervariasi dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat dihasilkan.
Apa saja sih bagian-bagian FUNCTION GENERATOR itu??
2

Bagian-Bagian Function Generator yaitu :
  1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
  2. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS
  3. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
  4. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.
  5. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).
  6. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐ Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.
  7. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan
  8. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
  9. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
  10. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.
  11. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB
    12. Hz LED
    Jika frekuensi  output  ada pada satuan Hz, LED warna hijau akan menyala.
    13. kHz LED
    Jika frekuensi output ada pada satuan kHz, LED warna merah akan menyala.
    14. 5 DIGIT DISPLAY
    Tampilan angka digital untuk menunjukkan besarnya frekuensi yang dihasilkan oleh patern generator, atau untuk menampilkan besarnya sinyal input yang disambungkan pada bagian external input.
    15. EXT COUNTER LED
    Jika frekuensi luar dikoneksikan dengan Patern Generator, LED mulai menghitung dan akan menampilkan angka tertentu.
    16. COUPLING SWITCH
    Saklar ini dapat diletakkan pada tiga posisi; frekuensi tinggi internal (Internal High Frequency), frekuensi tinggi eksternal (External High Frequency), dan frekuensi rendah eksternal (External Low Frequency).
    17. CMOS ADJUST KNOB
    Ketika tombol berada pada mode CMOS, level CMOS dari output  “SYNC” akan diatur.
    18. EXTERNAL INPUT BNC
    Konektor untuk menghitung sinyal frekuensi yang berasal dari luar.
    19. VCF INPUT BNC
    Untuk menghubungkan sinyal AC atau sinyal DC yang berasal dari luar, dari 0 hingga 10 Volt
Bagaimana sih cara pengoperasian FUNCTION GENERATOR itu??
Langkah-Langkah Pengoperasian Function Generator yaitu:
  1. Hidupkan power supply
  2. Konekan cable BNC ke konektor sesuai dengan yang di inginkan. misal ingin menghasilkan sinyal TTL output makan konektor di hubungkan pada konektor TTL output dan jika untuk sinyal sinusolida dan segitiga hubungkan pada Output 50 Ohm
  3. Untuk menghasilkan frekuensi gelombang kotak pengaturan yang di atur adalah selector TTL CMos untuk mengatur amlitudonya atau besar tegangan yang diinginkan. dan untuk mengatur dutyCycle maka putarlah selector DutyCycle. sebelum mengaturnya tarik stang selector.
  4. Untuk menghasilkan Frekuensi gelombang Sinusolida dan Geombang Segitiga maka Maka pengaturan amplitudonya pada Sector Ampl dan konektor BNC pada output 50 0hm. Untuk meningkatkan besar tegangan atau amplitudonya maka tari stang selector dan aturlah maximal tegangan 15V.
  5. Untuk menghasilkan Frekuensi yang di inginkan maka pilihlah tombol frekuensi yang diinginkan dan selector pengali yang sesuai. misal diinginkan 2K Hz pada pilihlah tombol 1Kz dan atur selector pengali pada 2.0
Apa saja sih jenis output yang bisa dihasilkan dari FUNCTION GENERATOR ??          
Generator utama dan generator modulasi memberikan lima bentuk gelombang yang berbeda.
a.   Sinus
b.   Kotak
c.   Segitiga
d.   Ramp
e.   Pulsa
a.Output Gelombang Sinus
Distorsi harmonik Total (Total harmonic Distortian – THD) gelombang sinus utama, termasuk gangguan dan harmonik, lebih kecil 0,5% dari 10 Hz. hingga 50 kHz lebih besar 30 dB dibawah dasarnya dari 50 kHz hingga 13 MHz. Distorsi modulasi gelombang sinus lebih kecil 2% THD dari 10 Hz hingga 10 kHz.
b. Output Gelombang Kotak
Nilai RMS secara simetrik (50%) duty cycle) bentuk gelombang sama dengan nilai puncak. Waktu naik atau turun lebih kecil 18 ns antara 10% dan 90% gelombang output kotak p-p. Simpangan dari pengaturan amplitudo akhir bentuk gelombang kotak setelahovershoot, akan tidak lebih dari ±10% nilai a kh i r. Output Gelombang Segitiga Nilai RMS bentuk gelombang segitiga adalah 0,557 kali nilai puncak. Ramp segitiga menyimpang tidak kurang dari 1% dari nilai total puncak ke puncak ramp.
c.Ramp
Output ramp dapat diberikan dari generator utama dengan memilih bentuk gelombang segitiga dan mengatur knob kontrol simetri. Output ramp generator utama dapat diubah pada amplitudo dengan knob AMPLITUDO. Output ramp generator modulasi mempunyai amplitudo yang tetap, yang mana waktu slop dan retlace dapat diubah dengan knob SYM pada generator modulasi.
d. Pulsa
Pulsa dengan perubahan amplitudo dari 0 V hingga 20 Vp-ppada rangkaian terbuka, yang memungkinkan pada generator utama. Dengan cara ini memilih siklus tunggal burstmengatur awal (start) pada titik nol (zero point) dengan knobTRIGGER PHASE, dan menentukan lebar pulsa dengan dial FREQUENCY. Output SYNC dapat <10nsec dengan="" generator="" mengubah="" naik="" nbsp="" p="" pada="" pulsa="" simetri="" utama.="" waktu=""> Apa saja sih perawatan-perawatan yang dilakukan pada FUNCTION GENERATOR ??
Agar dalam penggunaan generator fungsi tidak merusakperalatan ada beberapa tips supaya tetap tahan lama:

  1. Setelah alat selesai digunakan matikanlah jangan dibiarkan
  2. Untuk kabelnya gulunglah dengan rapi.
  3. Simpanlah Generator fungsi ditempat kering untukmenghindari berkaratnya bagian dalam generator fungsi , danHindarkan dari tempat – tempat yang berdebu
2. Osiloskop
Apa sih OSILOSKOP itu??
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.
Apa sih Fungsi OSILOSKOP itu??
Fungsi Osiloskop diantaranya adalah :
  1. Untuk menyelidiki gejala yang bersifat periodik.
  2. Untuk melihat bentuk gelombang kotak dari tegangan
  3. Untuk menganalisis gelombang dan fenomena lain dalam rangkaian elektronika
  4. Dapat melihat amplitudo tegangan, periode, frekuensi dari sinyal yang tidak diketahui
  5. Untuk melihat harga-harga momen tegangan dalam bentuk sinus maupun bukan sinus
  6. Digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar
  7. Mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.
  8. Mengukur keadaan perubahan aliran (phase) dari sinyal input
  9. Mengukur Amlitudo Modulasi yang dihasilkan oleh pemancar radio dan generator  pembangkit sinyal
  10. Mengukur tegangan AC/DC dan menghitung frekuensi
Bagaimana sih prinsip kerja OSILOSKOP itu??              
Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda ( CRT ). Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut:
Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap.Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoida.
Sebuah benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (super  posisi) yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan menghasilkan satu getaran harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut. Hal itu berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang berbeda, frekuensi terjadi getaran yang tidak lagi periodik.
Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekananmelalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar.
Apa saja sih bagian-bagian OSILOSKOP itu??     
3
Fungsi masing-masing chanel yaitu;
  1. Volt atau div : Untuk mengeluarkan tegangan AC.
  2. CH1 (Input X) : Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horisontal.
  3. AC-DC : Untuk memilih besaran yang diukur.
  4. Ground : Untuk memilih besaran yang diukur.
  5. Posisi Y : Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
  6. Variabel : Untuk kalibrasi osciloskop.
  7. Selektor pilih : Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
  8. Layar : Menampilkan bentuk gelombang.
  9. Inten : Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop.
  10. Rotatin : Mengaur posisi garis pada layar.
  11. Fokus : Menajamkan garis pada layar.
  12. Position X : Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan.
  13. Sweep time/ div : Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi ( f ).
  14. Mode : untuk memilih mode yang ada.
  15. Variabel : Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
  16. Level Menghentikan gerak tampilan layar.
  17. Exi Trigger : Untuk trigger dari luar.
  18. Power : untuk menghidupkan Osciloskop.
  19. Cal 0,5 Vp-p : Kalibrasi awal sebelum Osciloskop digunakan.
  20. Ground Osciloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
  21. CH2 ( input Y ): Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.
Bagaimana sih Langkah-langkah pengoperasian OSILOSKOP itu??
Langkah-Langkah Penggunaan Osiloskop yaitu :
  1. Tombol ON-OFF pada posisi OFF
  2. Posisikan semua tombol yang memiliki tiga posisi pada posisi tengah.
  3. Putar tombol INTENSITY pada posisi tengah.
  4. Dorong tombol PULL 5X MAG ke dalam untuk memperoleh posisi normal.
  5. Dorong tombol TRIGGERING LEVEL pada posisi AUTO
  6. Sambungkan kabel saluran listrik bolak balik ke stop-kontak ACV
  7. Putar tombol ON-OFF pada posisi ON. Kira-kira 20 detik kemudian satu jalur garis akan tergambar pada layar CRT. Jika garis ini belum terlihat, putar tombol INTENSITY searah jarum jam.
  8. Atur tombol FOCUS dan INTENSITY untuk memperjelas jalur garis
  9. Atur ulang posisi vertikal dan horisontal sesuai dengan kebutuhan.
  10. Sambungkan probe ke input saluran-A/ channel -A (CH-A) atau ke inputsaluran B/ channel -B (CH-B) sesuai kebutuhan.
  11. Sambungkan probes ke terminal CAL untuk memperoleh kalibrasi 0,5Vp-p.
  12. Putar pelemah vertikal (vertical attenuator), saklar VOLTS/DIV  pada posisi 10 mV, dan putar tombol VARIABLE  searah jarum jam. Putar TRIGGERING SOURCE  ke CH-A, gelombang persegi empat (square-wave) akan terlihat di layar.
  13. Jika tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, atur  trimmer yang ada pada probe sehingga bentuk gelombang terlihat nyata.
  14. Pindahkan probe dari terminal CAL 0,5Vp-p. Oscilloscope sudah dapat digunakan.
Bagaimana sih cara mengalibrasi OSILOSKOP ?
4

Langkah-langkah mengalibrasi osiloskop yaitu :
1. Masukan Kabel Power Pada Socket In Put 220 V Yang Terdapat Pada Bagian Belakang Osiloscope.
2. Masukan Socket Probe Osiloscope Pada Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ).
3. Masukan Kabel Power ( Steker ) Pada Stop Kontak.
4. Atur MODE Pada Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ).
5. Atur COUPLING Pada AC / DC & SOURCE Pada Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ).
6. Hidupkan Osiloscope Dengan Menekan Tombol Power & Lampu Indikatorpun Akan Menyala.
Kalau Di Layar Osiloscope Belum Ada Tampilan Garis Horisontal Maka Atur HOLDOFF Pada Posisi AUTO & Pada LEVEL
Tombol LOCK Di Tekan.
7. Setelah Ada Tampilan Garis Horisontal Pada Layar Osiloscope Atur Focus & Intensitas Cahaya Agar Tampilan
Gelombang Enak Di Lihat.
8. Hubungkan Ujung Probe Osiloscope Pada Calibrasi ( CAL ), Maka Pada Layar Akan Tampil Gambar Gelombang (
Gelombang Kotak ).
9. Atur Posisi Vertikal & Horisontal Gelombang Agar Mudah Dalam Melakukan Penghitungan ( Perioda, frekuensi & Volt
Peak to Peak ) Untuk PengKalibrasian Osiloscope.
10. Atur Volt / Div Pada Posisi 1 V & Time / Div Pada 0,5 mS ( .5 mS ).
Tinggi Gelombang Harus 2 Div Karena Pada Kalibrasi Tercatat 2 Vpp, Kalau Tidak Sampai 2 Vpp Atur Variable Pada
Chanel 1 ( X ) atau Chanel 2 ( Y ) Untuk Mengatur Tinggi Gelombang Agar Mencapai 2 Vpp.
Panjang 1 Gelombang Penuh Harus 2 Div Horisontal.
Untuk Menghitung Perioda Menggunakan Rumus :
T = Div Horisontal x Time / Div
= 2 Kotak x 0,5 mS
= 2 x 0,5 . 10-3
= 1 . 10-3
 S
Untuk Menghitung Frekuensi Menggunakan Rumus :
F = 1
T=
 1
1 . 10-3 =
 1000
1= 1000 Hz ( 1 KHz )

Untuk Menghitung Volt Peak to Peak Menggunakan Rumus :
Vpp = Div Vertikal x Volt / Div
= 2 Kotak x 1 V
= 2 Vpp

Karena Pada Kalibrasi ( CAL ) Tertulis 2 Vpp & 1 KHz Maka Untuk Penghitungan Di Atas Menandakan Osiloscope Sudah Sesuai Dalam Pengkalibrasian.
Apa saja sih kesalahan-kesalahan yang terjadi pada saat pengoperasian OSILOSKOP ??
Kesalahan dalam pengoperasian osiloskop diantaranya :
  1. Dapat tarjadi kebakaran pada lapisan fosfor layar jika membiarkan ada titik terang pada layar walaupun sesaat
  2. Lupa memastikan alat yang diukur dan oscilloscope ditanahkan (digroundkan). Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensiradio atau jala-jala.
  3. Lupa memastikan probe dalam keadaan baik
  4. Dapat merusak  oscilloscope jika pada saat menyalakan, power saklar masih dalam keadaan on
  5. Dapat terjadi sengatan listrik jika pada saat memperbaiki atau membersihkan Oscilloscope masih terhubung dengan jaringan listrik 220V.
3. Cara Menghitung Beda Phasa
Bagian pengontrol horizontal memiliki mode XY sehingga kita dapat menampilkan sinyal input dibandingkan dengan dasar waktu pada sumbu horizontal. (Pada beberapa osiloskop digital digunakan mode setting tampilan).
Fase gelombang adalah lamanya waktu yang dilalui dimulai dari satu loop hingga awal dari loop berikutnya. Diukur dalam derajat. Phase shift menjelaskan perbedaan dalam pewaktuan antara dua atau lebih sinyal periodik yang identik.
Salah satu cara mengukur beda fasa adalah menggunakan mode XY. Yaitu dengan memplot satu sinyal pada bagian vertikal(sumbu Y) dan sinyal lain pada sumbu horizontal(sumbu X). Metoda ini akan bekerja efektif jika kedua sinyal yang digunakan adalah sinyal sinusiodal. Bentuk gelombang yang dihasilkan adalah berupa gambar yang disebut pola Lissajous(diambil dari nama seorang fisikawan asal Perancis Jules Antoine Lissajous dan diucapkan Li-Sa-Zu). Dengan melihat bentuk pola Lissajous kita bisa menentukan beda fasa antara dua sinyal. Juga dapat ditentukan perbandinga frekuensi. Gambar di bawah ini memperlihatkan beberapa pola Lissajous denagn perbandingan frekuensi dan beda fasa yang berbeda-beda.
5
Bagian ini telah menjelaskan dasar-dasar teknik pengukuran. Pengukuran lainnya membutuhkan setting up osiloskop untuk mengukur komponen listrik pada tahapan lebih mendalam,melihat noise pada sinyal, membaca sinyal transien, dan masih banyak lagi aplikasi lainnya. Teknik pengukuran yang akan kita gunakan bergantung jenis aplikasinya, tetapi kita telah mempelajari cukup banyak untuk seorang pemula. Praktek menggunakan osiloskop dan bacalah lebih banyak mengenai hal ini. Dengan terbiasa maka pengoperasian dan pengukuran akan menjadi lebih mudah.

cara pembuatan ohmmeter analog multi range

Voltmeter yang memiliki pengukuran multirange, ammeter juga memiliki beberapa range pengukuran dengan cara menyambungkan beberapa resistor yang disusun shunt dengan tombolselektor dan mempunyai multi pengkutub-an.
Perhatikan bahwa resistor-resistor yang terhubung ke selektor disusun paralel dengan jarum penunjuk, sedangkan pada voltmeter disusun seri. Selektor hanya bisa digunakan untuk memilih salah satu resistor shunt. Masing-masing resistor mempunyai ukuran sendiri-sendiri tergantung dari range skala pengukuran. Untuk sebuah ammeter yang memiliki range 100 mA, 1 A, 10 A, dan 100 A, resistansi shunt nya adalah seperti tampak pada gambar.


Gambar 4 Desain amperemeter multirange meningkatkan range pengukuran amperemeter
Gambar 5 Desain amperemeter multirange meningkatkan range pengukuran amperemeter

Perhatikan bahwa resistor shunt bernilai sangat rendah sekali. Yaitu 5.000005 mΩ (5.000005 mili ohm), atau sebesar 0.005000005 ohm. Untuk mendapatkan resistansi yang rendah ini, resistor shunt pada ammeter sering kali dibuat dengan mengubah-ubah diameter kawat logam.
Satu hal yang harus diwaspadai ketika membuat resistor shunt pada ammeter yaitu faktor penyerapan (dissipasi) daya. Tidak seperti pada voltmeter, resistor shunt pada ammeter harus dilalui oleh arus yang besar. Bila resistor shunt tersebut tidak dibuat dengan benar, maka kemungkinan akan terjadi kelebihan panas (over heat) dan bisa rusak, atau paling tidak resistor tersebut kehilangan kepresisiannya karena efek kelebihan panas.  Untuk contoh meteran di atas, penyerapan dayanya pada saat skala penuh masing-masing resistor shunt adalah
PR1 = V2 / R1 = (0.5 V)2 / 5.000005 mΩ ≈ 50 W
PR2 = V2 / R2 = (0.5 V)2 / 50.00005 mΩ ≈ 5 W
PR3 = V2 / R3 = (0.5 V)2 / 500.0005 mΩ ≈ 0.5 W
PR4 = V2 / R4 = (0.5 V)2 / 5.05 Ω  49.5  mW
Sebuah resistor dengan rating daya sebesar 1/8 W hanya dapat bekerja baik untuk R4, resistor ½watt akan cukup untuk Rdan resistor yang 5 watt untuk R2 (biasanya resistor cenderung memiliki nilai yang rating daya yang kurang dari spek paraktisnya, sehingga lebih baik kita tidak mengoperasikannya dekat dengan rating dayanya, anda harus menaikkan rating daya R2 dan R3), resistor 50 W yang presisi adalah jarang dan komponen yang sangat mahal. Resistor tertentu terbuat dari logam dan kawat yang tebal mungkin bisa menjadi R1 sehingga nilai resistansi yang rendah dengan rating daya yang dibutuhkan R1 terpenuhi.


Gambar 6 Mengukur arus juga dapat menggunakan sebuah resistor dan voltmeter (ingat hukum Ohm)
Gambar 6 Nilai-nilai resistansi pada berbagai range pengukuran

Terkadang, resistor shunt digunakan bersama voltmeter (yang memiliki resistansi internal sangat besar sekali) seperti tampak pada gambar di bawah untuk mengukur arus. Pada kasus ini, arus yang melewati voltmeter adalah sangat kecil sekali (atau dapat diabaikan), dan ukuran resistansi shunt dapat ditentukan tergantung seberapa besar volt/milivolt drop tegangan yang akan dihasilkan per ampere.
Category: Elektronika

efek pembebanan dan cara pembuatan multi meter (voltmeter & ammeter) analog multirange

MPEREMETER DAN VOLTMETERA.

 
Amperemeter
adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat inidipakaioleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.Amper meter dapat dibuat atas susunanmikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untukdeteksi arus pada rangkaian baik arusyang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhandengan hambatanshunt.Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yangmengalir padakumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentzyang dapatmenggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir makasemakin besar pulasimpangannya.
Amperemeter
Kontruksi sederhana dari amperemeter DC adalah jenis PMMC.Karena kumparanPMMC kecil dan kemampuan hantar arusnya tebatas, maka hanya dapat dilalui oleh aruskecil saja. Jika I yang besar akan diukur, maka sebagian arus dilewatkan pada tahananyang di pasang parallel dengan kumparan PMMC seperti pada gambar:Rm = tahanan kumparanRs = tahanan yang dipasang parallel dengan kumparanIm = arus maksimum yang boleh lewat kumparanI = arus total yang diukur atau arus skala penuh
 V
 shunt
= V
kumparan
Is Rs = Im RmKarena I = Is + ImMaka : Rs =

 Sebuah amperemeter yang mempunyai beberapa range pengukuran, maka beberapatahanan shunt dapat dipasang dengan konfigurasi berikut:1.
Amperemeter rangkuman ganda (Multirange Ammeter )Rangkaian ini memiliki empat shunt yang dihubungkan parallel terhadap alat ukur agarmenghasilkan empat batas ukur yang berbeda.2.
Shunt Ayrton ( shunt Universal )Rangkaian ini dapat mencegah kemungkinan penggunaan alat ukur tanpa tahanan shuntsehingga memiliki keuntungan yaitu nilai tahanan total yang lebih besar.Hal
 – 
 hal yang harus diperhatikan dalam penggunaan amperemeter DC:-
Amperemeter selalu dihubungkan seri dengan beban atau dengan rangkaian yangakan diukur arusnya.
-
Polaritas amperemeter harus sesuai dengan rangkaian.-
Bila menggunakan multirange, pertama kali gunakan range yang tertinggikemudian diturunkan sampai mendekati skala penuh pada range tersebut.gambar volmeterB.
Voltmeter
 Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Denganditambahalat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat.Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuatarus. Gaya magnetictersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik.Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.C. Ohmmeter / Ohm MeterOhm meter adalahalat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatudaya yangmampu menahan aliran listrik pada konduktor. Alat tersebut menggunakangalvanometeruntuk melihat besarnya arus listrik yang kemudian dikalibrasi ke satuan ohm.
A.Voltmeter
Kontruksi voltmeter dasar atau sederhana dari voltmeter DC adalah jenis PMMC.Voltmeter digunakan untuk mengukur beda potensial antara 2 titik pada rangkaian. Untukmembatasi arus yang melalui kumparan PMMC agar tidak melampaui harga Imaksimumnya, maka dipasang tahanan yang seri dengan kumparan dan disebut tahananmultiplier seperti pada gambar:
Im = arus maksimum yang boleh melewati kumparanRm = tahanan kumparanRs = tahanan seri / multiplierV = tegangan total yang diukur atau tegangan skala penuh sesuai dengan range voltmeter.V= Im (Rs + Rm )Rs =


B. Efek Pembebanan
1.
VoltmeterPerhatikan rangkaian berikut:Untuk mengukur ujung
 – 
ujung tahanan 50 kOhm untuk pengukuran ini tersedia dua voltmeterV1 mempunyai S = 1000 Ohm/VV2 mempunyai S = 20000 Ohm/Va.
Pembacaan voltmeter b.
Kesalahan tiap pembacaanVoltmeter 1 memiliki tahanan 50 V x 1000 Ohm/V = 50 KOhm, pada rangkuman 50 VV1 = 25 Kohm/125 Kohm x 150 V = 30 VVoltmeter 2 meliki tahanan 50 V x 20 Kohm/V = 1 Mohm, pada rangkuman 50 VV2 = 47,6 KOhm/147,6 Kohm x 150 V = 48,36 VKesalahan pembacaanV1 = (50 V
 – 
 30 V)/50 V x 100 % = 40 %V2 = ( 50 V
 – 
 48,36 V)/50 V x 100 % = 3,28 %Dari contoh dapat dilihat bahwa voltmeter yang dipasang memberikan penunjukan hargategangan yang lebih rendah dari harga tegangan yang sebenarnya karena dengan adanya
voltmeter ini dihasilkan tahanan ekivalen yang lebih kecil dari pada tahanan rangkaiansesungguhnya, efek ini disebut efek pembebanan.Gambar volmeter
CARA KERJA
1. Amperemeter / Ampere Meter 
 1. Amperemeter : dirangkai secara seri terhadap rangkaian elektronikVoltmeter : diangkai secara paralel kabel merah untuk term +...hitam term
 – 

 2. kabel merah untuk +,hitam untuk -...untuk pengukuran volt.3. Arus ac : putar slector posisi ACV untuk pengukuran tegangn arus bolak-balik pln/brasal dari dinamoArus dc :putar selector pos DCV untuk tegangn arus searah dari batere/aki4. Amperemeter : sebelum membaca pastikan selector pada posisi ampere.Dan rangkaian benar. pada layar digital langsung terlihat hasil.a,layar analog :perhatikan skla ampere dari angka nol -anka tertentu amati jarum pada posisi skala brp..Volt : Pilih ACV ato DCV masing2 mmliki skala dgn angka berbeda 10,50...jikauntuk pemakaian volt kecil pilih yg paling kecil...jika saat pengukuran jarum pada posisimaksimal,maka perlu diubah skala yang lebih besar.
Category: Elektronika

Konstruksi, Klasifikasi, Sifat Umum dan Kesalahan dari Alat Ukur dan Pengukuran


Asas semua cabang ilmu pengetahuan adalah pengamatan atau observasi. Pengamatan besaran fisika umumnya dinyatakan secara kuantitatif atau pengukuran. Kumpulan hasil pengukuran yang diperoleh dari berbagai sumber diolah dan disintesiskan menjadi sebuah model atau teori dari suatu gejala alam. Agar berguna, teori harus mampu menerangkan semua peristiwa alam yang dikenal dan dapat meramalkan berbagai hal baru yang benar tidaknya dibuktikan dengan percobaan dan pengukuran baru.
Jika suatu ketika hasil kajian tidak sesuai dengan ramalan teori, maka perlu verifikasi atau bahkan gugurlah teori itu. Dengan demikian peranan eksperimen sebagai balikan untuk  suatu teori.

Istilah-Istilah Dalam Pengukuran
Untuk menentukan suatu besaran secara kualitatif maka diperlukan instrumen atau alat ukur, dimana instrumen ini akan membantu manusia mengetahui suatu besaran atau variabel yang tidak diketahui. Untuk menggunakan instrumen secara tepat diperlukan pemahaman tentang prinsip-prinsip kerjanya dan mampu memperkirakan apakah instrumen tersebut sesuai untuk pemakaian yang telah direncanakan.
Dalam pengukuran, digunakan sejumlah istilah yang akan dipakai pada pembahasan berikutnya, antara lain :
a.       Instrumen/alat ukur : Suatu alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besarnya suatu kuantitas atau variabel.
b.      Ketelitian (accuracy) : Adalah nilai yang hampir sama atau terdekat dengan pembacaan instrumen terhadap nilai yang sebenarnya dari variabel         yang diukur.
c.       Ketepatan (precision) : Adalah ukuran kemampuan untuk mendapatkan hasil pengukuran yang secara berulang dari pengulangan pengukuran yang dilakukan. Atau merupakan suatu ukuran tingkatan yang menunjukkan perbedaan hasil pengukuran pada pengukuran yang dilakukan secara berurutan.
d.      Sensitivitas (Sensitivity) : Rasio antara sinyal keluaran atau respon instrumen terhadap perubahan masukan atau variabel yang diukur.
Angka-Angka Berarti (Penting)
Angka-angka berarti (significant figures) memberikan informasi yang aktual (nyata) terhadap ketepatan pengukuran. Banyaknya angka berarti menunjukkan tingkat atau derajat ketepatan suatu pengukuran, sebagai contoh : 2 buah tahanan masing-masing  68 W dan 68,0 W  ini berarti tahanan pertama memiliki 2 angka penting dan tahanan kedua memiliki 3 angka penting. 68 W memiliki ketepatan yang lebih rendah daripada 68,0 W .
Dari contoh di atas terlihat bahwa betapa pentingnya angka penting dalam suatu hasil pengukuran. Untuk menuliskan hasil pengukuran yang tepat maka terlebih dahulu disajikan contoh-contoh operasi angka penting.
a.           Operasi Penjumlahan
Contoh  1.1 :
Dua buah tahanan R1 dan R2 dihubungkan secara berderet (seri). Pengukuran masing-masing dengan menggunakan jembatan Wheatstone menghasilkan : R 1 = 18,7 W dan R 2  = 3,624 W. Tentukan tahanan total sampai beberapa angka berarti yang memenuhi (sesuai).
Penyelesaian :
R1 = 18,7 W  (tiga angka berarti)
R= 3,624 W  (lima angka berarti)
RT = R1 + R2 = 22,324 W  (empat angka berarti) = 22,3 W
            Angka-angka yang dicetak miring untuk menunjukkan bahwa pada penjumlahan R1 dan R2, ketiga angka terakhir merupakan angka-angka yang meragukan. Dalam hal ini tidak ada gunanya untuk menggunakan dua angka terakhir (2 dan 4) sebab salah satu tahanan hanya diteliti sampai tiga angka yang berarti atau sepersepuluh ohm.
            Bila dua atau lebih pengukuran dengan tingkat ketelitian yang berbeda dijumlahkan, maka hasilnya hanya seteliti pengukuran yang paling kecil ketelitiannya.
b.    Operasi perkalian
            Banyaknya angka-angka yang berarti dalam perkalian bisa bertambah dengan cepat, tetapi sekali lagi diingatkan bahwa yang diperlukan dalam jawaban hanya angka-angka berarti yang memenuhi.

Contoh 1.2 :
Untuk menentukan penurunan tegangan, arus sebesar 3,18 A dialirkan melalui sebuah tahanan 35,68 W. Tentukan penurunan tegangan pada tahanan tersebut sampai angka-angka berarti yang memenuhi.
Penyelesaian :
E = IR = (3,18) x (35,68) = 113,4624  = 113 V
            Karena didalam perkalian tersebut terdapat tiga angka yang berarti (yaitu 3,18), maka jawaban hanya dapat dituliskan maksimal dalam tiga angka yang berarti. Operasi pengurangan dan pembagian sama dengan aturan penjumlahan dan perkalian dalam hal penulisan angka penting.
Jenis-Jenis Kesalahan
            Tidak ada pengukuran yang menghasilkan ketelitian yang sempurna, tetapi adalah penting untuk mengetahui ketelitian yang sebenarnya dan bagaimana kesalahan yang berbeda digunakan dalam pengukuran. Langkah pertama yang diperlukan untuk menguranginya adalah mempelajari kesalahan-kesalahan tersebut; dimana dari hal ini juga dapat ditentukan ketelitian hasil akhir.
            Kesalahan-kesalahan dapat terjadi karena berbagai sebab dan umumnya dibagi dalam tiga  jenis, yaitu :
1.      Kesalahan-kesalahan umum (gross-errors): kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai, dan kesalahan penaksiran.
2.      Kesalahan-kesalahan sistematis (systematic errors): disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri seperti kerusakan atau adanya bagian-bagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai.
3.      Kesalahan-kesalahan yang tak disengaja (random errors): diakibatkan oleh penyebab-penyebab yang tidak dapat secara langsung diketahui sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak.  
Masing-masing kelompok kesalahan ini akan dibahas secara ringkas dengan menyarankan beberapa metode untuk memperkecil atau menghilangkannya.
a.   Kesalahan-Kesalahan Umum
Kelompok kesalahan ini terutama disebabkan oleh kekeliruan manusia dalam melakukan pembacaan atau pemakaian instrumen dan dalam pencatatan serta penaksiran hasil-hasil pengukuran. Selama manusia terlibat dalam pengukuran, kesalahan jenis ini tidak dapat dihindari; namun jenis kesalahan ini tidak mungkin dihilangkan secara kesuluruhan, usaha untuk mencegah dan memperbaikinya perlu dilakukan. Beberapa kesalahan umum dapat mudah diketahui tetapi yang lainnya mungkin sangat tersembunyi.
Kesalahan umum yang sering dilakukan oleh pemula adalah pemakaian instrumen yang tidak sesuai. Umumnya instrumen-instrumen penunjuk berubah kondisi sampai batas tertentu setelah digunakan mengukur sebuah rangkaian yang lengkap, dan akibatnya besaran yang diukur akan berubah. Sebagai contoh sebuah voltmeter yang telah dikalibrasi dengan baik dapat menghasilkan pembacaan yang salah bila dihubungkan antara dua titik di dalam sebuah rangkaian tahanan tinggi (contoh 1.3); sedang bila voltmeter tersebut dihubungkan ke sebuah rangkaian tahanannya rendah, pembacaannya bisa berlainan bergantung pada jenis voltmeter yang digunakan    (contoh 1.4). Contoh-contoh berikut  menunjukkan bahwa voltmeter menimbulkan sebuah “efek pembebanan” (loading effect) terhadap rangkaian, yakni mengubah keadaan awal rangkaian tersebut sewaktu mengalami proses pengukuran.

Kesalahan-kesalahan yang disebabkan oleh efek pembebanan voltmeter dapat dihindari dengan menggunakan alat tersebut secermat mungkin. Misalnya, sebuah voltmeter yang tahanannya kecil tidak akan digunakan untuk mengukur tegangan-tegangan didalam sebuah penguat tabung hampa. Untuk pengukuran khusus seperti ini diperlukan sebuah voltmeter dengan impedansi masukan yang tinggi (misalnya VTVM atau TVM).
            Kesalahan-kesalahan umum dalam jumlah besar dapat dikenali dari keteledoran atau kebiasaan-kebiasaan yang buruk, seperti : pembacaan aktual yang diambil, atau penyetelan instrumen yang tidak tepat. Pandang sebagai contoh sebuah voltmeter rangkuman ganda menggunakan satu papan skala dengan angka-angka (tanda yang berbeda untuk setiap rangkuman). Dalam hal ini adalah mudah untuk menggunakan sebuah skala yang tidak bersesuaian terhadap penyetelan sakelar pemilih rangkuman voltmeter tersebut. Kesalahan umum juga dapat terjadi bila instrumen tersebut tidak dikembalikan ke angka nol sebelum melakukan pengukuran dan akibatnya semua pembacaan menjadi salah.
            Kesalahan-kesalahan seperti ini tidak dapat dinyatakan secara matematis tetapi hanya dapat dihindari dengan menggunakan pembacaan yang cermat dan juga pencacatan data pengukuran yang benar. Hasil yang baik memerlukan pembacaan lebih dari satu kali, atau mungkin dengan pengamat yang berbeda. Dalam hal ini kita sama sekali tidak boleh bergantung pada satu pembacaan saja, tetapi paling harus melakukan tiga pembacaan yang terpisah. Yang lebih disukai adalah pembacaan pada kondisi-kondisi dengan pengubahan instrumen-instrumen dari keadaan mati ke keadaan hidup (off-on).
b.   Kesalahan Sistematis
            Jenis kesalahan ini dapat dibagi dua bagian yakni :
(1).    Kesalahan instrumental (instrumental error) yaitu jenis kesalahan yang tidak dapat dihindarkan dari instrumen karena akibat struktur mekanisnya. Misalnya tarikan pegas yang tidak teratur, pembebanan instrumen secara berlebihan. Atau kesalahan kalibrasi akibatnya pembacaan yang tidak tepat. Kesalahan instrumental dapat dihindari dengan cara (i). ketepatan memilih instrumen yang sesuai peruntukannya, (ii) menggunakan faktor-faktor koreksi setelah mengetahui banyaknya banyaknya kesalahan instrumental, (iii) Kalibrasi instrumen dengan instrumen standar (baku).
(2).    Kesalahan karena lingkungan (environmental errors) yakni jenis kesalahan  akibat dari keadaan luar yang berpengaruh terhadap instrumen, seperti efek perubahan suhu, kelembaban udara, tekanan udara luar, atau medan elektromagnetik.
            Kesalahan sistematis dapat pula dibagi atas kesalahan statis dan kesalahan dinamis. Contoh mikrometer bila diberi tekanan yang berlebihan untuk memutar poros menyebabkan kesalahan statis. Kesalahan dinamis akibat ketidakmampuan instrumen untuk memberikan respon yang cepat bila terjadi perubahan dalam variable yang diukur.
c.   Kesalahan-kesalahan  acak (random errors)
            Kesalahan-kesalahan ini diakibatkan oleh penyebab yang tidak diketahui dan terjadi walaupun semua kesalahan-kesalahan sistematis telah diperhitungkan. Kesalahan-kesalahan ini biasanya hanya kecil pada pengukuran yang telah direncanakan secara baik; tetapi menjadi penting pada pekerjaan-pekerjaan yang memerlukan ketelitian tinggi, misalkan suatu tegangan akan diukur oleh sebuah voltmeter yang dibaca setiap setengah jam. Walaupun instrumen dioperasikan pada kondisi–kondisi lingkungan yang sempurna dan telah dikalibrasikan secara tepat sebelum pengukuran, akan diperoleh  hasil-hasil pembacaan yang sedikit berbeda selama periode pengamatan. Perubahan ini tidak dapat dikoreksi dengan cara kalibrasi apapun dan juga oleh cara pengontrolan yang ada. Cara satu-satunya untuk membetulkan kesalaha ini adalah dengan menambah jumlah pembacaan dan menggunakan cara-cara statistik untuk mendapatkan pendekatan paling baik terhadap harga yang sebenarnya.
1.5             Analisis Statistik (Statistical Analysis)
            Analisis statistik terhadap data pengukuran adalah pekerjaan yang bisa sebab dia memungkinkan penentuan ketidakpastian hasil pengujian akhir secara analisis. Hasil dari suatu pengukuran dengan metode tertentu dapat diramalkan berdasarkan data contoh (sample data) tanpa memiliki informasi (keterangan) yang lengkap mengenai semua faktor-faktor gangguan. Agar cara-cara statistik dan keterangan yang diberikannya (interpretasi) bermanfaat, biasanya  diperlukan sejumlah pengukuran yang banyak. Juga dalam hal ini, kesalahan-kesalahan sistematis harus kecil dibandingkan terhadap kesalahan-kesalahan acak;  sebab pengerjaan data secara statistik tidak dapat menghilangkan suatu prasangka tertentu yang selalu terdapat dalam semua pengukuran.
a.   Nilai Rata-Rata
Nilai yang mungkin dari suatu variabel yang diukur adalah nilai rata-rata dari semua pembacaan yang dilakukan. Pendekatan paling baik akan diperoleh bila jumlah pembacaan untuk suatu besaran sangat banyak. Secara teoritis, pembacaan yang banyaknya tak berhingga akan memberikan hasil paling baik, walaupun dalam prakteknya hanya dapat dilakukan pengukuran yang terbatas.
b.   Penyimpangan Terhadap Nilai Rata-Rata
            Penyimpangan (deviasi) adalah selisih antara suatu pembacaan terhadap nilai rata-rata dalam sekelompok pembacaan. Jika penyimpangan pembacaan pertama x1 adalah d1, penyimpangan pembacaan kedua x2 adalah d2, dan seterusnya,
c.  Simpangan rata-rata
            Deviasi rata-rata adalah suatu indikasi ketepatan instrumen yang digunakan untuk pengukuran. Instrumen-instrumen yang ketepatannya tinggi akan menghasilkan  deviasi rata-rata yang rendah. Menurut definisi, deviasi rata-rata adalah penjumlahan nilai-nilai mutlak dari penyimpangan-penyimpangan dibagi dengan jumlah pembacaan.

d.  Deviasi Standar
            Deviasi standar (root–mean–square) merupakan cara yang sangat ampuh untuk menganalisis kesalahan-kesalahan acak. Secara statistik, deviasi standar dari jumlah data terbatas didefinisikan sebagai akar dari penjumlahan semua penyimpangan (deviasi) setelah dikuadratkan dibagi dengan banyaknya pembacaan.
KESALAHAN-KESALAHAN YANG MUNGKIN (PROBABILITY OF ERRORS)
a. Distribusi  Kesalahan Normal
            Pada tabel 1.1 ditunjukkan sebuah daftar dari 50 pembacaan tegangan yang dilakukan pada selang waktu yang singkat dan dicatat pada setiap kenaikan 0,1 Volt. Tegangan nominal secara grafik dalam bentuk sebuah diagram balok atau histogram dengan jumlah pengamatan digambarkan terhadap masing-masing pembacaan tegangan. Histogram pada gambar 1.1 menyatakan data dari tabel 1.1.
TABEL 1.1 Daftar Pembacaan Tegangan
Pembacaan Tegangan (Volt)
Jumlah Pengukuran
99.7
99.8
99.9
100.0
100.1
100.2
100.3
1
4
12
19
10
3
1
50

Text Box: 100.0



          
           
Hukum kesalahan Gauss atau hukum normal membentuk dasar dalam mempelajari efek-efek acak secara analitis. Walaupun penulisan matematis bagi masalah ini diluar lingkup pembatasan ini, pernyataan-pernyataan kualitatif berikut adalah didasarkan pada hukum Normal :
(a).   Semua pengamatan termasuk efek gangguan-gangguan kecil, disebut kesalahan-kesalahan acak;
(b).     Kesalahan-kesalahan acak bisa positif atau negatif,
(c).     Kemungkianan kesalahan acak yang positif dan negatif adalah sama
Dengan demikian kita dapat mengharapkan bahwa pengamatan pengukuran yang merngandung kesalahan-kesalahan yang positif dan negatif besarnya hampir sama, sehingga jumlah kesalahan total akan kecil dan nilai rata-rata akan menjadi nilai sebenarnya dari variabel yang diukur.
            Adapun kemungkinan-kemungkinan bentuk kurva distribusi kesalahan adalah sebagai berikut :
(a).    Kemungkinan kesalahan-kesalahan yang kecil lebih besar dari kemungkinan kesalahan-kesalahan yang besar.
(b).    Kesalahan-kesalahan yang besar adalah sangat mustahil;
(c).    Terdapat kemungkinan yang sama bagi kesalahan-kesalahan positif dan negatif sehingga kemungkinan suatu kesalahan yang diberikan akan simetri terhadap harga nol.
Kurva distribusi kesalahan pada gambar 1.2 didasarkan pada hukum Normal dan menunjukkan suatu distribusi kesalahan yang simetris. Kurva normal ini dapat dipandang sebagai bentuk yang membatasi histogram yang diberikan pada gambar 1.1 dalam mana nilai yang paling mungkin dari tegangan yang sebenarnya adalah nilai rata-rata 100,0 volt.
b.   Kesalahan Yang Mungkin (Probable Erorr)
                        Luasan yang dibentuk oleh kurva kemungkinan Gauss dalam gambar 1.2 diantara +¥ dan -¥, menyatakan semua jumlah pengamatan. Luasan yang dibatasi oleh +s dan 9-s menyatakan kasus-kasus yang selisihnya dari nilai rata-rata tidak akan melebihi deviasi standar. Integrasi luasan yang dibatasi oleh kurva dalam batas-batas ±s menghasilkan jumlah total semua kasus didalam batas-batas tersebut. Untuk data yang tersebar secara normal, berdasarkan distribusi Gauss diperoleh bahwa hampir 68% dari semua kasus-kasus tersebut berada dalam daerah +s dan -s dari nilai rata-rata. Nilai-nilai yang sehubungan penyimpangan-penyimpangan lainnya dinyatakan dalam s diberikan pada tabel 1.2.
TABEL 1.2 Luasan dibawah kurva kemungkinan
Deviasi (+) (s)
Bagian luasan total yang tercakup
0.6745
1.0
2.0
3.0
0.5000
0.6828
0.9546
0.9972
                        Jika sejumlah tahanan yang nilai nominalnya 100 diukur dan nilai rata-rata yang diperoleh adalah 100,00 W, maka dengan deviasi standar sebesar 0,20 W kita mengetahui bahwa sebanyak 68% (atau sekitar dua pertiga) dari semua tahanan mempunyai nilai (harga) yang terletak di dalam batas-batas ±0,20 W dari nilai rata-rata. Dengan demikian, terdapat sekitar dua banding satu kemungkinan bahwa nilai  setiap tahanan yang dipilih secara acak, akan terletak diantara batas-batas tersebut. Jika diinginkan perbedaan yang lebih besar, penyimpangan dapat diperbesar sampai batas ± 2s yang dalam hal ini adalah ± 0,40 W. Sesuai  dengan tabel 1.2, hal ini berarti 95% dari semua kasus dan 10 banding 1; artinya setiap tahanan yang dipilih secara acak terletak dalam batas-batas ± 0.40 W dari nilai rata-rata 100.00 W.
                        Pada tabel 1.2 menunjukkan bahwa separuh dari kasus tersebut berada dalam batas-batas penyimpangan ± 0,6745 s. Besaran r disebut kesalahan yang mungkin          (probable error) yang didefinisikan sebagai
                        Kesalahan yang mungkin r  = ±0.6745 s.                                           (6)
                        Nilai ini adalah mungkin dalam arti bahwa terdapat suatu kesempatan yang sama dimana setiap pengamatan akan memiliki suatu kesalahan acak yang tidak melebihi ±r.
Contoh 1.7 :
Pengukuran sebuah tahanan sebanyak sepuluh kali memberikan : 101.2 W;  101.7 W; 101.3 W; 101.0 W; 101.5 W; 101.3 W; 101.2 W; 101.4 W; 101.3 W;  101.1 W.
Dengan menganggap bahwa hanya terdapat kesalahan acak, tentukan : (a) nilai rata-rata, (b) deviasi standar, (c) kesalahan yang mungkin.
Penyelesaiaan :
Pengamatan yang banyak seperti ini lebih baik dibuat dalam bentuk tabel (daftar), sehingga menghindari keragu-raguan dan kesalahan.
Pembacaan (x)
Deviasi
d
d2
101.2
101.7
101.3
101.0
101.5
101.3
101.2
.101.4
101.3
101.1
-0.1
0.4
0.0
-0.3
0.2
0.0
-0.1
0.1
0.0
-0.2
0.01
0.16
0.00
0.09
0.04
0.00
0.01
0.01
0.00
0.04
Sx = 1,013.0
S = 1,4
= 0,36
(a).  Nilai rata-rata,  
(b).  Standar Deviasi, ,
(c).  Kesalahan yang mungkin = 0,6745s  =  0,6745 x 0,2                   = 0,1349 .
c.    Kesalahan Batas (Limiting Errors)
            Dalam kebanyakan instrumen, ketelitian hanya dijamin sampai suatu persentase tertentu dari skala penuh.  Komponen-komponen rangkaian (seperti kondensator, tahanan, dan lain-lain) dijamin dalam suatu persentase tertentu dari nilai tertera. Batas-batas penyimpangan dari nilai yang ditetapkan disebut kesalahan batas (limiting error) atau kesalahan garansi (guarantee error). Misalnya jika nilai sebuah tahanan adalah 500  ± 10%, maka pabrik menjamin bahwa nilai tahanan tersebut berada diantara 450  dan 550 . Pabrik tidak menetapkan standar deviasi atau kesalahan yang mungkin, tetapi menjanjikan bahwa kesalahan tidak akan lebih besar dari batas-batas yang telah ditetapkan.
Contoh 1.8 :
Ketelitian sebuah voltmeter 0 – 150 V  dijamin sampai 1% skala penuh. Tegangan yang diukur oleh voltmeter adalah 83 V. Tentukan “limiting error” dalam persen.
Penyelesaian :
Besar kesalahan batas (limiting error) adalah 0,01 x 150 V =  1,5 V.
Persentase kesalahan pada penunjukan voltmeter sebesar 83 V adalah :
 
Pada  contoh 1.8 di atas terlihat  bahwa voltmeter dijamin memiliki suatu ketelitian yang lebih baik 1% skala penuh, tetapi sewaktu voltmeter tersebut membaca 83 voltmeter kesalahan batas bertambah menjadi 1,81%. Secara berkaitan, bila tegangan yang diukur lebih kecil, kesalahan batas akan bertambah. Jika voltmeter membaca 60 V kesalahan batas adalah sebesar  , sedang untuk pembacaan 30 V menjadi  . Pertambahan persentase kesalahan batas sewaktu mengukur tegangan yang lebih kecil adalah karena besarnya kesalahan batas merupakan suatu kuantitas tertentu yang didasarkan pada skala maksimum alat ukur. Contoh 1.8 menunjukkan pentingnya melakukan pengukuran sedekat mungkin ke skala penuh. 

Contoh  1.9 :
Tiga buah kotak tahanan dekade (kelipatan 10) yang masing-masing dijamin ± 1% digunakan dalam sebuah rangkaian jembatan Weaststone untuk mengukur sebuah tahanan yang tidak diketahui (Rx). Tentukan batas Rx  yang diberikan oleh ketiga kotak tahanan tersebut .
Penyelesaian :
Persamaan untuk kesetimbangan jembatan menunjukkan bahwa dapat ditentukan dari ketiga kotak tahanan yaitu , dimana R1, R2, dan R3 adalah tahanan-tahanan kotak yang dijamin sampai ± 0,1%. Harus diketahui bahwa kedua suku dalam pembilang (yaitu R1 dan R2) bisa positif sampai batas maksimal 0,1% dan harga dalam penyebut bisa negatif sampai maksimal 0,1% dan keduanya menghasilkan suatu kesalahan total sebesar 0,3%. Dengan demikian, kesalahan garansi diperoleh dengan menjumlahkan langsung semua kesalahan yang mungkin. Pengambilan tanda-tanda aljabar menghasilkan kombinasi yang mungkin paling jelek sebagai ilustrasi berikutnya untuk menghitung disipasi dalam sebuah tahanan dengan menggunakan hubungan        P = I2R  diberikan pada contoh 1.10 berikut.
Contoh 1.10 :
Arus melalui sebuah tahanan 100 ± 0,2  adalah 2,00 ± 0,01 A. Dengan menggunakan persamaan    P = I2R , tentukan kesalahan batas untuk disipasi daya.
Penyelesaian :
Dengan menyatakan batas-batas garansi arus dan tahanan dalam % , diperoleh :
I = 2,00 ± 0,01 A = 2,00 A ± 0,5%
R = 100 ± 0,2  = 100  ± 0,2%
Jika dalam hal ini digunakan kombinasi kesalahn yang mungkin yang paling jelek, kesalahan batas dalam disipasi daya adalah (P = I2R)
(2 x 0,5%) + 0,2% = 1,2%
Dengan demikian, disipasi daya menjadi  P = I2R = (2,00)2 x 100 = 400 W ± 1,2% = 400 ± 4,8 W.
SOAL LATIHAN
  1. Tentukan jumlah angka yang berarti dalam masing-masing bilangan berikut :
(a). 542            (d).  0.65
(b). 27.25        (e).   0.00005
(c). 40 x 106      (f).   20.000
  1. Sebuah voltmeter yang kepekaannya 10 W/V membaca 75 V pada skala 100 V bila dihubungkan kesebuah tahanan yang tidak diketahui. Bila arus melalui tahanan adalah 1,5 mA, hitung (a) tahanan aktual dari tahanan yang tidak diketahui, (b) persentase kesalahan karena efek  pembebanan voltmeter.
  2. Tegangan antara ujung-ujung sebuah tahanan adalah 200 V dengan kesalahan yang mungkin sebesar ± 2%. Tahanan adalah 42 W dengan kesalahan yang mungkin sebesar ± 1,5%. Tentukan (a) disipasi daya di dalam tahanan, (b) persentase kesalahan.
  3. Pengukuran sebuah tahanan memberikan hasil-hasil berikut : 147,2 W; 147,4 W; 147,9 W; 148,1 W; 147,1 W; 147,5 W; 147,6 W; 147,4 W; 147,6 W; dan 147,5 W. Tentukan (a) nilai rata-rata, (b) deviasi rata-rata, (c) standar deviasi, (d) kesalahan yang mungkin dari rata-rata kesepuluh pembcaan tersebut.
  4. Untuk menentukan besaran (kuantitas) dilakukan enam pengamatan dan kemudian data yang disajikan tersebut akan dianalisa. Data tersebut adalah 12,35; 12,71; 12,48; 10,24; 12,63; dan 12,58. dengan memeriksa data tersebut dan berdasarkan kesimpulan saudara, tentukan (a) nilai rata-rata; (b) standar deviasi, (c) kesalahan yang mungkin dari pembacaan rata-rata dalam persen.
  5. Dua buah tahanan mempunyai nilai berikut :
R1 = 36 W ± 5%  dan R2 = 7 W ± 5%
Tentukan (a) besarnya kesalahan dalam masing-masing tahanan, (b) kesalahan atas (dalam ohm dan dalam persen) kedua tahanan tersebut jika dihubungkan berderet (seri), (c) kesalahan batas dalam ohm dan dalam persen bila keduanya dihubungkan paralel.
  1. Sebuah tahanan yang tidak diketahui ditentukan dengan menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Hasil tahanan tersebut diperoleh dari Rx = R1R2/R3.
Dimana            R1 = 500 W ± 1%
R2 = 615 W ± 1%
R3 = 100 W ± 0,5%
      Tentukan (a) nilai nominal tahanan yang tidak diketahui, (b) kesalahan batas tahanan tersebut dalam persen.
  1. Lengan-lengan sebuah jembatan Wheatstone ditandai berurutan sekeliling jembatan dengan tanda-tanda B, A, X, dan R. ketiga lengan yang diketahui memiliki konstanta-konstanta berikut :
A = 840 W (standar deviasi, SD = 1 W)
B =   90 W (SD = 0,5 W)
R = 250 W (SD = 1 W)
            Tentukan : (a) nilai X yang mungkin; (b) standar deviasi dari X.
  
Category: Elektronika
© 2012 [=xKRESSx=] - ReDesign by Adam-xp