Konsep Pengukuran - Universitas Brawijaya
Download
Report
Transcript Konsep Pengukuran - Universitas Brawijaya
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
1
PENDAHULUAN
TUJUAN
KONSEP DASAR PENGUKURAN
TERMINOLOGI
TANGGAPAN WAKTU.
TUJUAN
Setelah menyelesaikan kuliah ini, diharapkan
mahasiswa mampu untuk:
Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip
dasar sistem pengukuran
Menjelaskan dengan benar mengenai terminologi
dalam sistem pengukuran
Menjelaskan dengan benar mengenai tanggapan
waktu sensor.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
3
KONSEP DASAR SISTEM PENGUKURAN
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
4
SENSOR & TRANSDUSER
Transduser:
Transduser adalah pengubah bentuk energi, dari
salah satu bentuk ke bentuk yang lain
Contoh:
Diafragma: transduser tekanan ke displacement
(perpindahan/posisi)
Motor listrik: transduser elektrik ke gerakan
(putaran)
Generator listrik: transduser gerakan (putaran) ke
listrik
Dll.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
5
SENSOR & TRANSDUSER
Sensor:
Sensor adalah divais (device) yang
menerima signal/stimulus non elektrik
(yang me-representasikan sifat-sifat fisis)
sebagai masukan dan memberikan
tanggapan (response) berupa sinyal
elektrik sebagai keluarannya
Contoh:
Fotodiode, termokopel, dll.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
6
SENSOR & TRANSDUSER
Aktuator: kebalikan dari sensor
Contoh:
Motor listrik
Loudspeaker
Elemen pemanas
dll.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
7
KARAKTERISTIK SENSOR
Eror
Eror adalah selisih antara nilai yang
sebenarnya dan nilai pengukuran (bila
digunakan untuk menyatakan hasil suatu
pengukuran)
atau
Eror adalah selisih antara nilai yang
sebenarnya dan nilai yang diinginkan/nilai
acuan/set point (bila digunakan untuk
menyatakan variabel yang dikontrol dalam
suatu sistem kontrol).
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
8
Akurasi
Akurasi (ketelitian) adalah ukuran yang
menyatakan nilai maksimum keseluruhan
eror yang diperkirakan muncul dalam
pengukuran suatu variabel
Akurasi biasanya dinyatakan sebagai
inakurasi (ketidak telitian).
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
9
Pernyataan Akurasi
Akurasi dinyatakan dalam bentuk variabel
yang diukur
Dalam bentuk persentase terhadap
pembacaan skala penuh (full scale-FS)
Dalam bentuk persentase terhadap span
(kisaran/range pengukuran)
Dalam bentuk persentase terhadap nilai
pembacaan .
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
10
Contoh Pernyataan Akurasi
Akurasi + 2oC menyatakan adanya ketidak
pastian sebesar + 2oC dalam setiap nilai
suhu yang diukur
Akurasi + 0,5%FS pada sebuah volmeter
yang mempunyai kisaran skala penuh 5 volt,
berarti dalam setiap pengukuran terdapat
ketidak pastian sebesar + 0,025V.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
11
Contoh Pernyataan Akurasi
Akurasi +3% dari span untuk kisaran
pengukuran tekanan antara 20 – 50 psi
adalah (0,03)(50-20)psi = 0,9 psi
Akurasi +2% dari pembacaan pada hasil
pengukuran 2 volt menyatakan ketidak
pastian sebesar +0,04 volt.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
12
Presisi
Presisi (ketepatan) adalah tingkat
kedekatan antara hasil pengukuran
individual dan nilai rata-ratanya.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
13
Sensitivitas
Sensitivitas adalah ukuran yang
menyatakan hubungan antara perubahan
keluaran dan perubahan masukan sensor
Dinyatakan oleh fungsi alih
Contoh: sensitivitas sebuah sensor suhu,
10 mV/oC .
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
14
Resolusi & Threshold
Resolusi adalah perubahan variabel
masukan terkecil yang dapat diukur
Dinyatakan sebagai persentase terhadap
kisaran skala penuh
Threshold adalah masukan terkecil yang
dapat diukur.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
15
Linieritas
Linieritas didefinisikan sebagai
simpangan maksimum kurva kalibrasi
terhadap suatu garis lurus.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
16
Kurva Linieritas
Ponco Siwindarto
Linieritas dinyatakan
sebagai persentase
simpangan maksimum
terhadap FS
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
17
Histerisis
Histerisis adalah perbedaan nilai
pembacaan sensor untuk suatu nilai
masukan tertentu bila nilai masukan
tersebut didekati dari nilai yang lebih
rendah dan yang lebih tinggi.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
18
Kurva Histerisis
Histerisis dinyatakan sebagai persentase deviasi
maksimum (antara kurva naik dan kurva turun)
terhadap nilai skala penuh.
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
19
TANGGAPAN WAKTU SENSOR
Ponco Siwindarto
b(t) = keluaran sensor
e(t) = masukan sensor
berupa fungsi step
ei = nilai awal
masukan sensor
ef = nilai akhir
masukan sensor
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
20
Tanggapan order-kesatu
Terdapat kesalahan nilai
keluaran selama waktu peralihan
keluaran dari bi ke bf
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
21
Konstansta waktu t
Untuk t =
t
Keluaran
berubah 63% dari total perubahan
Keluaran dianggap telah mencapai nilai akhir
pada t = 5
Ponco Siwindarto
t
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
22
Tanggapan order-kedua
Sensor dapat mengikuti perubahan masukan bila masukannya berubah
dalam waktu yang lebih lama dari periode yang diberikan oleh frekuensi
alamiahnya
Dalam waktu 1/a, amplituda osilasi turun sebesar e-1 kali atau 37%
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
23
Ponco Siwindarto
Teknik Elektro - Universitas Brawijaya
24