ALAT UKUR ANALOG ARUS SEARAH

ALAT UKUR ANALOG ARUS SEARAH Alat Ukur dan Pengukuran Telekom

EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Pokok Bahasan • • • • • •

Penunjuk Analog Arus Searah Voltmeter DC Ampermeter DC Ohmmeter Multimeter Efek pembebanan


1. Penunjuk Analog Arus Searah (1/6)

Pendahuluan • Desain dari alat ukur voltmeter, ammeter atau ohmmeter dimulai dari elemen yang sensitif terhadap arus. • Beberapa penunjuk analog yang biasa dipakai : - Besi putar - kumparan putar - xy recorder - CRT - elektrodinamometer - elektrostatis • Biasanya untuk alat ukur DC dipakai detektor arus berupa kumparan putar yang sering disebut dengan galvanometer EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

• Biasanya untuk alat ukur DC dipakai detektor arus berupa kumparan putar yang sering disebut dengan galvanometer Sering kali disebut “alat ukur kumparan putar” adalah alat pengukur yang bekerja atas dasar prinsip dari adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan pada medan magnit yang berasal dari suatu magnit permanen EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Penunjuk Analog Arus Searah (2/6) Konstruksi dan cara kerja galvanometer • Galvanometer terdiri dari magnet permanen, kumparan yang dapat berputar dan jarum sebagai penunjuk • PMMCÆPermanent Magnet Moving Coil mechanism • Cara kerja: 1. bila arus melewati kumparan, akan timbul torsi elektromagnet Æ kumparan berputar 2. Torsi ini diimbangi oleh torsi yang dihasilkan oleh EL 2222 Pengukuran Elektrik restoring springFakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Penunjuk Analog Arus Searah (3/6) 3. Kesetimbangan

torsiÆsudut kumparan Æ jarum penunjukÆskala • Persamaan torsi

T = B × A× I × N T = torsi (Nm) B = rapat fluks di udara (Wb/m2) A = luas efektif kumparan (m2) N = jumlah lilitan kumparan I = arus dalam kumparan putar (A) EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom


Penunjuk Analog Arus Searah (4/6) • Sifat dinamik galvanometer : - kecepatan tanggap - redaman - overshoot • Faktor yang mempengaruhi gerakan kumparan putar : - momen inersia kumparan putar terhadap sumbu (J) - torsi lawan oleh restoring spring - konstanta redaman • PMMC Ægerak D’Arsonval - daya rendah 25 μW – 200 μW - jika masukan arusEL bolak-balik Æ menunjukkan nilai 2222 Pengukuran Elektrik Elektro & Komunikasi rata-rata Ætidak Fakultal cocok u/ arus bolak-balik Institut Teknologi Telkom

Penunjuk Analog Arus Searah (5/6) • Beberapa karakteristik umum alat ukur : -1. Impedansi input mengontrol daya yang dihilangkan dari sistem oleh instrument.

v2 p= Zm ZC Z R Rm Zm = = Z C + Z R 1 + jωRC p = daya disipasi Zm= impedansi input, untuk alat ukur arus searah nilai Zm = Rm EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

2. Sensitivitas d = defleksi, vi =tegangan yang diukur 3. Range d*=defleksi maksimum S = sensitivitas v* = tegangan/range maksimum

d S= vi *

d v = S *

4. Zero drift Æpergeseran nilai nol instrument 5. Respon frekuensi Æ pengaruh frek thd kerja instrument EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Penunjuk Analog Arus Searah (6/6) • Sensitivitas galvanometer - sensitivitas arus perbandingan antara defleksi (d) dengan arus yang menghasilkannya

- sensitivitas tegangan perbandingan antara defleksi (d) dengan tegangan yang menghasilkannya

- sensitivitas mega-ohm

d mm SI = I μA

d mm SV = V mV

tahanan (dlm MΩ) yang harus dihubung seri dengan galvano agar menghasilkan defleksi 1 skala bila tegangan 1 V dimasukkan dalam rangkaian


mm d SR = = SI μA I

Redaman pada pegas


Kelemahan Besi Putar • Pengaruh medan magnet dari luar • Temperatur sekitar • Pemanasan sendiri Æ stabil jika panas tetap • Pergeseran titik nol • Gesekan • Umur perangkat Æ lelah pegas • Letak alat ukur Æ hrs datar EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

2. Voltmeter DC (1/5) • Konstruksi Voltmeter DC terdiri dari : - tahanan pengali/multiplier (Rs) - tahanan dalam galvano (Rg) - arus masukan galvano (Ig) Multiplier Ætahanan untuk mengubah gerakan D’Arsonval menjadi voltmeter arus searah EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Im

Voltmeter DC (2/5) • Batas ukur Voltmeter : (ditentukan oleh multiplier/Rs )

V maks = I m ( R s + R g ) Rs =

Vmaks − I m Rg Im

=

Vmaks − Rg Im

• Voltmeter dengan batas ukur ganda

Batas ukur ganda

EL 2222 Pengukuran Elektrik Batas ukur Fakultal Elektro & Komunikasi sederhana Institut Teknologi Telkom

ganda universal

Voltmeter DC (3/5) • Sensitivitas voltmeter - nilai ohm per Volt (ohm-per-Volt rating) nilai perbandingan Rtotal (Rg + S = 1 Ω I dp V Rmultiplier) terhadap Vmaks - efek pembebanan pemasangan voltmeter secara paralel akan membuat voltmeter seperti shunt, akan terjadi drop tegangan. Untuk mengatasi Voltmeter harus mempunyai nilai ohm per volt yang sangat tinggi EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Voltmeter DC (4/5) • Beberapa Voltmeter DC dengan kegunaan khusus - Voltmeter untuk sinyal yang berubah secara perlahan - Voltmeter untuk sinyal yang berubah secara cepat


Voltmeter DC (5/5) Contoh soal : Dua volt meter digunakan untuk mengukur rangkaian disamping dengan sensitivitas 1000 Ω/V dan 20000 Ω/V a) Berapa pembacaan masing-masing b) Kesalahan tiap pembacaan dalam persen thd nilai sebenarnya

100kΩ

150V


50kΩ

3. Ampermeter DC (1/4) • Konstruksi Ampermeter DC terdiri dari : - tahanan shunt (Rs) - tahanan dalam galvano (Rg) - arus masukan galvano (Ig) - arus masuk ke Rs (Is) Tahanan shunt Ætahanan untuk membagi arus yang masuk ke galvanometer EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Ampermeter DC (2/4) • Batas ukur Ampermeter Vshunt = Valat ukur I m Rm I s Rs = I g Rg dan Rs = Is Is = I − Im dapat dituliskan I m Rm Rs = I − I m EL 2222 Pengukuran Elektrik

Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Ampermeter DC (3/4) • Ampermeter dengan batas ukur ganda Ra

+

Rb

Rc

Rd

-

Batas ukur universal/Ayrton Batas ukur ganda sederhana EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

Rg

Ampermeter DC (4/4) Perbandingan dua jenis ampermeter 1. Batas ukur ganda sederhana : - ada kemungkinan arus masuk galvano tanpa melalui shunt, untuk mengatasinya switch harus yang bertipe “make before break” 2. Batas ukur ganda Ayrton : - mencegah kemungkinan arus masuk tanpa lewat shunt, tahanan total lebih tinggi EL 2222 Pengukuran Elektrik Fakultal Elektro & Komunikasi Institut Teknologi Telkom

4. OHMMETER • Tugas 1. Kelompok, maksimum 3 orang. Buat konstruksi ohmmeter analog, lengkap dengan gambar, bagian-bagiannya, spesifikasi dan cara kerjanya.



ALAT UKUR ANALOG ARUS SEARAH

Recommend Documents