Instrument adalah alat-alat atau perkakas. Instrumentation adalah suatu sistem peralatan yang digunakan dalam suatu sistem aplikasi proses. Contoh : sistem instrumentasi pesawat terbang, sistem instrumentasi pada mesin deying, sistem instrumentasi pada otomotif dll.
Instrument Phanematik dan hidrolik Instrument Elektrik atau elektronik. Dalam sistem instrumentasi Industri terdiri dari elemen pengukur dan kontrol. Konsep dasar dari sistem instrumentasi didasari oleh ilmu fisika.
• Pemahaman Aplikasi instrument • Konsep Energi dan sistem gaya • Panas dan perpindahan panas • Sistem satuan dan standar pengukuran.
Instrumen sebuah alat untuk menentukan nilai atau besaran suatu kuantitas atau variabel. Parameter-parameter yang harus dimiliki Instrumen : 1. Ketelitian ( Accuracy) 2. Ketepatan (Precision) 3. Sensitivitas 4. Resolusi 5. Linieritas 6. Range 7. Span 8. Reproduksibilitas 9. Hysterisis. 10. Error.
1. 2. 3. 4. 5.
6. 7.
8. 9.
Ketelitian (Accuracy) adalah harga terdekat suatu pembacaan instrumen, mendekati harga yang sebenarnya dari variable yang diukur. Biasanya dalam % untuk skala penuh . Misalnya pengukuran tekanan 100 K Pa,yang mempunyai ketelitian 1%; artinya +/- 1 K Pa. Ketepatan (precision) adalah suatu ukuran kemampuan instrumen untuk mendapatkan hasil pengukuran yang serupa, bila pengukuran dilakukan beberapa kali. Sensitivitas, adalah perbandingan antara sinyal keluaran atau respon instrumen terhadap perubahan masukan atau variable yang diukur. Resolusi, perubahan terkecil dalam nilai yang diukur kepada mana instrumen akan memberikan respon (tanggapan). Range, menyatakan suatu daerah ukur yang dpt dilalukan oleh suatu instrumen, misal termo mempunyai range 30 – 40 C. Span, menyatakan lebar daerah pengukuran, untuk contoh diatas mempunyai span 10 C. Linieritas, menyatakan besarnya penyimpangan maksimum yang dapat terjadi pd suatu instrumen terhadap sifat liniernya dan biasanya dinyatakan dalam % terhadap skala penuh. Reproduksibilitas, menyatakan kemampuan suatu instrumen untuk menghasilkan pengukuran yang sama pada keadaan masukan yang sama ,bila masukan diubah pada arah yang sama. Dinyatakan dlm % terhadapa skala penuh. Histerisis, menyatakan kemampuan suatu instrumen untuk menghasilkan pengukuran yang sama bila input diubah pada arah yang berlawanan. Biasanya histerisis dinyatakan dlm % dlm skala penuh.
Karakteristik Instrumen : 1. Karakteristik Statik : adalah sifat yang berhubungan masukan dan keluaran untuk masukan (beban) yang tidak berubah menurut waktu dan sudah mencapai kondisi yang mantap.Dengan diketahui karakteristik statik, maka kesalahan-kesalahan dapat diketahui dlm pengukuran atau dalam pengedalian proses, sehingga dapat dihilangkan. 2. Karakteristik Dinamik : sifat yang memperhatikan waktu, dan memperhatikan hubungan antara input dan output instrumen tersebut. Peranannya sangat penting karena dapat mempengaruhi hasil pengukuran. Input biasanya input Step, input kecepatan, dan input sinusoida.
Metoda Pengukuran : 1. Direct Methods 2. Indirect Methods Pada sistem Insatrumentasi Industri banyak dilakukan pengukuran : • Pengukuran Tekanan (pressure) • Pengukuran Aliran (Flow) • Pengukuran Permukaan ( Level) • Pengukuran Temperatur • Pengukuran Kelembaban ( Humadity) • Pengukuran Kekentalan ( viscosity) • Pengukuran Keasaman ( pH) • Pengukuran Radiasi • Pengukuran Pencemaran udara • Pengukuran Gaya, Momen puntir, dan Regangan • Pengukuran Getaran dan Gerakan • Pengukuran panjang, sudut, dan pergeseran sudut. Dll.
Jenis-Jenis Kesalahan dalam pengukuran:
1. Kesalahan Umum (Gross Error) ( Penyebab Manusia) - Pemakaian instrumen tidak sesuai - Pembacaan Alat Ukur - Penyetelan yang tidak tepat - Kesalahan Penaksiran 2. Kesalahan Sistematis ( Systematics Error) - Kekurangan pada instrumen itu sendiri - Kerusakan instrumen - Bagian-bagian yang aus atau korosip. - Pengaruh lingkungan terhadap instrumen - Kesalahan kalibrasi. 3. Kesalahan-kesalahan yang tidak disengaja - Disebabkan oleh penyebab yang tidak langsung diketahui sebab perubahan-perubahan - Parameter/sistem pengukuran secara acak.
Input
Elemen Pengendali Akhir
Proses
Output
Gangguan
Pendeteksi Kesalahan dan Pengontrol
-
Elemen Pengukuran Dan Transmiter
Set point Control point Error Manipulated Variable KONSEP SISTEM INSTRUMENTASI
Input : dapat berupa sensor, microswitch, dll. Elemen Pengendali terakhir : dapat berupa rangkaian komporator, summing, dll. Proses : yang berfungsi mengolah informasi dapat berupa rangkaian analog, digital, miklroprosesor, dll. Elemen pengukur dan transmitter, pada bagian ini informasi yang diterima akan dibaca dan dilanjutkan kebagian penditeksi kesalahan dan pengontrolan. Penditeksi kesalahan dan pengontrol, pada bagian ini terjadi feedback dimana akan dilakukan penyempurnaan, pencarian kesalahan pengukuran, antara lain : set point, control point, error, dan manipulated variable ( bila diperlukan).
-Set point : adalah referensi atau input yang diberikan dan yang merupakan harga yang diinginkan untuk dihasilkan oleh proses. -Control Variable: adalah harga output proses yang dihasilkan. -Error : yaitu selisih antara set point dan pengukuran -Manipulated Variable : merupakan output dari kontroler dan ini adalah fungsi dari error. -Sinyal pengukur : yang merupakan harga controlled variable sehingga dapat dibandingkan dengan set pointnya, sinyal ini kadang-kadang juga disebut control point.
Transmitter digunakan untuk mengubah suatu besaran fisis yang merupakan hasil pengukuran menjadi suatu besaran fisis lain yang berupa sinyal yang dapat di transmisikan. Dikenal beberapa transmitter : a. b. c. d.
Pneumatic to Electronic transmitter ( P/E) Electronic to pneumatic transmitter ( E/P) Differential pressure transmitter (d/P) Temperature transmitter. Sinyal Pneumatic yang digunakan umumnya mempunyai range : 3 – 15 psi. Sinyal lisdtrik yang digunakan umumnya : Sinyal arus listrik : 4 – 20 m A atau 10 – 50 m A. Sinyal tegangan listrik : 1 – 5 DC atau 0 – 10 V DC.
TERIMA KASIH ATAS PERHATIAN DAN PARTISIFASINYA Yoyo Somantri & Erik H.
