MODUL PRAKTIKUM SISTEM PENGUKURAN (TKF 2416)
LAB. SENSOR & TELEKONTROL LAB. TEKNOLOGI ENERGI NUKLIR LAB. ENERGI TERBARUKAN JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014
MODUL PRAKTIKUM SISTEM PENGUKURAN (TKF 2416) Lab. Sensor dan Telekontrol:
SP 01 : Kelinieran Hasil Pengukuran
SP 02 : Respon Dinamis Alat Ukur
SP 03 : Konversi Analog ke Digital
Lab. Teknologi Energi Nuklir:
SP 04 : Statistika Pengukuran
SP 05 : Kalibrasi Alat Ukur
Lab. Energi Terbarukan:
SP 06 : Pengukuran Dalam Ruangan (indoor)
SP 07 : Pengukuran Luar Ruangan (outdoor)
ii
PETUNJUK PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM Laporan tersusun atas: 1. Sampul (lihat contoh) 2. Tujuan Praktikum 3. Dasar Teori Tuliskan dasar teori secukupnya menyangkut apa yang menjadi obyek dan tujuan praktikum. 4. Rangkaian Alat Ukur 5. Data Pengukuran Berisi data mentah hasil pengukuran. 6. Analisis Data dan Pembahasan Berisi hasil pengolahan data serta analisisnya dilengkapi dengan pembahasan hasil analisis data tersebut. Fokus pembahasan pada perbandingan antara hasil praktikum dengan teori.
iii
CONTOH SAMPUL LAPORAN PRAKTIKUM
LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM PENGUKURAN (TKF 2416) MODUL SP .... ... (judul modul)
Kelas/Kelompok: ...../..... .................................................. (NIM: .............) .................................................. (NIM: .............) .................................................. (NIM: .............) .................................................. (NIM: .............) Tgl Praktikum: ....................... Asisten: .............................
LAB. ... JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2014
iv
SP 01 KELINIERAN HASIL PENGUKURAN A. Tujuan: Mempelajari kelinieran pengukuran berat B. Rangkaian Alat Ukur
Sensor yang digunakan: FSR406 buatan Interlink Electronics. Pasang rangkaian seperti gambar Pengukuran dilakukan menggunakan multimeter.
Modul Sensor Force Sensing Resistor
Rangkaian Sensor Force Sensing Resistor
C. Pengambilan Data
Input tegangan 5VDC, nilai RM = 10k dan 30k, output diukur menggunakan multimeter. Sensor divariasikan menggunakan berat koin yang berbeda.
1
Jumlah Koin Rp. 100,00 Rp. 200,00 Rp. 500,00 Rp. 500,00 (tembaga) Rp. 1000,00 Range sensor dari 0 – 1000 gram.
Berat (gram) 1,15 1,5 2 3,45 2,9
RM = 10k Ouput (V)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Berat (gram) 1,15 1,5 2 3,45 2,9 2,65 3,15 3,5 4,6 4,95
No.
Berat (gram)
Ouput (V)
No.
RM = 30k
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D. Analisis Data (Laporan) Buatlah grafik hubungan antara berat dengan tegangan untuk kedua nilai RM Ambil bagian rentang berat di mana kurva yang diperoleh cukup linier, lakukan regresi linier untuk memperoleh hubungan antara berat dan tegangan keluaran Lakukan pembahasan
2
SP 02 RESPON DINAMIS ALAT UKUR A. Tujuan: Mempelajari prinsip respon dinamis alat ukur berupa konstanta waktu pengukuran B. Rangkaian Alat Ukur
Sensor yang digunakan: LM35 buatan Texas Instrument. Rangkai sensor dengan catu VS dan komponen lain sesuai gambar. Pengukuran dilakukan pada VOUT menggunakan multimeter. Koonfigurasi LM35
Rangkaian Sensor LM35
C. Pengambilan Data
Siapkan wadah berupa gelas tahan panas, masukkan es batu ke dalam wadah tersebut. Posisikan sensor LM35 di udara terbuka di luar wadah dan catat keluaran sensor dalam mV. Masukkan LM35 ke dalam wadah dan tempelkan ke es batu sambil dibaca keluarannya. Isikan tabel berikut ini, waktu dihitung mulai ketika menempelkan LM35 ke es batu. 3
Waktu (detik)
Vsensor LM35 (mVolt)
Di udara terbuka 0 2 4 6 8 10 12 14 16 ... Kondisi stabil
Lakukan hal yang sama dengan di atas sehingga diperoleh 4 kasus: 1. Dari suhu ruang (udara terbuka) sampai suhu es batu 2. Dari suhu es batu sampai suhu ruang (saat LM35 dikeluarkan ke udara terbuka, dihitung sebagai detik ke 0) 3. Dari suhu ruang ke suhu air mendidih 4. Dari suhu air mendidih ke suhu ruang
D. Analisis Data (Laporan)
Buat grafik untuk keempat kasus di atas. Hitung kontanta waktu untuk keempat kasus di atas dan bandingkan dengan nilai pada data sheet LM35 Lakukan pembahasan
4
SP 03 KONVERSI ANALOG KE DIGITAL A. Tujuan: Mempelajari prinsip konversi nilai analog ke digital B. Rangkaian Alat Ukur
Rangkaian DT-I/O ADC - 08 buatan Innovative Electronics. Rangkai dengan catu +5V Pasang LED pada setiap keluaran digital (D0-D7) Input analog menggunakan sumber tegangan DC 0 s/d 5V Input analog diukur dengan multimeter DT-I/O ADC - 08
C. Pengambilan Data
Variasikan input analog dan catat keluaran digitalnya Input analog (Volt)
Keluaran digital (biner)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 5
1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.2 4.4 4.6 4.8 5.0 D. Analisis Data (Laporan)
Hitung nilai desimal dari setiap keluaran biner Gambar grafik hubungan antara tegangan analog dengan nilai desimal keluaran Tentukan kelinieran ADC, hitung R2 dari regresi liniernya Lakukan pembahasan
6
SP 04 STATISTIKA PENGUKURAN A. Tujuan: Mempelajari karakteristik statistik pengukuran besaran radiasi nuklir B. Rangkaian Alat Ukur
Rangkaian alat ukur disusun dan diset oleh asisten Mahasiswa mengidentifikasi komponen alat ukur sebagaimana gambar di bawah Set HVDC pada daerah optimum GM Sumber radiasi 90Sr diletakkan di depan jendela detektor GM Set pengala/timer pada selang waktu 3 detik Geiger Muller
Sumber radiasi
Inverter GM
Counter
Timer
High Voltage
C. Pengambilan Data
Untuk setiap kelompok lakukan pencacahan setiap 3 setik sebanyak 150 data (setiap anggota kelompok harus ikut bergantian melakukan pencacahan).
7
D. Analisis Data (Laporan)
Dengan menggunakan data kelompok masing-masing (150 data), buat plot histogram cacah radiasi seperti contoh di bawah ini Hitung nilai rerata dan deviasi standarnya. Frekuensi 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0 -20
154
99
27 0
0
1
0
20
40
97
18 4
60
0
0
80 100 120 140 160 180 200 Rentang cacah
Gabunglah data pencacahan dengan 2 kelompok lain (sehingga total 3 kelompok, 450 data). Lakukan hal yang sama seperti di atas. Lakukan pembahasan
8
SP 05 KALIBRASI ALAT UKUR A. Tujuan: Mempelajari pengkalibrasian keluaran alat ukur dengan besaran yang diukur. B. Rangkaian Alat Ukur
Rangkaian alat ukur disusun dan diset oleh asisten Mahasiswa mengidentifikasi komponen alat ukur sebagaimana gambar di bawah Set HVDC pada daerah optimum detektor NaITl Sumber radiasi diletakkan di depan detektor NaITl Set pengala/timer pada selang waktu 2 detik
Sumber radiasi
Detektor NaITl & PMT
Preamp
High Voltage
Amp
SCA
Timer
Counter
C. Pengambilan Data Untuk kelompok pertama: Gunakan sumber radiasi 60Co Lakukan pencacahan pada setiap perubahan nomor kanal (U) mulai dari yang terkecil sampai terbesar, sehingga diperoleh 2 puncak spektrum. Catat nomor kanal kedua puncak tersebut (dengan energi 1.17 MeV dan 1.33 MeV) Untuk kelompok kedua: Gunakan sumber radiasi 137Cs Lakukan pencacahan sehingga diperoleh sebuah puncak spektrum. Catat nomor kanal puncak tersebut (dengan energi 0.662 MeV) Untuk kelompok ketiga: Gunakan sumber radiasi X (tidak diketahui) Lakukan pencacahan sehingga diperoleh 2 buah puncak spektrum. Catat nomor kanal kedua puncak tersebut.
9
Kanal
Cacah
Kanal
Cacah
Kanal
Cacah
Kanal
Cacah
10
D. Analisis Data (Laporan)
Dengan menggunakan data ketiga kelompok buat plot spektrum (cacah vs kanal) untuk setiap sumber radiasi Buat kurva kalibrasi energi terhadap nomor kanal puncak dengan melakukan regresi linier terhadap puncak sumber radiasi 60Co dan 137Co Hitung energi puncak sumber radiasi X Lakukan pembahasan.
11
