METROLOGI GEOMETRIK Metrologi Geometrik.
Pembahasan pengukuran aspek geometri bagi suatu benda ukur yang meliputi dimensi (ukuran), bentuk, posisi, dan kekasaran permukaan. Metrologi Geometri secara internasional dikenal 2(dua) istilah ; Metrologi Dimensi ; disini ditonjolkan aspek geometri yaitu ukuran atau dimensi. Metrologi Industri ; disini yang ditonjolkan industri pemakai yaitu industri mesin dan peralatan, dengan ciri ketelitian geometrik, dirancang dan dibuat (direkayasa), disini yang ditonjolkan tanggung jawab sepenuhnya oleh industri yang memamfaatkannya. memamfaatkannya. Sedangkan Metrologi Legal ; menonjolkan aspek hukum untuk melindungi komsumen dari penyalahgunaan alat ukur dalam perdagangan.
Pengertian Metrologi dan Penerapannya. Metrologi adalah ilmu pengukuran besaran teknik, sesuai dengan jenis besaran yang diukur. Metrologi Geometrik berfungsi sebagai cara untuk mengukur apakah karakter geometrik masih memenuhi spesifikasi geometrik. Metrologi adalah suatu ilmu tentang ukur mengukur, atau ilmu pengukuran yang menyangkut menyangkut semua aspek baik teori teori maupun terapan.
Pembagian Metrologi terdiri dari : I. Menurut Legalitas : 1. Metrologi Legal 2. Metrologi Teknis II. Menurut Pemakaian : 1. Metrologi Industri 2. Metrologi Medis 3. Metrologi Astronomi 4. Dan lain-lain III. Menurut besaran Fisis yang diukur : 1. Metrologi Dimensi
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Metrologi Gaya dan Massa Metrologi Suhu Metrologi Kelistrikan Metrologi Optik Metrologi Akustik Metrologi Nuklir Dan Lain-lain
Ditinjau dari segi legalitas, metrologi Legal mengelola standar, satuan ukuran, metode pengukuran dan peralatan ukuran yang menyangkut persyaratan teknik dan peraturan yang berdasarkan Undang-Undang yang bertujuan untuk melindungi kepentingan umum dalam hal kebenaran pengukuran. (Undang-undang Republik Indonesia No. 2 Tahun 1981 tentang Metrologi Legal (UUML) yang mengatur hal-hal mengenai pembuatan, pengedaran, penjualan, pemakaian, dan pemeriksaan alat-alat ukur, takar, timbang dan perlengkapannya.)
Sedangkan metrologi Teknis (Ilmiah) sama dengan metrologi legal hanya bertujuan untuk kepentingan penelitian, pengendalian mutu industri, pengembangan pendidikan dll, yang tidak memerlukan kekuatan UndangUndang. Produksi besar-besaran yang merupakan sendi dari industri modern dilandaskan pada ketepatan dan kemampuan tukar bagian-bagian (interchange).
SATUAN PENGUKURAN (MEASUREMENT)
Kegiatan mengukur dapat diartikan sebagai proses membandingan suatu objek terhadap standar yang relevan, dengan mengikuti peraturan-peraturan terkait dengan tujuan untuk dapat memberikan gambaran yang jelas tentang objek ukur. Atau membandingkan acuan/pembanding/referensi.
suatu
besaran
dengan
besaran
Proses pengukuran akan menghasilkan angka yang diikuti dengan nama besaran acuan.
Besaran acuan harus bersifat tetap, diketahui, dan diterima oleh semua orang. Besaran tersebut harus dibakukan ( di standar kan). Besaran standar yang dipakai sebagai acuan dalam proses pengukuran harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut : Dapat didefinisikan secara fisik. Jelas dan “tidak berubah dalam kurun waktu tertentu” Dapat digunakan sebagai pembanding, dimana saja.
Dengan melakukan proses pengukuran kita dapat : Membuat gambaran, karateristik suatu objek atau prosesnya. Mengadakan komunikasi antar perancang, pelaksana pembuatan, penguji mutu dan berbagai pihak yang terkait lainnya. Memperkirakan hal-hal yang akan terjadi. Melakukan pengendalian agar sesuatu yang akan terjadi dapat sesuai dengan harapan perancang.
Besaran standar yang digunakan dalam setiap proses pengukuran dapat merupakan salah satu atau gabunan dari besaran-besaran dasar.
Dalam sistem satuan yang telah disepakati secara Internasional ( SI units, International System of Units, Le Systeme International d’unites) dikenal tujuh besaran dasar. Setiap besaran dasar mempunyai satuan standar dengan simbol/notasi yang diperlihatkan pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Satuan standar untuk tujuh besaran dasar menurut sistem satuan internasional ( SI units) Besaran dasar
Panjang Massa Waktu Arus listrik Temperatur termodinamika Jumlah zat
Nama satuan standar meter (meter ) kilogram (kilogram) sekon/detik ( second ) amper (ampere) kelvin (kelvin) mol (mole)
Simbol
m kg s A K mol
Intensitas cahaya
lilin (candela)
cd
Satuan tambahan : Sudut bidang radial (radian) rad Sudut ruang steradial ( steradian) sr Catatan : Satu radial berarti sudut yang dinyatakan pada suatu bidang (dinamakan “sudut bidang”) diantara dua garis radius (jari-jari suatu lingkaran) yang memotong lingkaran sehingga panjang busur lingkaran yang terpotong sama dengan panjang radius lingkaran yang dimaksud. Karena keliling lingkaran sama dengan 2π x o radius maka 1 sama dengan 2π/360 rad. Satu steradial adalah “sudut ruang” yang bermula dari titik pusat bola yang memotong permukaan bola sehingga luasnya sama dengan luas segi empat dengan sisi sama dengan radius bola yang dimaksud.
Semua besaran standar dari setiap pengukuran yang bukan merupakan besaran dasar tersebut di atas adalah merupakan turunan (gabungan) dari beberapa besaran dasar. Contoh besaran turunan, seperti terlihat pada tabel 3.2. Tabel 3.2. Contoh besaran turunan dengan satuan standarnya. Besaran turunan Luas bidang Volume Kecepatan Percepatan Gaya Tekanan Energi (kerja) Daya Potensial listrik Tahanan listrik
Nama satuan standar
Simbol
Meterpersegi meterkubik meterpersekon meter-per-sekonkuadrat newton pascal joule watt volt ohm
m 3 m m/s 2 m/s 2 N; kg.m/s 2 2 Pa; N/m ; kg/(m.s ) J; N.m; kg.m2/s2 2 3 W; J/s; kg.m /s 2 3 V; W/A; kg.m /(s .A) 2 3 2 ῼ; V/A; kg.m /(s .A )
2
Untuk menyingkat penulisan (atau membulatkan) angka hasil pengukuran biasanya digunakan nama depan yang khusus dibuat untuk mengawali nama satuan standar. Dalam sistem satuan internasional ini dikenal beberapa nama depan yang berfungsi sebagai pernyataan hasil kali dengan pokok sepuluh bagi nama-nama satuan standar (baik untuk besaran dasar maupun turunan) lihat tabel 3.3. Tabel 3.3 Pemakaian nama depan sebagai cara untuk menyingkat/membulatkan penulisan angka hasil pengukuran. Digunakan bilangan pokok sepuluh sebagai pengali/pembagi angka yang dinyatakan dengan satuan standar, baik untuk besaran dasar maupun besaran turunan. Faktor pengali 18 10 15 10 12 10 9 10 6 10 3 10 2 10 1 10
Nama depan eksa (exa) peta ( peta) tera (tera) giga ( giga) mega (mega) kilo (kilo) hekto (hecto) deka (deca)
Simbol E P T G M k h da
Contoh 3 1 kg = 10 g 6 1 MW = 10 W 2 1 cm = 10- m -3 1 mm = 10 m -6 1 µm = 10 m -9 1 nm = 10 m
-1 10 -2 10 -3 10 10-6 -9 10 -12 10 -15 10 -18 10
desi (deci) senti (centi) mili (milli) mikro (micro) nano (nano) piko ( pico) femto ( femto) ato (ato)
d c mm µ n ρ f a
Catatan : Nama depan ini tidak boleh di ulang meskipun yang diperuntukkan bagi satuan standar massa. Karena satuan standar besaran dasar massa adalah 1 kg maka, misalnya dalam menyatakan seribu kali 1 kg tidak boleh dituliskan dengan : 1 kkg. Besaran standar panjang
Untuk pengukuran geometrik besaran dasar yang digunakan adalah besaran panjang dengan satuan standar panjang yang diberi nama meter (m) o serta satuan tambahan yaitu sudut bidang dengan nama derajat ( ) atau radial (rad). Besaran panjang setara pentingnya dengan besaran dasar yang lain, dan mungkin yang pertama dibutuhkan orang sejak beribu tahun yang silam, termasuk juga besaran waktu, karena menentukan aspek kehidupan yaitu berkaitan dengan ruang (space) dan waktu (time). Proses pengukuran yang melibatkan benda ukur dan alat ukur mengalami kemajuan, dalam hal kecermatam, ketepatan, dan ketelitian yang bisa dicapai . Besaran panjang yang kita kenal dengan nama meter, sebenarnya telah mengalami perubahan dari sejak digunaka sampai saat ini baik dalam harganya maupun definisinya. Sejarah singkat mengenai aspek yang berkaitan dengan besaran panjang dan kondisi ilmu, serta perkembangan teknologi penentuan standar panjang, seperti berikut ; 4000 SM Mesir Kuno :
Standar panjang berdasarkan “lengan” . yaitu sesuai dengan panjang dari siku sampai ujung jari tengah raja yang berkuasa saat itu. Lebih kurang 463,3 mm menurut ukuran sekarang. Yang ditirukan ke sebuah panjang batang. Dan ; 500 SM, .....; 825, .....; 1101, .... ; Abad 15, ..... ; 1528,....; 1661, ....; 1664, ....; 1670,.....; Th 1790, Academy of Scientist (Paris) mendukung ide bumi sebagai acuan karena satuan panjang berdasarkan pendulum (yang sebelumnya populer) tidak tepat atau tak mampu menunjukkan pengulangan yang baik (ketepatannya rendah; jika pengukuran diulang hasilnya berbeda). Mulai saat itu lahirlah nama standar meter (yunani : “metron” berarti dimensi) yaitu : “Satu meter adalah seperempat-puluh-juta keliling bumi yang di ukur pada garis bujur yang melalui Paris dari Dunkirk ) pantai utara parancis) sampai Bercelona (Spanyol)”
Berdasarkan definisi meter ini dilakukan pengukuran yang sebenarnya dari th 19792 s.d th 1798 (suatu usaha besar yang sangat sulit dilakukan saat itu) yang kemudian diwujudkan dengan batang platinum berpenampang segi empat 25 x 4.05 mm. Karena 1 meter adalah jarak antara ke dua permukaan ujung batang maka dinamakan sebagai End-Standard. Tahun 1799 standar meter (“metre des archive”; definitive reference standar resmi acuan panjang) diresmikan (oleh Perancis) bersama-sama dengan standar massa (kilogram) Dan terus : th 1840, .... ; agustus 1870, .....; april 1872, ....;
Th 1875; Berdasarkan kontrak tgl 20 Mei 1875 suatu perusahaan di London (Johnsons & Matthey) berhasil membuat 30 batang Platinum-irridium yang teliti komposisinya. Sebagian (17 batang) dipilih untuk dibuatkan garis tanda pada bidang netral pada daerah di dekat ke dua ujungnya. Batang berpenampang X (ukuran 20x20 mm, berat sekitar 3,3 kg, lihat gbr 3.1) o ditumpu secara simetrik (0.559 L) tersebut jika di ukur pada temperatur 0 C maka jarak antara dua garis tanda di ke dua ujungnya adalah 1 meter. Karena menggambarkan jarak antara dua garis maka acuan panjang ini juga dinamakan sebagai Line –Standard. Yang disimpan di Paris dinamakan sebagai standar primer dan 16 batang lainya (disimpan di bernagai negara) disebut standar sekunder.
Dan terus ; Oktober 1889, ....; International Committee on Weight & Measurement, suatu badan internasional meter diatas sebagai satu-satunya standar panjang yang di sah kan untuk keperluan ilmu dan perdagangan. Hal ini masih juga bermunculan berbagai keberatan untuk diterima, dengan berbagai alasan . . . [ masih ketidaksempurnaan kelurusan dll,. . .]
Th 1892, albert michelson (jerman) berhasil mengukur panjang gelombang cahaya (spektrum merah yang dipancarkan dari lampu Cadmium) dengan menggunakan interferometer ciptaannya.
Th 1906, ....1972,..... ; mei 1935; .... 14 oktober 1960, ....; 1982, ditemukan laser..... 20 oktober 1983 pada sidang ke 17 General Conference on Weights & Measures ( CGPM) menetapkan :
“Satu meter adalah jarak (dimensi) yang ditempuh sinar (Laser Merah yang berasal dari gas Argon yang di-ion-kan yang distabilkan panjang gelombangnya) pada ruang hampa selama 1/ 299 792 458 sekon. “ satu sekon adalah selang waktu yang dibutuhkan oleh 9 192 631 770 periode dari radiasi yang setara dengan perubahan dua tingkat hiperfine pada kondisi ground bagi atam Caesium 133”. Uraian diatas menggambarkan bagaimana menyempurnakan proses pengukuran.
usaha
manusia
untuk
PENGERTIAN INTRUMENTASI.
Untuk melakukan kegiatan pengukuran, diperlukan suatu perangkat yang dinamakan instrument (alat ukur). Instrumen adalah sesuatu yang digunaklan untuk membantu kerja Indera untuk melakukan proses pengukuran.
