1
I.
Jelaska Jelaskan n skema skema sistem sistem pengu pengukur kuran an lengk lengkap ap denga dengan n salah salah satu alat alat pengu penguku kurr (lengka (lengkap p dengan dengan gambar)
1. Pengukuran Luas dan Dimensial
Penguk Pengukura uran n adalah adalah penent penentuan uan besaran besaran,, dimensi dimensi,, ata atau kapasitas kapasitas,, biasany biasanyaa terhad terhadap ap suatu suatu standar standar atau satuan ukur . Pengukuran Pengukuran tidak hanya terbatas pada kuantitas fisik , tetapi juga dapat diperluas untuk mengukur hampir semua benda yang bisa dibayangkan, seperti tingkat ketidakpastian,, atau indeks kepercayaan konsumen. Pengukuran ada beberapa macam alat ketidakpastian yaitu: micro meter,jangka sorong,dial indikator,viler gauge dll alam fisika fisika dan dan matematika matematika,, dimensi dari suatu ruang ruang atau atau obyek secara secara informal diartikan sebagai jumlah minimal koordinat koordinat yang yang dibutuhkan untuk menentukan titik!titik yang yang ada di dalamnya. "alah satu alat ukurnya adalah : jangka sorong
2. Pengukuran anjakan pneumatik
"ecara garis besar alat pengukurnya dapat digolongkan menjadi # yaitu : $lat $lat yang yang dapat dapat menun menunjuk jukan an besarny besarnyaa tekanan tekanan udara% udara%gas gas dalam dalam suatu suatu ruanga ruangan, n,
•
biasanya disebut barometer atau pressure gauge. $lat yang dapat menunjukan besarnya kevakuman udara disebut vacum meter%vacum
•
gauge &edua jenis alat tersebut mempunyai mempunyai kontruksi kontruksi yang hampir sama, namun dalam pekerjaan pekerjaan teknik otomotiv biasanya alat alat ukur itu diberi nama sesuai dengan fungsi pemakaiannya. $lat alat ukur pneumatic tersebut mempunyai satuan seperti berikut : &g%'m#, atmosphere (atm), bar, 'mg, ing, psi (pound suare inch). 'ontoh!'ontoh $lat $lat *kur Pneumatic
1. Compression tester - alat ukur pneumatic
2
*ntuk *ntuk memper memperoleh oleh kondis kondisii kerja kerja yang yang optima optimal, l, diaman diamanaa daya daya mesin mesin dapat dapat semaks semaksima imall mungkin, tetapi tidak merusak (mempercepat) kerusakan komponen komponen mesin maka tekanan kompresi didalam silinder mesin harus sesuai dengan ketentuan khusus yang sudah diberikan oleh pabrik pembuat mesin tersebut.
$lat ukur pneumatic compresi tester *ntuk mengetahui mengetahui tekanan tekanan kompresi kompresi tersebut tersebut digunakan digunakan alat yang disebut +compression gauge% compression tester. $lat ini dipasangkan pada lubang busi (untuk motor bensin) dan dapat juga pada lubang injector atau lubang pemanas mula pada motor diesel. Jadi Jadi 'omp 'ompre ressi ssion on teste testerr adala adalah h salah salah satu satu alat alat ukur ukur pneu pneuma mati ticc yang yang berfu berfung ngsi si untu untuk k mengukur mengukur tekanan tekanan kompresi kompresi didalam didalam silinder silinder mesin. $lat tersebut biasanya biasanya mempunyai mempunyai satuan &g%'m# atau atmosphere (atm).
2. Radiator Tester - alat ukur pnrumatic
$lat ukur pneumatic radiator tester *ntuk menjaga agar air pendingin mesin tidak mudah berkurang dalam tempo yang ama, maka maka kerap kerapat atan an dari dari sist sistem em pend pendin ingi gin n haru haruss diper diperik iksa. sa. &ebo &eboco coran ran kecil kecil saja saja dapat dapat mengakibatk mengakibatkan an kerusakan kerusakan yang fatal. *ntuk melakukan melakukan pera-atan pera-atan dan pendeteksian pendeteksian hal tersebut digunakan alat yang disebut radiator tester. alam pengoperasiannya alat ini dapat digunakan # hal : •
engetahui kebocoran sistem pendingin
3
•
*ntuk hal ini alat radiator tester dipasangkan pada lubang pengisian air radiator.
•
*ntuk mengetahui kerja dari tutup radiator (katup) *ntuk hal ini tutup radiator dipasangkan pada alat radiator cup tester. $lat ini biasanya menggunakan satuan &g%'m# atau $tm.Jadi radiator tester adalah alat yang berfungsi untuk mengetahui kebocoran dari sistem pendingin. "edangkan radiator cup tester adalah alat ukur pneumatic yang berfungsi untuk mengetahui kerja dari tutup radiator (katup pada tutup radiator. 3. Tire Pressure Gauge - alat ukur pneumatic
$lat ukur pneumatic /yre Pressure 0auge &ekerasan ban dapat diukur dengan alat pengukur tekanan udara melalui katup udara yang ada apada ban yang bersangkuta (ventil). /ekanan ban normal sudah ditentukan oleh pabrik pembuat kendaraan melalui buku petun juk khusus. $lat ukur tekanan ban ini disebut +tire pressure gauge dan umumya menggunakan satuan psi atau kg%cm#.
3. Pengukuran Tekanan
4
1leh karena itu satuan yang dipakai untuk tekanan merupakan hasil bagi antara satuangaya dan satuan luas, misalnya kg%cm#, lb%inch# yang biasanya disingkat psi (pound%suare inch)dan lain lain Jenis $lat *kur /ekanan $lat ukur tekanan ada dua macam yaitu :
$. $lat ukur tekanan udara tertutup anometer • anometer adalah alat
pengukur
tekanan
udara
di
dalam
ruang
tertutup.
Penggunaannya: anometer digunakan untuk menentukan perbedaan tekanan diantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekenan kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran disaluran dengan menggunakan persamaan 2ernoulli (perbedaan tekanan 3 4#%#g).
5
$lat ukur tekanan udara luar
•
2arometer barometer merupakan alat pengukur tekanan udara dalam satuan b. 2arometer termasuk peralatan meteorology golongan non recording yang pada -aktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan.
acam!macam pengukuran /ekanan •
•
•
Pressure 0auge ( /ekanan 0auge) iukur mengacu pada tekanan atmosfer $bsolutt Presure (/ekanan utlak) engukur perbedaan antara vakum referensi dan tekanan yang akan diukur ifferential Presure (/ekanan iferensial) /idak mempergunakan referensi tekanan tertentu . yg terpenting pada prosesnya adalah terlihat ada sebuah perubahan peningkatan diferensial dari meningkatnya salah satu tekanan atau turunnya salah satu tekanan
4. Pengukuran liran
Pengukuran aliran adalah untuk mengukur kapasitas aliran, massa laju aliran, volume aliran. Pemilihan alat ukur aliran tergantung pada ketelitian, kemampuan pengukuran, harga, kemudahan pembacaan, kesederhanaan dan kea-etan alat ukur tersebut.
6
etode pengukuran aliran yang paling teliti adalah penentuan gravimerik atau penentuan volumetrik dengan berat atau volume diukur atau penentuan dengan mempergunakan tangki yang dikalibrasikan untuk selang -aktu yang diukur. Pada prinsipnya besar aliran fluida dapat diukur melalui : 5.&ecepatan (velocity) #.2erat (massanya) 6.7uas bidang yang dilaluinya 8.4olumenya
Jenis alat ukur aliran fluida yang paling banyak digunakan diantaranya alat ukur lainnya adalah alat ukur fluida jenis laju aliran. al ini dikarenakan oleh konstruksinya yang sederhana dan pemasangannya yang mudah. $lat ukur aliran fluida jenis ini dibagi empat jenis yaitu: •
!enturi meter
4enturi eter ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan. "edangkan alat untuk menunjukan besaran aliran fluida yang diukur atau alat sekundernya adalah manometer pipa *
•
"lo# $o%%le
7
9lo- o;;le sama halnya dengan plat orifice yaitu terpasang diantara dua flensa. 9lo o;;le biasa digunakan untuk aliran fluida yang kecil. &arena flo- no;;le mempunyai lubang lebih besar dan kehilangan tekanan lebih kecil daripada plat orifice sehinga flono;;le dipakai untuk fluida kecepatan tinggi pada temperatur tinggi dan untuk penyediaan air ketel. 9lo- no;;le ini merupakan alat primer dari pengukuran aliran yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanannya Pitot tu&es
ama pitot tubes datang dari konsensip enry de Pitot pada tahun 5<6#. Pitot tubes mengukur besaran aliran fluida dengan jalan menghasilkan beda tekanan yang diberikan oleh kecepatan fluida itu sendiri dapat dilihat pada 0ambar diatas, pitot tubes membutuhkan dua lubang pengukuran tekanan untuk menghasilkan suatu beda tekanan. Pada pitot tubes ini biasanya fluida yang digunakan adalah jenis cairan dan gas. Pitot tubes terbuat dari stainless steel dan kuningan. •
"lat ori'ice
8
1rifice adalah plat berlubang yang disisipkan pada laluan aliran fluida yang diukur, juga merupakan alat primer yang berfungsi untuk mendapatkan beda tekanan antara aliran pada up stream dan do-n stream dari orifice itu sendiri. 1rifice merupakan salah satu alat ukur yang digunakan di lapangan geothermal dan umumnya orifice diletakkan sebelum separator.
(. Pengukuran )u*u
"uhu dapat didefinisikan sebagai derajat panas satu benda. 2enda yang panas memiliki suhu yang lebih tinggi dibandingkan benda yang dingin )kema Rangkaian Pengukur )u*u )kama Rangkaian Pengukur )u*u ini cukup sederhana menggunakan presisi suhu I'
76=. /iga pin transistor seperti I' memberikan output linear sama dengan >5? m4 per derajat kenaikan suhu. al ini dapat mengukur suhu antara !8 derajat sampai >55? derajat 'elcius. Jenis 768 adalah sensor 9ahrenheit dan outputnya adalah sama dengan!5?m4 per derajat 9ahrenheit. 1utput dari I'5 secara langsung diberikan ke input dari driver display I' 76@58. Ini adalah sirkuit terpadu monolitik dengan 5? keluaran aktif rendah yang dapat mendorong 5? 7A secara langsung tanpa resistor yang membatasi arus.
Bangkaian internal dari I' menyesuaikan arus yang melalui 7A. asukan dari 7 6@58 sangat sensitif dan outputnya 5? C 5D tenggelam satu per satu sebagai input yang menerima kenaikan dari 5#= milivolt. i sini hanya E output yang digunakan untuk menggerakkan E 7A. &elebihan 7A dapat dimasukkan dalam output yang tersisa jika diperlukan.
9
engan kenaikan indra suhu I' 76=, 7A ?=:=@ menyala. Jika sensitivitas tidak tinggi, 4B# dapat diabaikan. aka output dari I'5 harus langsung terhubung ke input dari I'#. 2ila daya diterapkan, beberapa 7A akan menyala. &alibrasi Bangkaian Pengukur "uhu dengan memberikan suhu yang berbeda untuk I'5. *ntuk ini termometer dan air panas dari suhu yang berbeda diperlukan. 2eberapa kaus kaki katun dengan air hangat sekitar 6< derajat (suhu ruang normal) dengan lembut melakukan kontak dengan I'5. "esuaikan 4B5and 4B#, sampai 7A5 bersinar.
$lat Pengukur "uhu •
Termometer Laboratorium $lat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. /ermometer laboratorium menggunakan raksa atau alkohol sebagai penunjuk suhu.
"kala pada termometer laboratorium biasanya dimulai dari ? ' hingga 5?? '. ? ' menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 5?? ' menyatakan suhu air yang sedang mendidih. •
Termometer Ruang /ermometer ruang biasanya dipasang pada tembok rumah atau kantor. /ermometer ruang mengukur suhu udara pada suatu saat. "kala termometer ini adalah dari !=? ' sampai =? '. "kala ini digunakan karena suhu udara di beberapa tempat bisa mencapai di ba-ah ? ', misalnya -ilayah Aropa. "ementara di sisi lain, suhu udara tidak pernah melebihi =? '.
10
•
/ermometer &linis /ermometer klinis disebut juga termometer demam. /ermometer ini digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu tubuh pasien. Pada keadaan sehat, suhu tubuh manusia sekitar 6< '. /etapi pada saat demam, suhu tubuh dapat melebihi angka tersebut, bahkan bisa mencapai angka 8?.
"kala pada termometer klinis hanya dari 6= ' hingga 86 '. al ini sesuai dengan suhu tubuh manusia, suhu tubuh tidak mungkin di ba-ah 6= ' dan melebihi 86 '. •
/ermometer "iF!2ellani /ermometer "iF!2ellani disebut pula termometer maksimum!minimum. /ermometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan suhu terendah dalam jangka -aktu tertentu. /ermometer ini mempunya # cairan, yaitu alkohol dan raksa dalam satu termometer.
11
+. Pengukuran si'at termal dan si'at transpor
"ifat termal sangat penting untuk perhitungan neraca energidalam berbagai penerapan perpindahan kalor. &ebanyakan pengukuran sifat termal menyangkut penentuan aliran kalor dan suhu. Perpindahan kalor biasanya diukur dengan membuat neraca energi untuk peranti yang sedang dikaji. *mpamanya, pemanasan air dengan menglirkan air itu melalui pipa panas. Perpindahan kalor konveksi dari dinding pipa ke air dapat ditentukan dengan mengukur laju aliran massa air dan suhu!suhu masuk dan keluar dari bagian pipa yang dipanaskan. Anergi yang diterima air tentu sama dengan perpindahan kalor dari pipa, jika bagian luar pipa itu diisolasi dan tidak ada kehilangan kalor. $dapun yang termasuk pengukuran sifat termal adalah ;at cair, gas dan pengukuran nilai kalor meliputi kalorimeter bom dan kalorimeter aliran junker. "ifat transfor suatu fluida merupakan petujuk tentang transpor energi di dalam fluida atau ;at padat. alam gas dan ;at cair transfor eneri itu berlangsung melalui garakan molekul sedang dalam ;at padat transfor energi oleh elektron bebas dan getaran kisilah yang lebih penting. 4iskositas fluida diklasifikasikan sebagai suatu sifat transfor, karena bergantung pada transfor momentum yang terjadi sebagai akibat gerakan molekul didalam fluida. "ifat transfor lainnya antara lain p dan potensial larutan.
a. &onduktivitas /ermal ,onduktiitas atau keter*antaran termal , k, adalah suatu besaran intensif bahan yang
menunjukkan kemampuannya untuk menghantarkan panas. &onduksi termal adalah suatu fenomena transport di mana perbedaan temperatur menyebabakan transfer energi termal dari satu daerah benda panas ke daerah yang sama pada temperatur yang lebih rendah. Panas yang
12
di transfer dari satu titik ke titik lain melalui salah satu dari tiga metoda yaitu konduksi, konveksi, dan radiasi. konduktivitas termal 3 laju aliran panas G jarak % ( luas G perbedaan suhu )
0ambar konduktometer Proses pengukuran
5.
Pastikan skala pada konduktiviti meter terbaca, dan elektroda tercelup sempurna pada
larutan yang akan diukur konduktivitasnya #.
engukur daya hantar listrik larutan!larutan tersebut dengan konduktometer, dimulai
dari larutan yang memiliki konsentrasi terendah (larutan 5?) sampai larutan dengan konsentrasi tertinggi (larutan5) 6.
engukur daya hantar listrik larutan!larutan tersebut dengan konduktometer, dimulai
dari larutan yang memiliki konsentrasi tertinggi (larutan 5) sampai larutan dengan konsentrasi terrendah (larutan#) 8.
engulang langkah # dan 6 secara berurutan (sebanyak 6 kali)
&. ,onsep !iskositas
9luida, baik ;at cair maupun ;at gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. 4iskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul! molekul yang menyusun suatu fluida. Jadi molekul!molekul yang membentuk suatu fluida
13
saling gesek!menggesek ketika fluida tersebut mengalir. Pada ;at cair, viskositas sebanding dengan e!A%B/ ."ecara kuantitatif pengaruh suhu terhadap viskositas dinyatakan dengan persamaan empirik, h 3 $ e!A%B/ $ merupakan tetapan yang sangat tergantung pada massa molekul relative dan volume molar cairan dan A adalah energi ambang per mol yang diperlukan untuk proses a-al aliran. 'ara menentukan viskositas suatu ;at menggunakan alat yang dinamakan viskometer. $da beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain : 5. 4iskometer kapiler % 1st-ald 4iskositas dari cairan yang ditentukan dengan mengukur -aktu yang dibutuhkan bagi caira n tersebut untuk le-at antara # tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer 1st-ald. Haktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan -aktu yang dibutuhkan bagi suatu ;at yang viskositasnya sudah diketahui (biasanya air) untuk le-at # tanda tersebut (oechtar,5@@?). #. 4iskometer oppler 2erdasarkan hukum "tokes pada kecepatan bola maksimum, terjadi keseimbangan sehingga gaya gesek 3 gaya berat C gaya archimides. Prinsip kerjanya adalah menggelindingkan bola ( yang terbuat dari kaca ) melalui tabung gelas yang berisi ;at cair yang diselidiki. &ecepatan jatuhnya bola merupakan fungsi dari harga resiprok sampel (oechtar,5@@?). 6. 4iskometer 'up dan 2ob Prinsip kerjanya sample digeser dalam ruangan antaradinding luar dari bob dan dinding dalam dari cup dimana bob masuk persis ditengah!tengah. &elemahan viscometer ini adalah terjadinya aliran sumbat yang disebabkan geseran yang tinggi di sepanjangkeliling bagian tube sehingga menyebabkan penurunan konsentrasi. Penurunan konsentras ini menyebabkab bagian tengah ;at yang ditekan keluar memadat. al ini disebut aliran sumbat (oechtar,5@@?). 8.4iskometer 'one dan Plate 'ara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah!tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi di ba-ah kerucut. &erucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecepatan dan sampelnya digeser di dalam ruang semitransparan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar (oechtar,5@@?). 4iskositas cairan juga dapat ditentukan berdasarkan jatuhnya benda melalui medium ;at cair, yaitu berdasarkan hukum "tokes. imana benda bulat dengan radius r dan rapat d, yang jatuh karena gaya gravitasi melalui fluida dengan rapat dm%db, akan dipengaruhi oleh gaya
14
gravitasi sebesar : 95 3 8%6 r6( d!dm ) g Perbedaan antara viskositas cairan dengan viskositas gas adalah sebagai berikut : Jenis Perbedaan 4iskositas 'airan 4iskositas 0as 0aya gesek 7ebih besar untuk mengalir 7ebih kecil disbanding viskositas cairan. &oefisien viskositas 7ebih besar 7ebih kecil /emperatur, /emperatur naik,viskositas turun. /emperatur naik,viskositas naik /ekanan /ekanan naik,viskositas naik. /idak tergantung tekanan Pengaruh /emperatur Pada 4iskositas &oefisien viskositas berubah!ubah dengan berubahnya temperatur e, dan hubungannya adlah : log 3 $ > 2%/ ( a ) dimana $ dan 2 adalah konstanta yang tergantung pada cairan. Persamaan di atas dapat ditulis sebagai 3 $Keksp ( !LAvis%B/ )
c. &elembaban ,elem&apan adalah konsentrasi uap air di udara. $ngka konsentasi ini dapat diekspresikan
dalam kelembapan absolut, kelembapan spesifik atau kelembapan relatif. $lat untuk mengukur kelembapan disebut higrometer
ygrometer digunakan untuk mengukur kelembaban udara relative (B).Proses Pengukuran igrometer terdapat dua skala, yang satu menunjukkan kelembaban yang satu menunjukkan temperatur. 'ara penggunaannya dengan meletakkan di tempat yang akan diukur
15
kelembabannya, kemudian tunggu dan bacalah skalanya. skala kelembaban biasanya ditandai dengan huruf h dan kalau suhu dengan derajat celcius.
. Pengukuran Ga/a dan Regangan
Begangan adalah gejala fisika dasar dan biasanya dimaksudkan sebagai perubahan dimensi suatu benda sebagai akibat bekerjanya gaya dari luar. Begangan lebih sering digunakan untuk memperkirakan tegangan. /imbangan digital merupakan penerapan aplikasi sensor mekanik jenis "train 0age."train itu Begangan, 0age itu Pengukur. Jadi simplenya "train 0age adalah Pengukur Begangan. /api, sebenarnya definisi "train 0age ("train 0auge) adalah alat yang digunakan untuk mengukur tegangan atau berat pada suatu objek. 'ara &erja sederhana dari "train 0age adalah berat benda yang akan diukur diletakkan pada timbangan digital yang menggunakan sensor strain gage tersebut. "train gage itu sendiri memiliki prinsip kerja. 'ara &erja "train 0age 0aya yang diberikan pada suatu benda logam (material ferrit % konduktif), selain menimbulkan deformasi bentuk fisik juga menimbulkan perubahan sifat resistansi elektrik benda tersebut. engan menempelkan jenis material tersebut pada suatu benda uji (specimen) menggunakan suatu perekat yang isolatif terhadap arus listrik, maka material tadi akan menghasilkan adanya perubahan resistansi yang nilainya sebanding terhadap deformasi bentuknya. *ntuk lebih jelasnya sebagai berikut :
0ambar "train 0age
16
Pengukuran $eraca 0asaa
eraca adalah suatu alat ukur yg berbentuk timbangan. assa adalah banyaknya ;at yang terkandung di dalam suatu benda. "atuan "I!nya adalah kilogram (kg).
0ambar eraca 1haus
17
'ara
pengukuran
massa
benda
dengan
neraca
1haus
alam mengukur massa benda dengan neraca 1haus dua lengan atau tiga lengan sama. $da beberapa langkah di dalam melakukan pengukuran dengan menggunakan neraca ohaus, antara
lain:
5. elakukan kalibrasi terhadap neraca yang akan digunakan untuk menimbang, dengan cara memutar sekrup yang berada disamping atas piringan neraca ke kiri atau ke kanan posisi dua garis
pada
#.
eletakkan
neraca
benda
yang
sejajarM
akan
diukur
massanyaM
6. enggeser skalanya dimulai dari yang skala besar baru gunakan skala yang kecil. Jika panahnya
sudah
berada
di
titik
setimbang
?M
dan
8. Jika dua garis sejajar sudah seimbang maka baru memulai membaca hasil pengukurannya. Pengukuran 0omen Puntir
"uatu meter puntiran pengukur regangan dapat dibuat dengan menempatkan dua atau empat alat ukur pada poros dengan sudut 8= ke arah sumbunya. &alau digunakan empat
pengukur, kepekaan akan bertambah dan setiap bengkokan poros akan dihilangkan secara listrik. "inyal dari poros yang berputar akan diteruskan ke alat penunjuk regangan le-at cincin gelincir ( slip ring ) dan sikat!sikat ( brushes ).
&unci momen (torue -rench) digunakan untuk mengukur gaya puntir pada baut dan mur, agar
mencapai
ketegangan tertentu. "ocket dapat dipasangkan pada kunci momen untuk disesuikan dengan berbagai a. b. c.
macam 0unakan
0unakan
ukuran
baut
kunci kunci
dan
sebagainya.al
biasa momen
yang
untuk ini
hanya
penting pengerasan untuk
diterhatikan: a-al. pengerasan akhir.
d. 0unakan kunci momen yang mempunyai tingkat momen yang cukup (maFimum torue)
18
. Pengukuran Getaran Getaran mesin adalah gerakan suatu bagian mesin maju dan mundur (bolak!balik) dari
keadaan diam%netral, (93?). 'ontoh sederhana untuk menunjukkan suatu getaran adalah pegas.
Pegas tersebut tidak akan bergerak%bergetar sebelum ada gaya yang diberikan terhadapnya. "etelah gaya tarik (9) dilepas maka pegas akan bergetar, bergerak bolak!balik disekitar posisi netral.
19
$lat pengukur getaran ( vibration meter ). Pengukuran un/i
2unyi merupakan suatu gelombang longitudinal hasil dari suatu getaran yang dapat merangsang indra pendengaran. Pandangan bah-a bunyi merambat seperti gelombang air pertama kali dikemukakan oleh arcus 4itruvins Pollio di Boma-i, pada satu abad sebelum asehi.
Pengukuran adalah suatu proses membandingkan besaran yang diukur dengan besaran standar. "ound level meter adalah alat pengukur suara. ekanisme kerja "7 apabila ada benda bergetar, maka akan menyebabkan terjadinya perubahan tekanan udara yang dapat ditangkap oleh alat ini, selanjutnya akan menggerakkan meter penunjuk.
$lat pengukur bunyi ( sound level meter ).
. Pengukuran radiasi termal dan radiasi nuklir
Pengukuran radioaktivitas merupakan salah satu di antara berbagai kegiatan yang harus dilakukan oleh para insinyur.
Pengukuran ini
kian penting dan kian banyak juga
penerapannya. alam hal ini kita bahas beberapa pengukuran
yang telah mendapat
penerapan secara luas, dan akan ditunjukkan pula peranti!peranti yang digunakan untuk pengukuran ini.
20
Pengukuran misiitas
Amisivitas adalah rasio energi yang diradiasikan oleh material tertentu dengan energi yang dirasikan oleh benda hitam (black body) pada temperatur yang sama. Amisivitas mengindikasikan seberapa besar transfer radiasi termal yang dapat dipancarkan oleh suatu material padat.
Pengukuran radiasi sur/a
$dalah suatu proses pengukuran panas matahari untuk mencari nilai atau besaran di station. Cara ,erja5
5..emasang alat solarimeter dan Campbell Stokes yang di tempatkan di lahan
21
#.Campbell stokes benar!benar terletak hori;ontal. al ini dilakukan dengan cara mengatur ketinggian setiap sudut tiang penopang alat yang diatur dengan melihat -ater!pas yang terpasang. 6.&emudian, setelah pemasangan alat selesai, memasang pias yang sesuai. *ntuk Campbell Stokes menggunakan pias lirus lengkung pendek karena surya hanya memberikan sinarrnya dalam jangka -aktu harian yang lebih pendek. 8."etelah itu, menghitung intensitas radiasi dan lama penyinaran surya yang terekam selama 6? menit dan mencatat keadaan kejernihan atmosfer (langit) hari itu.
)olarimeter adalah salah satu jenis pyranometer , alat ukur yang digunakan untuk mengukur
radiasi matahari langsung maupun difus.
16. Pengukuran pencemaran udara
Pengukuran udara itu penting,pertama untuk menetapkan tingkat pencemaran udara yang dapat diterima dengan memperhatikan data biologi yang relevan pada manusia dan he-an. &edua,pengukuran itu perlu dilakukan berbagai tempat untuk menentukan sumber!sumber pencemaran dan derajat pengendalian yang diperlukan.
22
)ul'ur dioksida
$da beberapa teknik yang digunakan untuk pengukuran "1 # sulfur dioksida tinul sebagai akibat pembakaran bahan hidrokarbon yang mengandung banyak belerang dan merupakan suatu sumber utama pencemaran udara. 1leh karena itu banyaknya industri yang membakar batu bara atau minyak baker yang mengandung kadar belerang tinggi, teknik!teknik pengukuran ini luas juga penerapannya. $nalisa "1# 'ara Alektrokonduktivitas Pengukuran elektrokonduktivitas menghasilkan ion sulfat yang mengubah konduktivitas larutan, sebanding dengan "1# yang ada. engan menggunakan air sebagai pereaksi kita dapatkan reaksi:
#1 >"1# NNO#"16 #"16 >5%# 1# NNO#"18
sebagai alternatif kita dapat memakai #1# dalam hal ini, kita tidak akan mengalami banyak gangguan dari gas!gas seperti '1#
#1#>"1# NNO #"18
Prinsip kerjanya ialah ;at pereaksi dile-atkan terlebih dahulu melalui sel rujukan, kemudian melalui kolom absorbsi dimana contoh udara itu bercampur di dalam proses aliran arus berla-anan. "1# diserap di dalam pereaksi, dan larutan baru yang terjadi dile-atkan melalui sel pengukur konduktivitas. Pada sel konduktivitas itu diberikan tegangan arus bolak! balik dan arusnya diukur untuk menghitung tahanannya. kalibrasi tingkat nol dilakukan dengan mengalirkan udara tersebut melalui kapur soda untuk memisahkan semua "1 # untuk kondisi ini. &onduktivitas sel rujukan dan sel pengukur harus sama dan karena itu dapat dipakai untuk menetapkan tingkat keluaran.
23
Pengukuran 7asil Pem&akaran
$nalisa hasil pembakaran tidak saja penting untuk pengendalaian pencemaran udara, tetapi juga untuk menjaga agar laju pembakaran dan penggunaan energi berlangsung efisien. Pada gambar diba-ah ini terlihat apparatus yang digunakan untuk menganalisis hasil pembakaran. $lat itu terdiri dari sebuah buret ukur dan tiga buah pipet pereaksi yang digunakan
berturut!turut
untuk
menyerap
karbon
dioksida,
oksigen,
dan
karbon
monoksidadari campuran itu. ula!mula hasil pembakaran ditarik kedalam buret ukur. &emudian manifold pengambilan contoh ditutup dan contoh itu didorong masuk ke pipet pereaksi pertama, dimana karbo dioksida diserap. 'ontoh itu dikembalikan ke buret ukur dan penurunan volume dicatat. Prosedur ini diulangi lagi dengan kedua pipet berikutnya. ang masing!masiing secara berturut!turut menyerap 1# dan '1. dalam proses pengukuran volumetric ;at!;at tersebut didapatkan atas dasar kering artinya tanpa memperhitungkan uap air yang ada. "ebagai pereaksi biasanya digunakan kalium hoidroksida untuk menyerap karbon dioksida. *ntuk menyerap oksigen digunakan campuran asam pirogalat dan larutan kalium hidroksida, sedang kupro klorida digunakan untuk menyerap karbon monoksida.
24
Pengukuran ke&uraman
&eburaman arus gas yang keluar dari cerobong asap memang merupakan ukuran konsentrasi ;at butiran didalam gas itu.amun -arna gas buangan bergantung pada bahan butirana apa yang terdapat dalam proses itu. *ngtuk membantu penmbakuan pengamatan visual telah dikembangkan system peta asap ringleman. Penanggulangan: &eburaman buangan cerobong dapat dengan mudah diubah tanpa mengubah emisi total pencemar.1leh karena keburaman merupakan fungsi dari panjang lintas optic,salah satu cara untuk mengubah keburaman ialah memperkecil diameter cerobong dan meningkatkan kecepatan aliran.cara lain ialah menambah jumlah cerobong yang digunakan.
Pengukuran au
"etiap orang akan berbeda reaksinya mengenai bau tertentu."ecara ideal,kita tentu ingin menyatakan tingkat abau dengan konsentrasi ;at bau dalam bagian persejuta(ppm) atau microgram permeter kubik./eknik yang biasa digunakan ialah memberikan berbagai konsentrasi ;at bau kepada sekelompok orang dan meminta setiap anggota kelompom itu memberikan penilaian denagn skala : = 2au tak tertahankan 8 "angat berbau 6 2au mudah tercium # $gak berbau 5 ampir tidak berbau ? tidak berbau
"kala ini dapat diterapkan terhadap intensitas bau,mudahnya bau itu menjalar dan tingkat bau itu disukai atau tidak disukai. P8, log )
2ila data telah terkumpul,memenuhi hubungan,dimana P adalah respon indra manusia,atau intensitas(dari ? sampai =),dan " adalah rasio konsentrasi dalam bagian persejuta terhadap respon ?.& ialah konstanta yang besarnya antara ?,6 dan ?,E,bergantung
25
pada jenis ;at bau.engan menggunakan teknik!teknik seperti itu,kita dapat menentukan ambang bau berbagai ;at,seperti pada table
5 satuan bau3kunatitas ;at bau yang mencemarkan 5 ft 6 udara bersih untuk mencapai nilai ambang.
ari table bisa diliihat bah-a 5 satuan bau aseton ialah kuantitas yang diperlukan untuk menghasilkkan konsentrasi 5?? ppm,sedang satu satuan bau formaldehidaiaalah kuantitas yang diperlukan untuk menghasilkan konsentrasi 5,? ppm.
Ta&el .m&ang &au di udara
9at &au
m&ang &au:ppm
$sam asetat
5,?
$seton
5??
$mina trimetril
?,??#5
$monia
8E,D
$nilina
5,?
&arbon disulfide
?,#5
&lor
?,65
ietil formanida
5??
ifenil sulfida
?,#5
9ormaldehida
5,?
ydrogen sulfide
?,???8<
ethanol
5??
etilena klorida
#58
itroben;ene
?,???8<
9enol
?,?8<
/rimetil amina
?,???#5
II.
2eri contoh masing!masing 5 soal beserta ja-abannya untuk soal nomer 5!5?
26
5. 7uas tanah Pak $hmad 5,= hektar (ha), seluas <.=?? mQ dari tanah tersebut ditanami pohon mangga. "isanya ditanami pohon jeruk. 7uas tanah yang ditanami pohon jeruk adalahR..are. Pembahasan : iketahui luas tanah pak $hmad 5,= ha 35=.oo? mQ 35=? are, ditanami pohon mangga <.=?? mQ 3 <= are. itanyakan luas tanah yang ditanami jeruk. Pengerjaan hitungnya : 5=o are C <= are 3 <= are. Jadi luas tanah yang ditanami jeruk adalah <= are
#. "ebuah pengukur anjakan pneumatic mempunyai ukuran d53?,?6?inch dan d#3?,?E#inch. /ekanan masuk ialah 5?,? psia dan tekanan differensial P#!Pa diukur dengan manometer air yang dapat membaca dengan ketidakpastian ?,?= in #1. ubungan antara r dan rasio $#%$5 sangat mendekati linier untuk ?,8SrS?,@ dan bah-a r3 5,5?!?,=? $#%$5. *ntuk jangkau ini didapat: r3 (P#!Pa ) % (P5!Pa)35,5?!#,?? (d #%d5#)FRR..($) itung jangkau anjakan dimana pers ($) berlaku dan ketidakpastian pengukuran, andaikan tekanan masuk konstan. Penyelesaian : (d#%d5#)3 T?,?E#%(?,?6?) #U 3 ED,D 2ila r 3 ?,8 diperoleh F 3 T(5,5?!?,8)%(#,??)(ED,D)U 3 ?,?=?@ inch 2ila r 3 ?,@ diperoleh F 3 ?,?58= inch Persamaan ketidakpastian : -r 3 T (ar%aF)#-F# UV 3 W Tar%aFU-F. "elanjutnya : -r 3 T-Xp % p 5!pa U Tar%aFU 3 !(#,??) (ED,D) 3 !56<,E &etidakpastian dalam pengukuran P #!Pa ialah : -Xp 3 (?,?=) (?,?6E5) -Xp 3 5,D?=F5?!6 psig Jadi ketidakpastian dalam F diberikan oleh : HF 3 T (5,D?=F5?!6) % (56<,E) (5?,??) U 3 5,656F5? !E inch 6. "eorang ahli oceanografi harus merancang sebuah laboratorium laut dengan tinggi = m dikedalaman 5??m dari permukaan laut.itunglah variasi tekanan pada satu sisi bejana tsb dan tekanan pada sisi atasnya jika gravitasi jenis air garam 5.?#?. Ja-ab: γ
=
5.?#?(@D?E N % m 6 )
=
5?k N % m 6
/ekanan air laut pada kedalaman 5??m: p =
=
h γ
=
5?k N % m
5 MN % m
#
=
6
× 5??
m
=
5???kN % m
6
5 MPa
Jika y diukur dari puncak laboratorium laut keba-ah ,maka variasi tekanan tsb adalah:
27
p
=
γ h
=
5?( y
+
5??) kN % m #
8. 0aya angkat yang terjadi pada sebuah pesa-at diketahui sebesar 55?? k. Pesa-at tersebut memiliki luas penampang sayap sebesar D? m #. Jika kecepatan aliran udara di ba-ah sayap adalah #=? m%s dan massa jenis udara luar adalah 5,? kg%m 6 tentukan kecepatan aliran udara di bagian atas sayap pesa-atY Pem&a*asan ata soal: $ 3 D? m# Z b 3 #=? m%s [ 3 5,? kg%m 6 9 3 55?? k 3 55?? ??? Za 3RR
&ecepatan aliran udara di atas sayap pesa-at adalah 6?? m%s
=. Pada termometer $, diperoleh titik beku dan titik didih air masing!masing 6? o$ dan 6E? o$. Jika anda menggunakan termometer $ untuk mengukur suhu benda yang ketika diukur dengan termometer 9ahrenheit suhunya 5#8 o9, maka suhu benda itu adalah..... Pembahasan : suhu dan termometer ubungan skala 9ahreinheit dengan termometer ⇒ 9 \ 6# 3 $ C 6? #5#!6# 6E?!6? ⇒ 66? (9 \ 6#) 3 5D? ($ \ 6? ) ⇒ 66? (5#8 \ 6#) 3 5D? ($ \ 6? ) ⇒ 66? (@#) 3 5D? ($ \ 6? ) ⇒ $ \ 6? 3 5ED,E ⇒ $ 3 5@D,E ]$. E. *dara pada suhu #= ? dapat mengandung maksimum @? gram uap air. /etapi kenyataanya hanya mengandung 6? gram uap air. 2erapa kelembaban relatifn ya^ iketahui : "uhu : #=_ ' *ap air maksimum : @? gram *ap air di udara : 6? gram Ja-ab : 6? F 5?? ` 3 66,6` @?
28
<.
0ambar berikut adalah pengukuran massa benda dengan menggunakan neraca 1hauss lengan tiga. asil pengukuran massa benda yang benar adalahR Pembahasan asil pengukuran 3 5=? gram > #? gram > 6 gram 3 5<6 gram D. 0elombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 68? m%s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah =?? ;, tentukan panjang gelombangnyaY Pem&a*asan ata soal: Z 3 68? m%s f 3 =?? ; 3 ...........
ubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang: 3 Z % f 3 68? % =?? 3 ?,ED m @. "ebuah benda luas penampang # m # memiliki suhu 5?? o'. /entukan daya yang diradiasikan benda tersebut jka koeffisien emisivitasnya :e 3 5 dan e 3 ?,< Ja-ab : / 3 (5?? > #<6) & 3 6<6 & P 3 e$/8 *ntuk e 3 5 P 3 5 .( =,E< F 5? !D ) . # . (6<6) 8 3 #5@= H *ntuk e 3 ?,<= P 3 ?,<= F #5@= 3 5E8D,6 H 5?. "ulfur dioksida ("1#) merupakan gas yang menjadi penyebab hujan asam. Pada pembuangan asap kendaraan ditemukan 5,=6 7 gas "1# ditemukan dalam tekanan =,E F 5?6 Pa. Jika tekanan berubah menjadi 5,= F 5?8 Pa pada temperatur konstan, maka berapakan volume gas "1# sekarang^ ;a#a&5 *ntuk menghitungnya kita telah memiliki data berikut: (gambar)
7ukum &o/le menyatakan P4 3 k dimana k adalah konstan, sehingga: P1!1 8 P2!2
29
aka !2 dapat ditentukan dengan:
