Penggunaan Dan Kalibrasi Mikrometer

2.1. Pengertian Alat Ukur Alat ukur adalah alat yang digunakan untuk mengukur benda atau kejadian tersebut. Seluruh alat pengukuran dapat terkena kesalahan peralatan yang bervariasi. 2.1.1. Istilah Umum Alat Ukur  Akurasi adalah kemampuan dari alat ukur untuk memberikan indikasi kedekatan terhadap harga sebenarnya dari objek yang diukur.  Angka Penting adalah bilangan yang diperoleh dari pengukuran melalui pengukuran yang terdiri dari angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditaksir  Hysteresis adalah perbedaan output yang terjadi antara pemberian input menaik dan pemberian input menurun dengan besar nilai input sama. Hysteresis merupakan salah satu indikator repeatability.  Jangkauan adalah beda modulus antara dua batas rentang nominal dari alat ukur.  Kalibrasi adalah serangkain kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional penunjukkan alat ukur atau penunjukkan nilai yang diabadikan bahan ukur dengan cara membandingkannya dengan standar ukur yang tertelusuri ke standar nasional dan/atau internasional.  Ketertelusuran adalah terkaitnya hasil pengukuran pada standar nasional/internasional melalui peralatan ukur yang kinerja nya diketahui, standar – standar yang dimiliki laboratorium tempat pengukuran dilakukan dan kemampuan personil laboratorium tersebut.  Ketidakpastian adalah perkiraan atau taksiran rentang dari nilai pengukuran di mana nilai sebenarnya dari besaran objek yang diukur.  Koreksi adalah suatu harga yang ditambahkan secara aljabar pada hasil dari alat ukur untuk member kompensasi penambahan pada kesalahan sistematik.  Kesalahan adalah penyimpangan variabel yang diukur dari harga/nilai yang sebenarnya.  Rentang ukur adalah besar daerah ukur antara batas ukur bawah dan batas ukur atas.  Repeatabilitas adalah kemampuan alat ukur untuk menunjukkan hasil yang sama dari proses pengukuran yang dilakukan berulang – ulang dan identik.  Sensor adalah bagian atau elemen dari alat ukur yang secara langsung berhubungan dengan objek yang terukur.  Validity adalah sejauh mana ketepatan dan kecermatan suatu alat ukur dalam melakukan fungsi ukurnya.  Zero adalah nilai pressure pada kondisi tanpa tekanan (1 atmosfer) 2.1.2. Konstruksi Umum Alat Ukur  Sensor yaitu bagian alat ukur yang menghubungkan alat ukur dengan objek ukur. Terdiri dari sensor mekanik, sensor optik, dan sensor pneumatic.  Pengubah yaitu bagian alat ukut yang berfungsi mengubah sinyal yang dirasakan oleh sensor menjadi besaran yang terukur. Terdiri dari pengubah mekanik, pengubah opto mekanik, pengubah elektrik, pengubah opto elektrik, pengubah pneumatik dan pengubah optik.  Penunjuk yaitu bagian alat ukur yang berfungsi menunjukkan harga pengukuran. Terdiri dari penunjuk berskala, dan penunjuk digital. 2.1.3. Jenis – Jenis Pengukuran  Pengukuran langsung Pengukuran langsung adalah proses pengukuran dengan menggunakan alat ukur langsung dan hasil pengukurannya dapat langsung terbaca.  Pengukuran tidak langsung Pengukuran tidak langsung adalah pengukuran yang dilaksanakan dengan memakai beberapa jenis alat ukur pembanding, standar, dan alat ukur bantu.  Pengukuran dengan kaliber batas Pengukuran dengan kaliber batas adalah proses pemeriksaan untuk memastikan apakah obyek ukur memiliki harga yang terletak di dalam atau di luar daerah toleransi ukuran, bentuk, dan/atau posisi.  Pengukuran dengan bentuk acuan Pengukuran dengan bentuk acuan adalah pengukuran dengan cara membandingkan dengan suatu bentuk acuan yang ditetapkan pada layar alat ukur proyeksi.  Pengukuran geometri khusus Pengukuran geometri khusus adalah pengukuran yang dilakukan hanyauntuk satu jenis geometri tertentu saja, seperti : kebulatan silinder, pitch ulir, pitch roda gigi, dan lain-lain.  Pengukuran dengan mesin ukur koordinat Pengukuran dengan mesin ukur koordinat adalah alat ukur geometri modern dengan memanfaatkan komputer untuk mengontrol gerakan sensor relatif terhadap benda ukur untuk menganalisis data pengukuran. 2.2. Definisi Mikrometer Mikrometer adalah sebuah alat ukur yang dapat melihat dan mengukur benda dengan satuan ukur yang memiliki ketelitian 0.01 mm Satu mikrometer adalah secara luas digunakan alat di dalam teknik mesin electro untuk mengukur ketebalan secara tepat dari blok-blok, luar dan garis tengah dari kerendahan dan batang-batang slot. 2.2.1. Jenis – Jenis Mikrometer Luar Beserta Kecermatannya  Mikrometer luar ( Outside micrometer ) Kapasitas ukur dari mikrometer yang paling kecil adalah sampai dengan 25 mm. Untuk mengukur dimensi luar yang lebih besar dari 25 mm dapat digunakan mikrometer luar yang memiliki kapasitas ukur dari 25 mm sampai dengan 50 mm, dari 50 mm sampai dengan 75 mm dan seterusnya sampai 1000 mm yang masing-masing dengan kenaikan tingkatan ukuran sebesar 25 mm. Pembatasan kenaikan tingkat sebesar 25 mm ini dimaksudkan untuk menjaga ketelitian dari mikrometer. Untuk kapasitas ukur yang besar maka rangka mikrometer dibuat sangat kuat guna menghindari lentur akibat adanya tekanan pengukuran atau karena beratnya sendiri. Bending akibat beratnya sendiri (berat rangka) tidak banyak berpengaruh pada hasil pengukuran dari mikrometer dengan kapasitas ukur sampai dengan 300 mm. Sedangkan untuk mikrometer dengan kapasitas lebih dari 300 mm, posisi pengukuran menjadi sangat kritis. Sedapat mungkin posisi pengukuran adalah vertikal dengan ditumpu pada rangka di sebelah landasan tetapnya. Jika hal ini tidak memungkinkan maka sebelum pengukuran dilakukan, stel kembali posisi minimum (posisi nol) dengan dibantu tongkat ukur atau kaliber penyetel yang tersedia. Penyetelan posisi nol ini dilaksanakan dengan memegang mikrometer dengan posisi persis sama dengan posisi pengukuran yang akan dilakukan (horizontal, miring, telentang atau telungkup).  Mikrometer Luar dengan Landasan Tetap yang Dapat Diganti (Outside micrometer with INTERCHANGEABLE anvil ) Suatu jenis mikrometer dibuat dengan rangka yang besar dan memiliki kapasitas ukur yang relatif besar, yaitu 0-100 mm, 0-150 mm, 100-200 mm dan seterusnya sampai kapasitas 900-1000 mm dengan kenaikkan tingkat sebesar 100 atau 150 mm. Untuk semua kapasitas ukur tersebut, jarak gerak poros ukurnya tetap sebesar 25 mm. Dalam hal ini landasan tetapnya yang diganti sehingga didapat mikrometer luar dengan kapasitas ukur yang bervariasi. Misalnya suatu mikrometer luar dengan kapasitas 0-100 mm memiliki 4 buah landasan tetap dengan tingkatan perubahan panjang sebesar 25 mm, maka daerah pengukurannya dapat diubah menjadi: 0-25 mm, 25-50 mm, 50-75 mm dan 75-100 mm. Setiap penggantian landasan tetap harus disertai dengan penyetelan kembali posisi nol (skala mikrometer dimulai dengan angka nol) dengan bantuan kaliber penyetel yang sesuai. Oleh sebab itu besarnya pembacaan setiap hasil pengukuran harus dijumlahkan dengan jarak ukur minimum yang sesuai (panjang dari kaliber penyetel).  Mikrometer Indikator ( Indicating Micrometer ) Mikrometer indikator adalah kombinasi antara mikrometer dengan jam ukur. Sebagian dari rangka mikrometer digunakan sebagai tempat untuk mekanisme penggerak jarum dari jam ukur. Dalam hal ini landasan tetap dari mikrometer dapat bergerak dan berfungsi pula sebagai sensor dari jam ukur (Gambar 4.17). Jarak gerak landasan-tetapnya sangat kecil. Dengan demikian daerah ukur dari jam ukur sangat terbatas (± 0,02 mm), namun memiliki kecermatan pembacaan yang tinggi (0.001 mm). Mikrometer indikator selain berfungsi sebagai mikrometer luar juga dapat dipakai sebagai kaliber. Jika dipakai sebagai mikrometer luar maka pembacaan ukuran pada skala mikrometer dilakukan setelah jarum pada indikator menunjuk angka nol. Dengan demikian meskipun mikrometer ini tidak dilengkapi dengan gigi selip, namun tekanan pengukuran dapat ditangani secara memadai dan selalu tetap. Pada jam ukur ada dua jarum pembatas yang dapat diatur posisinya. Fungsi dari jarum pembatas ini adalah sebagai batas atas dan batas bawah dari suatu daerah toleransi benda ukur yang memiliki nominal tertentu. Bila mulut ukur telah diatur untuk suatu ukuran dasar (dengan bantuan blok ukur) maka benda ukur dalam jumlah yang banyak dapat diperiksa toleransinya dengan cepat dan mudah. Pengukuran dilakukan dengan menekan tombol penekan yang akan memundurkan landasan tetap sehingga benda ukur dapat masuk pada mulut ukur (dalam hal ini posisi silinder putar telah terkunci sewaktu menetapkan ukuran dasar). Jika tombol dilepaskan maka sensor (landasan tetap) akan menekan benda ukur (karena adanya pegas) dan jarum penunjuk akan bergerak yang kemudian berhenti pada daerah di sekitar kedua jarum pembatas. Jika jarum indikator ternyata berhenti di luar daerah yang dibatasi oleh kedua jarum pembatas tersebut, berarti benda ukur yang bersangkutan memiliki dimensi yang jelek (keluar dari daerah toleransi). Kapasitas ukur dari mikrometer jenis ini bermacam-macam, mulai dari 0-25 mm sampai 75-100 mm. 2.2.2. Bagian – Bagian Mikrometer 1. Frame atau Bingkai Frame ini mempunyai bentuk menyerupai huruf C, frame dibuat dari bahan logam tahan panas serta di buat dengan desain agak tebal serta kuat dengan tujuan untuk meminimalkan terjadinya peregangan yang bisa mengganggu proses pengukuran. Frame juga di lapisi dengan lapisan plastik guna meminimalkan terjadinya transfer panas dari tangan manusia terhadap baja saat proses pengukuran. 2. Anvil atau poros tetap Anvil memiliki fungsi sebagai penahan saat sebuah benda akan diukur dan ditempatkan diantara anvil dengan spindle. 3. Spindle atau poros gerak Spindle atau poros gerak merupakan sebuah silinder yang bisa digerakan menuju anvil. 4. Pengunci atau lock Pengunci mempunyai fungsi untuk menahan spindle atau poros gerak agar tidak bergerak saat proses pengukuran benda. 5. Sleeve Tempat terletaknya skala utama( satuan milimeter ). 6. Thimble Tempat skala nonius atau skala putar berada. 7. Ratchet Knob Dipakai untuk memutar Spindle atau poros gerak saat ujung dari Spindle telah dekat dengan benda yang akan di ukur dan kemudian untuk mengencangkan Spindle atau poros gerak sampai terdengar suara bunyi. Untuk bisa dipastikan jika ujung Spindle telah menempel sempurna dengan benda yang akan diukur maka Ratchet diputar sebanyak 2 sampai 3 putaran. 2.2.3. Pemeliharaan Mikrometer Setelah mikrometer dipergunakan, bersihkanlah mikrometer tersebut dengan lap bersih dan diberi sedikit vaseline pada poros ukur dan kedua muka ukurnya untuk mencegah timbulnya karat. Bagian-bagian lain dari mikrometer yang telah dilapisi (dengan email atau krom) tidak perlu diberi vaseline . Setelah digunakan dalam jangka waktu tertentu maka semua alat ukur, termasuk mikrometer, harus dikalibrasi. Kalibrasi dapat dilaksanakan secara periodik dalam selang waktu tertentu tergantung pada frekuensi penggunaan alat ukur tersebut. Pengkalibrasian mikrometer dapat dilakukan melalui pemeriksaan sebagai berikut: »Silinder putar / poros ukur harus dapat berputar dengan baik dan tidak terjadi goyangan akibat ausnya ulir utama. »Bila mulut ukur dirapatkan maka garis referensi harus menunjuk pada nol. »Kedua muka ukur (permukaan sensor) harus rata dan sejajar. Karena adanya keausan maka muka ukur dapat menjadi tidak rata dan tidak sejajar sehingga dapat menimbulkan kesalahan ukur. »Setiap harga yang ditunjukkan oleh mikrometer harus sesuai dengan ukuran standar yang benar. »Beberapa bagian lain seperti gigi selip ( ratchet ) dan pengunci poros ukur harus berfungsi dengan baik. 2.3. Definisi Kalibrasi Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional maupun internasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi. 2.3.1. Macam – Macam Kalibrasi Mikrometer Luar  Pemeriksaan kerataan muka ukur Kerataan dari salah satu muka ukur dapat diperiksa dengan menggunakan kaca datar ( optical flat ), yaitu sepotong kaca (dari gelas atau batu sapphire ) yang memiliki satu permukaan yang rata dengan toleransi kerataan sebesar 0,2 pM sampai 0,05 pM. Setelah muka ukur dibersihkan maka kaca datar ini ditempatkan dengan hati-hati diatasnya (pada salah satu muka ukur). Gunakan sumber cahaya monokromatik atau cukup gunakan lampu biasa untuk memeriksa kerataan dari muka ukur. Bila muka ukur tersebut rata maka muka ukur tesebut dapat dilihat melalui kaca datar dengan jelas tanpa ada garis berwarna. Sebaliknya untuk muka ukur yang tidak rata maka akan terlihat garis-garis berwarna dengan pola tertentu yang menandakan ketidakrataan muka ukur tersebut. Satu garis berwarna menyatakan ketidakrataan sebesar 0.32 pM. Mikrometer dianggap masih baik bila paling banyak terlihat 2 garis berwarna (4 garis untuk mikrometer besar dengan kapasitas lebih dari 250 mm). Periksa juga kerataan dari muka ukur yang lain.  Pemeriksaan kesejajaran kedua muka ukur Selain harus rata, kedua muka ukur harus sejajar. Untuk memeriksa kesejajaran dapat digunakan sejenis kaca datar yang memiliki dua permukaan yang rata dan sejajar. Oleh sebab itu disebut dengan kaca paralel ( optical parallel ). Kaca paralel biasanya tersedia dalam beberapa ketebalan, misalnya 12.00 mm, 12.12 mm, 12.25 mm dan 12.37 mm, atau 24.00, 24.12, 24.25 dan 24.37 mm, guna pemeriksaan mulut ukur yang dibuka sampai dekat dengan kapasitas ukurnya. Dengan demikian kaca ini dapat dipakai secara berurutan untuk memeriksa kesejajaran kedua muka ukur pada berbagai posisi silinder putar (poros ukur). Setelah kedua muka ukur dibersihkan, letakkan salah satu kaca paralel di antara kedua muka ukur. Kemudian kaca paralel ini dijepit dengan cara memutar silinder putar (melalui gigi tergelincir) dengan sangat hati-hati. Dengan bantuan sumber cahaya, pada kedua muka ukur tersebut jika dilihat melalui kaca paralel ada satu atau beberapa garis berwarna dengan pola tertentu. Untuk memeriksa kesejajaran kedua muka ukur dari mikrometer dengan kapasitas lebih dari 25 mm digunakan bantuan blok ukur dengan cara blok ukur dijepit di antara dua buah kaca paralel.  Pemeriksaan kebenaran skala mikrometer Hasil pengukuran yang ditunjukkan alat ukur harus sesuai dengan ukuran yang dianggap benar (ukuran standar). Karena kesalahan dalam proses pembuatan alat ukur atau keausan / kerusakan setelah alat ukur tersebut digunakan maka alat ukur tersebut kemungkinan tidak lagi menunjukkan harga yang dianggap benar. 2.4. Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Pengukuran Pengukuran tidak teliti dan tidak tepat dapat bersumber pada beberapa faktor berikut : a. Instrument (Alat Ukur) Ausnya sensor, kepasifan, histerisis, pergeseran, dan sebagainya. b. Obyek Ukur Sering terjadi pada benda – benda elastis atau tabung – tabung berdinding tipis yang bisa berdeformasi akibat tekanan sensor instrumen. c. Posisi Pengukuran Garis pengukuran tidak berhimpit atau sejajar dengan garis dimensi benda ukur. d. Pengaruh Lingkungan - Lingkungan berdebu kesalahan sistematis - Lingkungan gelap kesalahan pembacaan - Lingkungan bergetar kesalahan akibat floating - Temperatur perubahan dimensi obyek ukur e. Pengukur (Faktor Manusia) Cara pengukuran, skill, pengalaman, dan sebagainya. 2.5. Definisi  Kecermatan adalah nilai atau skala terkecil yang dapat dibaca oleh alat ukur.  Ketepatan adalah kemampuan proses pengukuran untuk menunjukkan hasil yang sama dari pengukuran yang dilakukan berulang – ulang dan identik.  Ketelitian adalah persesuaian antara hasil pengukuran dengan harga sebenarnya dari obyek ukur (harga yang dianggap benar)  Repeatability adalah kemampuan proses pengukuran untuk menunjukkan hasil yang sama dari pengukuran yang dilakukan berulang – ulang dan identik.  Readability adalah menunjukkan seberapa teliti skala suatu instrument bisa dibaca.  Setting nol adalah Kemampuan alat ukur untuk menunjukkan posisi nol.