Pengukuran Diameter Lubang

3.1 Jenis Jenis alat ukur A. Alat Ukur Panjang Untuk mengukur panjang suatu benda, setidaknya kita dapat menggunakan tiga alat ukur yaitu mistar, jangka sorong dan mikrometer sekrup. Adapun pemilihan alat ukur yang akan digunakan harus disesuaikan dengan tingkat ketelitian yang diinginkan sehingga dapat meminimalisir terjadinya kesalahan dalam proses pengukuran. 1. Mistar Alat ukur satu ini memiliki skala terkecil 1 mm atau 0,1 cm atau sama dengan dua goresen terdekat. Oleh karena itu, mistar memiliki ketidak pastian sebesar 0,5 mm 2. Jangka Sorong Jangka sorong dapat dih=gunakan untuk mengukur ketebalan suatu plat logam, mengukur garis tengah bagian luar dan dalam pipa, atau kedalaman lubang. Terdapat beberapa bagian penting yang perlu kita ketahui dari jangka sorong, yaitu rahang tetap dan rahang geser. Rahang tetap memiliki skala yang disebut skala utama. Satu bagian terkecil skala utama jangka sorong memiliki panjang 1 mm. Adapun rahang geser memiliki skala yang disebut skala nonius atau sering juga disebut dengan skala vernier. Pada skala nonius, panjang 20 skalanya adalah 1 mm atau dapat dikatakan pula bahwa satu bagian nonius adalah 0,05 mm yang berarti pula bahwa skala terkecilnya juga 0,05 mm atau 0,005 cm. 3.Micrometer Skrup Micrometer Skrup merupakan panjang yang memiliki tingkat akurasi yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan jangka sorong atau apalagi mistar. Skala terkecil Micrometer Skrup mencapai 0,001 cm atau 0,01 mm. Penyajian datanya sering kali dalam satuan millimeter. B. Alat Pengukur Massa Untuk mengukur massa suatu benda, biasanya digunakan alat berupa neraca atau lebih akrab ditelinga kita dengan istilah timbangan. Neraca sendiri memiliki beberapa jenis. Dan itu semua dibedakan berdasarkan perbedaaan cara kerja, ketelitian, ataupun teknologi yang digunakan. Salah satu neraca yang kita kenal antara lain adalah neraca Ohaus. C. Alat Ukur Waktu Dalam kehidupan sehari-hari kita banyak menemukan instrumen pengukuran waktu seperti: 1. Jam Tangan Ada dua jenis jam tangan yang sering kita dapati dalam kehidupan sehari-hari; jam tangan digital dan jam tangan jarum. Pada jam tangan jarum, jarum paling panjang disebut sekon yang bergerak setiap satu sekon. Jarum yang lebih pendek disebut jarum menit yang bergerak setiap satu menit. Adapun jarum yang terpendek disebut dengan jarum jam dan bergerak satu skala setiap satu jam. Pada umumnya, jam tangan memiliki ketidak pastian sebesar 1 sekon. 2. Stopwatch Stopwatch memiliki tingkat ketelitian lebih tinggi dibandingkan jam tangan. Sebagaimana jam, Stopwatch juga ada yang berbentuk jarum dan adapula yang digital. Stopwatch jarum memiliki ketidak pastian pada skala 0,1 sekon sedangkan Stopwatch digital memiliki nilai ketidakpastian sebesar 0,01 sekon. D. Alat Ukur Kuat Arus Listrik Ada dua macam alat ukur yang dapat kita gunakan untuk mengukur kuat arus listrik pada suatu rangkaian listrik, yaitu amperemeter analog dan amperemeter digital. Sampai saat ini, amperemeter analog masih lebih populer dan banyak digunakan ketimbang amperemeter digital yang mustinya lebih canggih dan mudah digunakan. 3.2 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. 3.3 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. 3.4 Kesalahan Kesalahan pada Pengukuran Kesalahan dalam Pengukuran Dalam proses pengukuran paling tidak ada tiga faktor yang terlibat yaitu alat ukur, benda ukur dan orang yang melakukan pengukuran. Hasil pengukuran tidak mungkin mencapai kebenaran yang absolut karena keterbatasan dari bermacam faktor. Yang diperoleh dari pengukuran adanya hasil yang dianggap paling mendekati dengan harga geometris obyek ukur. Meskipun hasil pengukuran itu merupakan hasil yang dianggap benar, masih juga terjadi penyimpangan hasil pengukuran. Masih ada faktor lain lagi yang juga sering menimbulkan penyimpangan pengukuran yaitu lingkungan. Lingkungan yang kurang tepat akan mengganggu jalannya proses pengukuran. 1. Kesalahan pengukuran karena alat ukur Di postingan sebelumnya telah disinggung adanya bermacam-macam sifat alat ukur. Kalau sifat-sifat yang merugikan ini tidak diperhatikan tentu akan menimbulkan banyak kesalahan dalam pengukuran. Oleh karena itu, untuk mengurangi terjadinya penyimpangan pengukuran sampai seminimal mungkin maka alat ukur yang akan dipakai harus dikalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi ini diperlukan disamping untuk mengecek kebenaran skala ukurnya juga untuk menghindari sifat-sifat yang merugikan dari alat ukur, seperti kestabilan nol, kepasifan, pengambangan, dan sebagainya. 2. Kesalahan pengukuan karena benda ukur Tidak semua benda ukur berbentuk pejal yang terbuat dari besi, seperti rol atau bola baja, balok dan sebagainya. Kadang-kadang benda ukur terbuat dari bahan alumunium, misalnya kotak-kotak kecil, silinder, dan sebagainya. Benda ukur seperti ini mempunyai sifat elastis, artinya bila ada beban atau tekanan dikenakan pada benda tersebut maka akan terjadi perubahan bentuk. Bila tidak hati-hati dalam mengukur benda-benda ukur yang bersifat elastis maka penyimpangan hasil pengukuran pasti akan terjadi. Oleh karena itu, tekanan kontak dari sensor alat ukur harus diperkirakan besarnya. Di samping benda ukur yang elastis, benda ukur tidak elastis pun tidak menimbulkan penyimpangan pengukuran misalnya batang besi yang mempunyai penampang memanjang dalam ukuran yang sama, seperti pelat besi, poros-poros yang relatif panjang dan sebagainya. Batang-batang seperti ini bila diletakkan di atas dua tumpuan akan terjadi lenturan akibat berat batang sendiri. Untuk mengatasi hal itu biasanya jarak tumpuan ditentukan sedemikian rupa sehingga diperoleh kedua ujungnya tetap sejajar. Jarak tumpuan yang terbaik adalah 0.577 kali panjang batang dan juga yang jaraknya 0.544 kali panjang batang. Kadang-kadang diperlukan juga penjepit untuk memegang benda ukur agar posisinya mudah untuk diukur. Pemasangan penjepit ini pun harus diperhatikan betul-betul agar pengaruhnya terhadap benda kerja tidak menimbulkan perubahan bentuk sehingga bisa menimbulkan penyimpangan pengukuran. 3. Kesalahan pengukuran karena faktor si pengukur Bagaimanapun presisinya alat ukur yang digunakan tetapi masih juga didapatkan adanya penyimpangan pengukuran, walaupun perubahan bentuk dari benda ukur sudah dihindari. Hal ini kebanyakan disebabkan oleh faktor manusia yang melakukan pengukuran. Manusia memang mempunyai sifat-sifat tersendiri dan juga mempunyai keterbatasan. Sulit diperoleh hasil yang sama dari dua orang yang melakukan pengukuran walaupun kondisi alat ukur, benda ukur dan situasi pengukurannya dianggap sama. Kesalahan pengukuran dari faktor manusia ini dapat dibedakan antara lain sebagai berikut: kesalahan karena kondisi manusia, kesalahan karena metode yang digunakan, kesalahan karena pembacaan skala ukur yang digunakan. 1. Kesalahan Karena Kondisi Manusia Kondisi badan yang kurang sehat dapat mempengaruhi proses pengukuran yang akibatnya hasil pengukuran juga kurang tepat. Contoh yang sederhana, misalnya pengukur diameter poros dengan jangka sorong. Bila kondisi badan kurang sehat, sewaktu mengukur mungkin badan sedikit gemetar, maka posisis alat ukur terhadap benda ukur sedikit mengalami perubahan. Akibatnya, kalau tidak terkontrol tentu hasil pengukurannya juga ada penyimpangan. Atau mungkin juga penglihatan yang sudah kurang jelas walau pakai kaca mata sehingga hasil pembacaan skala ukur juga tidak tepat. Jadi, kondisi yang sehat memang diperlukan sekali untuk melakukan pengukuran, apalagi untuk pengukuran dengan ketelitian tinggi. 2. Kesalahan Karena Metode Pengukuran yang Digunakan Alat ukur dalam keadaan baik, badan sehat untuk melakukan pengukuran, tetapi masih juga terjadi penyimpangan pengukuran. Hal ini tentu disebabkan metode pengukuran yang kurang tepat. Kekurangtepatan metode yang digunakan ini berkaitan dengan cara memilih alat ukur dan cara menggunakan atau memegang alat ukur. Misalnya benda yang akan diukur diameter poros dengan ketelitian 0,1 milimeter. Alat ukur yang digunakan adalah mistar baja dengan ketelitian 0,1 milimeter. Tentu saja hasil pengukurannya tidak mendapatkan dimensi ukuran sampai 0,01 milimeter. Kesalahan ini timbul karena tidak tepatnya memilih alat ukur. Cara memegang dan meletakkan alat ukur pada benda kerja juga akan mempengaruhi ketepatan hasil pengukuran. Misalnya posisi ujung sensor jam ukur, posisi mistar baja, posisi kedua rahang ukur jangka sorong, posisi kedua ujung ukur dari mikrometer, dan sebagainya. Bila posisi alat ukur ini kurang diperhatikan letaknya oleh si pengukur maka tidak bisa dihindari terjadinya penyimpangan dalam pengukuran. 3. Kesalahan Karena Pembacaan Skala Ukur Kurang terampilnya seseorang dalam membaca skala ukur dari alat ukur yang sedang digunakan akan mengakibatkan banyak terjadi penyimpangan hasil pengukuran. Kebanyakan yang terjadi karena kesalahan posisi waktu membaca skala ukur. Kesalahan ini sering disebut, dengan istilah paralaks. Paralaks sering kali terjadi pada si pengukur yang kurang memperhatikan bagaimana seharusnya dia melihat skala ukur pada waktu alat ukur sedang digunakan. Di samping itu, si pengukur yang kurang memahami pembagian divisi dari skala ukur dan kurang mengerti membaca skala ukur yang ketelitiannya lebih kecil daripada yang biasanya digunakannya juga akan berpengaruh terhadap ketelitian hasil pengukurannya. Jadi, faktor manusia memang sangat menentukan sekali dalam proses pengukuran. Sebagai orang yang melakukan pengukuran harus menetukan alat ukur yang tepat sesuai dengan bentuk dan dimensi yang akan diukur. Untuk memperoleh hasil pengukuran yang betul-betul dianggap presisi tidak hanya diperlukan asal bisa membaca skala ukur saja, tetapi juga diperlukan pengalaman dan ketrampilan dalam menggunakan alat ukur. Ada beberapa faktor yang harus dimiliki oleh seseorang yang akan melakukan pengukuran yaitu: 1. Memiliki pengetahuan teori tentang alat ukur yang memadai dan memiliki ketrampilan atau pengalaman dalam praktik-praktik pengukuran. 2. Memiliki pengetahuan tentang sumber-sumber yang dapat menimbulkan penyimpangan dalam pengukuran dan sekaligus tahu bagaimana cara mengatasinya. 3. Memiliki kemampuan dalam persoalan pengukuran yang meliputi bagaimana menggunakannya, bagaimana, mengalibrasi dan bagaimana memeliharanya. 4. Kesalahan karena faktor lingkungan Ruang laboratorium pengukuran atau ruang-ruang lainnya yang digunakan untuk pengukuran harus bersih, terang dan teratur rapi letak peralatan ukurnya. Ruang pengukuran yang banyak debu atau kotoran lainnya sudah tentu dapat menganggu jalannya proses pengukuran. Disamping si pengukur sendiri merasa tidak nyaman juga peralatan ukur bisa tidak normal bekerjanya karena ada debu atau kotoran yang menempel pada muka sensor mekanis dan benda kerja yang kadang-kadang tidak terkontrol oleh si pengukur. Ruang pengukuran juga harus terang, karena ruang yang kurang terang atau remang-remang dapat mengganggu dalam membaca skala ukur yang hal ini juga bisa menimbulkan penyimpangan hasil pengukuran. Akan tetapi, untuk penerangan ini ruang pengukuran sebaiknya tidak banyak diberi lampu penerangan. Sebeb terlalu banyak lampu yang digunakan tentu sedikit banyak akan mengakibatkan suhu ruangan menjadi lebih panas. Padahal, menurut standar internasional bahwa suhu atau temperatur ruangan pengukur yang terbaik adalah 20°C apabila temperatur ruangan pengukur sudah mencapai 20°C, lalu ditambah lampu-lampu penerang yang terlalu banyak, maka temperatur ruangan akan berubah. Seperti kita ketahui bahwa benda padat akan berubah dimensi ukurannya bila terjadi perubahan panas. Oleh karena itu, pengaruh dari temperatur lingkungan tempat pengukuran harus diperhatikan. Kesalahan dalam pengukuran dapat juga digolongkan menjadi kesalahan umum, kesalahan sistematis, kesalahan acak dan kesalahan serius. Berikut akan kita bahas macam-macam kesalahan tersebut. a. Kesalahan Umum Kesalahan yang dilakukan oleh seseorang ketika mengukur termasuk dalam kesalahan umum. Kesalahan umum yaitu kesalahan yang disebabkan oleh pengamat. Kesalahan ini dapat disebabkan karena pengamat kurang terampil dalam menggunakan instrumen, posisi mata saat membaca skala yang tidak benar, dan kekeliruan dalam membaca skala. b. Kesalahan Sistematis Kesalahan yang disebabkan oleh kesalahan alat ukur atau instrumen disebut kesalahan sistematis. Kesalahan sistematis menyebabkan semua hasil data salah dengan suatu kemiripan. Kesalahan sistematis dapat terjadi karena: 1. Kesalahan titik nol yang telah bergeser dari titik yang sebenarnya. 2. Kesalahan kalibrasi yaitu kesalahan yang terjadi akibat adanya penyesuaian pembubuhan nilai pada garis skala saat pembuatan alat. 3. Kesalahan alat lainnya. Misalnya, melemahnya pegas yang digunakan pada neraca pegas sehingga dapat memengaruhi gerak jarum penunjuk. Hal ini dapat diatasi dengan: 1. Standardisasi prosedur 2. Standardisasi bahan 3. Kalibrasi instrumen c. Kesalahan Acak Selain kesalahan pengamat dan alat ukur, kondisi lingkungan yang tidak menentu bisa menyebabkan kesalahan pengukuran. Kesalahan pengukuran yang disebabkan oleh kondisi lingkungan disebut kesalahan acak. Misalnya, fluktuasi-fluktuasi kecil pada saat pengukuran e/m (perbandingan muatan dan massa elektron). Fluktuasi (naik turun) kecil ini bisa disebabkan oleh adanya gerak Brown molekul udara, fluktuasi tegangan baterai, dan kebisingan (noise) elektronik yang besifat acak dan sukar dikendalikan. d. Kesalahan serius (Gross error) Tipe kesalahan ini sangat fatal, sehingga konsekuensinya pengukuran harus diulangi. Contoh dari kesalahan ini adalah kontaminasi reagen yang digunakan, peralatan yang memang rusak total, sampel yang terbuang, dan lain lain. Indikasi dari kesalahan ini cukup jelas dari gambaran data yang sangat menyimpang, data tidak dapat memberikan pola hasil yang jelas, tingkat mampu ulang yang sangat rendah dan lain lain. 3.5 Istilah Istilah dalam Pengukuran  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)