Secara umum dikatakan bahwa
pengukuran adalah membandingkan sesuatu dengan besaran standar. Agar
dapat digunakan, maka besaran standar tersebut harus dapat didefinisikan
secara fisik, tidak berubah karena waktu, dan harus dapat digunakan
sebagai alat pembanding di mana saja, besaran standar tentunya
memerlukan satuan-satuan dasar. Sistem metrik digunakan oleh hampir
seluruh negara-negara industri dimana satuan dasarnya banyak mengikuti
international system of units atau SI Units yang di dalamya dikenalkan
bermacam-macam satuan dasar. Untuk dapat melakukan pengukuran dengan
bantuan satuan dasar tersebut diperlukan alat ukur.
Mengukur adalah membandingkan sesuatu yang diukur dengan sesuatu yang lain sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Dalam pengukuran, kita dapat menggunakan satu instrument (alat ukur) atau lebih untuk menentukan nilai dari suatu besaran fisis. Hal yang harus diperhatikan ketika melakukan pengukuran adalah memilih dan merangkai instrument secara benar dan dilanjutkan dengan pembacaan nilai secara tepat. Pengukuran adalah penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, Pengukuran tidak hanya terbatas pada kuantitas fisik, tetapi juga dapat diperluas untuk mengukur hampir semua benda yang bisa dibayangkan. Alat ukur adalah perangkat untuk menentukan nilai atau besaran dari suatu kuantitas atau variabel fisis. Pada umumnya alat ukur dasar terbagi menjadi dua, yaitu alat ukur analog dan digital. Ada dua sistem pengukuran yaitu sistem analog dan sistem digital. Alat ukur analog memberikan hasil ukuran yang bernilai kontinyu, misalnya penunjukkan temperatur yang ditunjukkan oleh skala, petunjuk jarum pada skala meter, atau penunjukan skala elektronik. Alat ukur digital memberikan hasil pengukuran yang bernilai diskrit. Hasil pengukuran tegangan atau arus dari meter digital merupakan sebuah nilai dengan jumlah digit terterntu yang ditunjukkan pada panel display-nya.
Konstruksi Umum dan Alat Ukur
Mengukur adalah membandingkan sesuatu yang diukur dengan sesuatu yang lain sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Dalam pengukuran, kita dapat menggunakan satu instrument (alat ukur) atau lebih untuk menentukan nilai dari suatu besaran fisis. Hal yang harus diperhatikan ketika melakukan pengukuran adalah memilih dan merangkai instrument secara benar dan dilanjutkan dengan pembacaan nilai secara tepat. Pengukuran adalah penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, Pengukuran tidak hanya terbatas pada kuantitas fisik, tetapi juga dapat diperluas untuk mengukur hampir semua benda yang bisa dibayangkan. Alat ukur adalah perangkat untuk menentukan nilai atau besaran dari suatu kuantitas atau variabel fisis. Pada umumnya alat ukur dasar terbagi menjadi dua, yaitu alat ukur analog dan digital. Ada dua sistem pengukuran yaitu sistem analog dan sistem digital. Alat ukur analog memberikan hasil ukuran yang bernilai kontinyu, misalnya penunjukkan temperatur yang ditunjukkan oleh skala, petunjuk jarum pada skala meter, atau penunjukan skala elektronik. Alat ukur digital memberikan hasil pengukuran yang bernilai diskrit. Hasil pengukuran tegangan atau arus dari meter digital merupakan sebuah nilai dengan jumlah digit terterntu yang ditunjukkan pada panel display-nya.
Konstruksi Umum dan Alat Ukur
Kita telah mengenal apa yang disebut dengan mistar atau
penggaris, mistar ini ada yang terbuat dari kayu, ada yang dari pastik, dan
yang paling baik terbuat dari besi stainless. Pada salah satu penampang
lebar dari mistar tersebut biasanya dicantumkan angka-angka yang menunjukkan
skala dari mistar. Dengan mistar ini kita dapat menentukan ukuran panjang
sesuatu yang besarnya dapat dibaca langsung dari penunjukan skala yang ada pada
mistar. Dengan mistar ini kita dapat menentukan ukuran panjang sesuatu yang
besarnya dapat dibaca langsung dari penunjukan skala yang ada pada mistar.
Dengan demikian mistar yang digunakan untuk mengukur panjang tersebut dapat
dinamakan sebagai alat ukur. Tidak berlebihan kalau dikatakan bahwa mistar
merupakan alat ukur yang paling sederhana bila ditinjau adanya satuan dasar.
Geometri benda ukur biasanya begitu komplek sehingga dalam pengukuran diperlukan kombinasi cara dan bentuk pengukuran yang bermacam-macam. Dengan demikian diperlukan juga bermacam-macam alat ukur yang memiliki karakteristik sendiri-sendiri. Karakteristik dari alat-alat ukur inilah yang menyebabkan adanya perbedaan antara alat ukur yang satu dengan alat ukur lainnya. Karakteristik ini biasanya menyangkut pada konstruksi dan cara kerjanya. Secara garis besar, sebuah alat ukur mempunyai tiga komponen utama yaitu sensor, pengubah dan pencatat/penunjuk.
Geometri benda ukur biasanya begitu komplek sehingga dalam pengukuran diperlukan kombinasi cara dan bentuk pengukuran yang bermacam-macam. Dengan demikian diperlukan juga bermacam-macam alat ukur yang memiliki karakteristik sendiri-sendiri. Karakteristik dari alat-alat ukur inilah yang menyebabkan adanya perbedaan antara alat ukur yang satu dengan alat ukur lainnya. Karakteristik ini biasanya menyangkut pada konstruksi dan cara kerjanya. Secara garis besar, sebuah alat ukur mempunyai tiga komponen utama yaitu sensor, pengubah dan pencatat/penunjuk.
A. Sensor
atau Peraba
Sensor merupakan bagian dari alat ukur yang menghubungkan
alat ukur dengan benda atau objek ukur. Atau dengan kata lain sensor merupakan
peraba dari alat ukur. Sebagai peraba dari alat ukur, maka sensor ini akan
kontak langsung dengan benda ukur. Contoh dari sensor ini antara lain yaitu:
kedua ujung dari mikrometer, kedua lengan jangka sorong, ujung dari jam ukur,
jarum dari alat ukur kekasaran. Contoh-contoh sensor ini termasuk dalam
kategori sensor mekanis. Pada alat-alat ukur optik juga memiliki sensor yaitu
pada sistem lensanya. Ada juga sensor lain yaitu sensor pneumatis yang banyak
terdapat dalam alat-alat ukur yang prinsip kerjanya secara pneumatis.
B. Pengubah
Ada satu bagian dari alat ukur yang
sangat penting yang berfungsi sebagai penerus, pengubah atau pengolah semua
isyarat yang diterima oleh sensor, yaitu yang disebut dengan pengubah. Dengan
adanya pengubah inilah semua isyarat dari sensor diteruskan ke bagian lain
yaitu penunjuk/pencatat yang terlebih dahulu diubah datanya oleh bagian
pengubah. Dengan demikian pengubah ini mempunyai fungsi untuk memperjelas dan
memperbesar perbedaan yang kecil dari dimensi benda ukur. Pada bagian pengubah
inilah yang diterapkan bermacam-macam cara kerja, mulai dari cara kinematis,
optis, pneumatis, sampai pada cara gabungan.- Pengubah Mekanis
Cara
kerja dari pengubah mekanis ini berdasarkan pada prinsip kinematis yang
melakukan perubahan gerakan lurus (translasi) menjadi gerakan berputar
(rotasi). Contohnya antara lain yaitu: sistem kerja roda gigi dan poros bergigi
dari jam ukur (dial indicator), sistem kerja ulir dari mikrometer.
- Eden-Rolt “Milionth” Comparator
Alat ini sangat cocok sekali untuk mengalibrasi blok ukur (gauge
block) karena bisa diperoleh perbesaran yang cukup tinggi. Hal ini terjadi
karena adanya kombinasi gerakan mekanis yang didukung dengan sistem pengubah
optis.
- Alat ukur pembanding Johanson mikrokator
Alat ini ditemukan oleh seorang insinyur bangsa Swedia yang kemudian
dibuat oleh pabrik C.E. Johanson Ltd. Oleh karena itu disebut dengan nama
Johanson Mikrokator. Pada bagian pengubah ini terdapat plat tipis dan jarum
penunjuk yang diletakkan ditengah-tengahnya. Dari tengah-tengah ini plat tipis
tersebut dipuntir dengan arah yang berlawanan sehingga berbentuk spiral kiri
dan spiral kanan. Salah satu ujung plat tipis dipasang tetap pada batang
pengatur, dan ujung yang lain pada lengan penyiku dimana lengan penyiku ini
dihubungkan dengan batang pengukur. Dengan naik turunnya batang pengukur ini
maka lengan penyiku akan bergerak ke kiri atau ke kanan. Dengan bergeraknya
lengan penyiku ini maka pelat tipis yang berbentuk spiral tadi juga akan
menjadi bertambah kuat atau bertambah lemah pilinannya. Bertambah kuat atau lemahnya
pilinan ini akan menyebabkan jarum penunjuk bergerak. Perubahan gerak ini dapat
dibaca pada skala, yang berarti juga perubahan dimensi dari objek ukur.
Perbesaran alat ini mencapai 5000 kali.
- Alat ukur pembanding Sigma Comparator
Alat ukur ini dibuat oleh Sigma Instrument Company. Bagian
pengubah alat ini menggunakan sistem engsel yang bebas gesekan. Sistem engsel
ini ditunjukkan oleh dua buah blok, blok tetap F dan blok bergerak M, yang
kedua-duanya dihubungkan oleh tiga plat tipis secara menyilang. Apabila batang
pengukur yang ada sensor pada ujungnya menyentuh objek ukur maka batang ukur
akan bergerak dan akan menggerakkan bagian penekan. Bergeraknya bagian penekan
ini akan menggerakkan blok M yang dihubungkan oleh lengan Y ke bagian silinder
penunjuk r yang pada bagian penunjuk ini ada perantara pita tipis dari fosfor
perunggu. Pada silinder penunjuk juga ada jarum penunjuk R yang menunjukkan
skala pengukuran. Karena lengan Y bergerak akibat perubahan blok M maka
silinder penunjuk juga bergerak yang akibatnya jarum R juga bergerak. Jika
panjang jarum penunjuk R adalah H dan diameter dari silinder penunjuk adalah ha
maka perbesaran pada tahap ini adalah H/h. Seandainya panjang lengan Y adalah L
dan bergeraknya blok M adalah x maka perbesaran totalnya adalah L/X x H/1/2h.
Perlu ditambahkan di sini bahwa penekan yang ujungnya
runcing dapat diatur jaraknya terhadap sumbu engsel dari blok M dan blok F
dengan mengubah-ubah ikatan baut pengatur yang terikat pada poros pengukur.
Pemasangan poros pengukur pada rumah ukur hanya menggunakan diafragma saja,
sehingga kerugian gesekan dapat diatasi.
- Pengubah Mekanis Optis
Dalam
alat ukur pembanding ini digunakan sistem pengubah gabungan yaitu pengubah
mekanis dan pengubah optis. Pengubah mekanis berfungsi untuk menghasilkan
perubahan jarak karena persentuhan sensor dengan objek ukur. Perubahan ini akan
diperjelas melalui perbesaran optis. Pengubah optis di sini bekerja menurut
prinsip optik, yaitu dengan menggunakan beberapa cermin atau lensa. Perubahan
batang pengukur akan mengubah posisi kemiringan dari cermin. Kemiringan posisi
pemantul cahaya ini mengakibatkan perubahan bayangan yang terjadi yang
diproyeksikan ke layar kaca yang berskala.
- Pengubah Elektris
Kini
sudah banyak alat-alat ukur yang cara kerjanya menggunakan sistem elektronik,
di samping alat-alat ukur yang dioperasikan secara manual. Prinsip kelistrikan
yang digunakan dalam pengubah elektris ini mempunyai fungsi untuk mengubah
semua isyarat yang diterima oleh alat ukur (besaran yang tidak bersifat
elektris) menjadi suatu besaran yang bersifat elektris. Dengan adanya prinsip
kelistrikan maka besaran yang bersifat kelistrikan tersebut diolah dan diubah
menjadi lebih jelas sehingga perubahan ini dapat dibaca pada skala alat ukur.
Salah satu contoh dari pengubah elektris ini adalah pengubah yang bekerjanya
dengan prinsip kapasitor.Timbulnya kapasitor karena adanya dua buah pelat metal
yang berpenampang sama diletakkan berdekatan dengan jarak l. Besarnya kapasitas
tergantung pada jarak l. Makin jauh jarak pelat maka kapasitasnya akan menjadi
turun, sebaliknya makin dekat jarak pelat kapasitasnya makin naik. Bila
silinder sensor menyentuh objek ukur tentu terjadi perubahan jarak antara pelat
metal karena diubah oleh silinder tadi. Prinsip perubahan inilah yang digunakan
oleh alat-alat ukur yang mempunyai pengubah mengikuti sistem elektris.
- Pengubah Optis
Dalam
ilmu fisika dipelajari masalah optis dengan hukum-hukumnya. Prinsip-prinsip
dalam optis inilah yang digunakan oleh alat-alat ukur yang mempunyai pengubah
optis. Sebetulnya sistem optis di sini hanya berfungsi untuk membelokkan berkas
cahaya dari objek ukur sehingga terjadi bayangan maya atau nyata yang ukurannya
bisa menjadi lebih besar dari pada objek ukurnya. Dalam sistem optis kebanyakan
menggunakan bermacam-macam lensa seperti cermin datar, lensa cekung dan
cembung, lensa prisma, dan sebagainya. Contoh dari alat-alat ukur yang
menggunakan pengubah sistem optis ini adalah: kaca pembesar, mikroskop,
proyektor, teleskop, autokolimator, dan teleskop posisi.
- Kaca Pembesar
Dengan
alat ini seseorang dapat melihat langsung suatu objek yang diletakkan tepat
pada fokusnya di mana yang dilihat mempunyai ukuran yang lebih besar dari pada
objek sesungguhnya.
- Mikroskop
Penggabungan
dua buah lensa pembesar menjadi satu sistem optis biasa disebut dengan
mikroskop. Dengan demikian terdapat dua lensa yang berbeda, namanya, ada yang
disebut dengan okuler (dekat dengan mata) dan ada yang disebut dengan objektif
(dekat objek ukur).
- Proyektor
Seperti
halnya pada mikroskop, pada proyektor pun terdapat kombinasi sistem lensa yaitu
lensa kondensor dan proyeksi. Tidak semua objek ukur mempunyai sifat tembus
cahaya. Dengan bantuan sinar yang lewat melalui kondensor maka berkas cahayanya
akan menyinari benda ukur yang diletakkan di antara kondensor dan proyeksi.
Benda ukur yang tidak tembus cahaya ini akan menimbulkan bayangan yang
gelap tapi latar belakangnya terang. Pemeriksaan bayangan dari benda ukur
dilakukan di balik layar yang terbuat dari kaca buram.
- Teleskop
Salah
satu alat ukur optis yang dapat digunakan untuk melihat objek ukur yang relatif
jauh letaknya yaitu yang biasa disebut dengan teleskop. Pada alat ini juga
digunakan dua lensa yaitu okuler dan objektif. Bayangan atau berkas cahaya yang
jauh difokuskan oleh objektif tepat pada fokusnya okuler. Dengan adanya lensa
okuler maka bayangan sebagai hasil pembiasan objektif akan dibiaskan menjadi
bayangan atau berkas yang sejajar. Hal ini menyebabkan bayangan dari objek ukur
menjadi lebih jelas dilihat oleh mata.
- Autokolimator
Autokolimator merupakan alat ukur optis yang menggunakan
prinsip dasar dari teleskop. Kondensor di sini membuat berkas cahaya menjadi
searah menuju ke suatu target yang berbentuk garis. Sebuah cermin semi
reflektor yang kemiringannya 45 terhadap sumbu optis akan membuat target
terletak pada sumbu optis dan tepat pada fokus objektif. Objektif di sini
sering juga disebut dengan kolimator. Lensa objektif ini menyebabkan berkas
yang keluar menjadi sejajar. Berkas yang sejajar ini dipantulkan kembali oleh
cermin yang terletak pada jarak tertentu di depan autokolimator. Bila posisi
cermin dimiringkan sedikit maka berkas cahaya diterima kembali oleh
objektif, lalu difokuskan pada bidang fokus namun letaknya tidak tepat pada
sumbu optis.Pada bagian okuler dilengkapi pula dengan mikrometer yang gunanya
untuk mengetahui besarnya perubahan posisi. Dengan alat autokolimator ini bisa
diperoleh hasil pengukuran dengan kemiringan maksimum 10 menit. Sedangkan
kecermatan dari skala alat ukur optis ini adalah 0,1 detik. Perubahan posisi
cermin terjadi karena ada perubahan posisi dari benda ukur.
- Pengubah Pneumatis
Kondisi aliran udara yang tertentu akan berubah bila area di
mana udara itu lalu juga berubah (menjadi lebih sempit atau lebih luas).
Prinsip inilah yang digunakan dalam alat ukur yang memakai pengubah sistem
pneumatis. Jadi, pada sistem pneumatis kondisi aliran udara akan berubah bila
celah antara objek ukur dengan sensor alat ukur di mana udara lalu juga
mengalami perubahan. Untuk mengetahui perubahan ini digunakan cara yaitu
pengukur perubahan tekanan dan kecepatan aliran udara. Dalam pengubah sistem
pneumatis paling tidak terdapat tiga komponen yaitu:
1.
sumber udara tekan
2.
sensor sekaligus sebagai pengubah
3.
pengukur perubahan aliran udara
Ada dua macam sistem pengubah pneumatis yang biasa digunakan
yaitu:
1.
sistem tekanan balik (back
pressure system)
2.
sistem kecepatan aliran (flow
velocity system)
C. Penunjuk
atau Pencatat
Hampir semua alat ukur mempunyai
bagian yang disebut dengan penunjuk atau pencatat kecuali beberapa alat ukur
batas atau standar. Dari bagian penunjuk inilah dapat dibaca atau diketahui
besarnya harga hasil pengukuran. Secara umum, penunjuk/pencatat ini dapat
dikelompokkan menjadi dua yaitu:
- Penunjuk yang mempunyai skala
- Penunjuk berangka (sistem digital)
Penunjuk yang Mempunyai Skala
Susunan garis-garis yang dibuat secara teratur dengan jarak garis yang tetap serta tiap garis mempunyai arti tertentu biasanya disebut dengan skala. Pada alat ukur panjang satu meter misalnya, jarak antara dua garis atau jarak antara garis-garis menunjukkan bagian-bagian dari satu meter. Demikian juga untuk alat-alat ukur yang lain misalnya derajat untuk sudut. Dalam pembacaan skala biasanya dibantu dengan garis indeks atau jarum penunjuk yang bergeser secara relatif terhadap skala. Dengan memerhatikan posisi dari garis indeks dan jarum penunjuk maka diketahui berapa besar dimensi dari objek yang diukur.
Susunan garis-garis yang dibuat secara teratur dengan jarak garis yang tetap serta tiap garis mempunyai arti tertentu biasanya disebut dengan skala. Pada alat ukur panjang satu meter misalnya, jarak antara dua garis atau jarak antara garis-garis menunjukkan bagian-bagian dari satu meter. Demikian juga untuk alat-alat ukur yang lain misalnya derajat untuk sudut. Dalam pembacaan skala biasanya dibantu dengan garis indeks atau jarum penunjuk yang bergeser secara relatif terhadap skala. Dengan memerhatikan posisi dari garis indeks dan jarum penunjuk maka diketahui berapa besar dimensi dari objek yang diukur.
Kadang-kadang untuk skala-skala ukur tertentu tidak bisa dibaca langsung
ukurannya karena masih harus dikalikan dengan bilangan tertentu sesuai dengan
ketelitian alat ukurnya. Kadang-kadang posisi garis indeks tidak selalu tepat dengan
garis skala ukur sehingga hal ini sering menimbulkan perkiraan dalam
pembacaannya. Untuk mengurangi sistem perkiraan dalam membaca skala maka dibuat
skala nonius sebagai pengganti garis indeks. Ada dua macam skala nonius yaitu
skala nonius satu dimensi dan skala nonius dua dimensi.
Untuk penunjuk berangka tidak terlalu sulit menggunakannya karena hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada penunjuknya yang secara otomatis menunjukkan besarnya dimensi objek ukur. Penunjuk berangka ini ada yang bekerjanya secara mekanis dan ada pula yang secara elektronik. Penunjuk berangka secara mekanis misalnya pada jangka sorong dan mikrometer yang memang dilengkapi dengan penunjuk berangka. Sedang penunjuk berangka secara elektrik banyak dijumpai pada alat-alat ukur yang mempunyai pengubah elektris. Sekarang banyak mesin-mesin produksi yang bekerjanya dengan sistem komputer sehingga semua dimensi ukuran dari benda kerja dapat dimonitor secara langsung. Penunjuk berangka sering juga disebut dengan penunjuk digital.
Pencatat merupakan penunjuk juga, akan tetapi hasil pengukurannya digambarkan dalam bentuk grafik pada kertas yang berskala. Untuk pengukuran kekasaran permukaan ataupun kebulatan suatu poros banyak digunakan pencatat. Sebagian besar pencatat ini bekerja secara elektris.
Untuk penunjuk berangka tidak terlalu sulit menggunakannya karena hasil pengukuran dapat langsung dibaca pada penunjuknya yang secara otomatis menunjukkan besarnya dimensi objek ukur. Penunjuk berangka ini ada yang bekerjanya secara mekanis dan ada pula yang secara elektronik. Penunjuk berangka secara mekanis misalnya pada jangka sorong dan mikrometer yang memang dilengkapi dengan penunjuk berangka. Sedang penunjuk berangka secara elektrik banyak dijumpai pada alat-alat ukur yang mempunyai pengubah elektris. Sekarang banyak mesin-mesin produksi yang bekerjanya dengan sistem komputer sehingga semua dimensi ukuran dari benda kerja dapat dimonitor secara langsung. Penunjuk berangka sering juga disebut dengan penunjuk digital.
Pencatat merupakan penunjuk juga, akan tetapi hasil pengukurannya digambarkan dalam bentuk grafik pada kertas yang berskala. Untuk pengukuran kekasaran permukaan ataupun kebulatan suatu poros banyak digunakan pencatat. Sebagian besar pencatat ini bekerja secara elektris.
Klasifikasi
Pengukuran
Geometris objek ukur mempunyai
bentuk yang bermacam-macam. Oleh karena itu caranya mengukur pun bisa
bermacam-macam. Agar hasil pengukurannya mendapatkan hasil yang paling baik
menurut standar yang berlaku maka diperlukan cara pengukuran yang tepat dan
benar. Untuk itu perlu juga diketahui klasifikasi dari pengukuran. Ada beberapa
cara pengukuran yang bisa dilakukan untuk mengukur geometris objek ukur yaitu:
- Pengukuran Langsung
Proses
pengukuran yang hasil pengukurannya dapat dibaca langsung dari alat ukur yang
digunakan disebut dengan pengukuran langsung. Misalnya mengukur diameter poros
dengan jangka sorong atau mikrometer.
- Pengukuran Tak Langsung
Bila
dalam proses pengukuran tidak bisa digunakan satu alat ukur saja dan tidak bisa
dibaca langsung hasil pengukurannya maka pengukuran yang demikian ini disebut
dengan pengukuran tak langsung. Kadang-kadang untuk mengukur satu benda ukur
diperlukan dua atau tiga alat ukur, biasanya ada alat ukur standar, alat ukur
pembanding dan alat ukur pembantu. Misalnya mengukur ketirusan poros dengan
menggunakan senter sinus (sine center) yang harus dibantu dengan jam
ukur (dial indicator) dan blok ukur.
- Pengukuran dengan Kaliber Batas
Kadang-kadang
dalam proses pengukuran kita perlu melihat berapa besar ukuran benda yang
dibuat melainkan hanya untuk melihat apakah benda yang dibuat masih dalam
batas-batas toleransi tertentu. Misalnya saja mengukur diameter lubang. Dengan
menggunakan alat ukur jenis kaliber batas dapat ditentukan apakah benda yang
dibuat masuk dalam kategori diterima (Go) atau masuk dalam kategori
dibuang atau ditolak (No Go). Dengan demikian sudah tentu alat yang
digunakan untuk pengecekannya adalah kaliber batas Go dan No Go.
Pengukuran seperti ini disebut pengukuran dengan kaliber batas. Keputusan yang
diambil adalah: dimensi objek ukur yang masih dalam batas toleransi
dianggap baik dan dipakai, sedang dimensi yang terletak di luar batas
toleransi dianggap jelek. Pengukuran cara ini tepat sekali untuk pengukuran
dalam jumlah banyak dan membutuhkan waktu yang cepat.
- Pengukuran dengan Bentuk Standar
Pengukuran disini sifatnya hanya membandingkan bentuk benda
yang dibuat dengan bentuk standar yang memang digunakan untuk alat pembanding.
Misalnya kita akan mengecek sudut ulir atau roda gigi, mengecek sudut tirus
dari poros kronis, mengecek radius dan sebagainya. Pengukuran dilakukan dengan
alat ukur proyeksi. Jadi, di sini sifatnya tidak membaca besarnya ukuran tetapi
mencocokkan bentuk aja. Misalnya sudut ulir dicek dengan mal ulir atau alat
pengecek ulir lainnya.
Klasifikasi
Alat Ukur
Geometris objek ukur mempunyai
bentuk dan ukuran yang bervariasi. Adanya variasi bentuk dan ukuran inilah yang
menyebabkan timbulnya berbagai jenis alat ukur dan jenis pengukuran. Untuk
jenis pengukuran sudah dibicarakan di atas, jenis alat ukur perlu juga
dibicarakan yang dititikberatkan pada sifat alat ukur itu sendiri maupun pada
jenis benda yang diukur.
Menurut cara kerja dari alat ukur maka alat ukur dapat diklasifikasikan sebagai berikut: alat ukur mekanis, alat ukur elektris, alat ukur optis, alat ukur mekanis optis dan alat ukur pneumatis. Ini semua sudah dibicarakan pada bagian pengubah alat ukur.
Menurut sifat dari alat ukur maka alat ukur dapat dibedakan menjadi:
- Alat ukur langsung, hasil pengukurannya dapat langsung dapat dibaca pada skala ukurnya. Misalnya jangka sorong, mikrometer dan sebagainya.
- Alat ukur pembanding, alat ukur yang mempunyai skala ukur yang telah dikalibrasi. Dipakai sebagai pembanding alat ukur yang lain. Misalnya: jam ukur (dial indicator), pembanding (comparator).
- Alat ukur standar, alat ukur yang mempunyai harga ukuran tertentu. Biasanya digunakan bersama-sama dengan alat ukur pembanding misalnya: blok ukur (gauge block), batang ukur (length bar) dan master ketinggian (height master).
- Alat ukur batas, alat ukur yang digunakan untuk menentukan apakah suatu dimensi objek ukur masih terletak dalam batas-batas toleransi ukuran. Misalnya: kaliber-kaliber batas Go dan No Go.
- Alat ukur bantu, alat ukur yang sifatnya hanya sebagai pembantu dalam proses pengukuran. Misalnya: dudukan mikrometer, penyangga/pemegang jam ukur, dan sebagainya.
Menurut jenis dari benda yang akan diukur maka alat ukur dapat pula diklasifikasikan menjadi:
- Alat ukur-alat ukur linier, baik alat ukur linier langsung maupun alat ukur linier tak langsung.
- Alat ukur sudut atau kemiringan. Ada alat ukur sudut yang langsung bisa dibaca skala sudutnya ada juga yang harus menggunakan perhitungan secara matematika.
- Alat ukur kedataran.
- Alat ukur untuk mengukur profil atau bentuk.
- Alat ukur ulir.
- Alat ukur roda gigi.
- Alat ukur mengecek kekasaran permukaan.
Sifat
Umum Alat Ukur
Bagaimanapun baiknya atau
sempurnanya suatu alat ukur tentu ada kekurangan-kekurangannya. Karena memang
disadari bahwa alat ukur adalah buatan manusia. Kesempurnaan buatan manusia ada
batasnya. Oleh karena itu, bila ada kekurang tepatan dari alat ukur harus kita
maklumi karena hal itu memang merupakan sifat dari alat ukur. Untuk itu perlu
juga dipelajari masalah sifat-sifat dari alat ukur. Dalam istilah keteknikan
ada beberapa sifat dari alat ukur yang perlu diketahui yaitu:
- Rantai kalibrasi
- Kepekaan
- Kemudahan baca
- Histerisis
- Kepasifan
- Kestabilan nol
- Pengambangan
Rantai
Kalibrasi
Kadang-kadang alat-alat ukur yang
habis dipakai harus dicek kembali ketepatannya dengan membandingkannya pada
alat ukur standar. Proses seperti ini biasa disebut dengan istilah kalibrasi.
Kalibrasi adalah mencocokkan harga-harga yang ada pada skala ukur dengan
harga-harga standar atau harga sebenarnya. Sebetulnya, kalibrasi ini tidak saja
dilakukan pada alat-alat ukur yang sudah lama atau habis dipakai, tetapi juga
untuk alat-alat ukur yang baru dibuat. Pemeriksaan alat-alat ukur standar
panjang dapat dilakukan melalui rangkaian sebagai berikut:
Tingkat 1: Pada tingkat ini kalibrasi untuk alat ukur kerja dengan alat ukur standar kerja.
Tingkat 2: Pada tingkatan yang kedua, kalibrasi dilakukan untuk alat ukur standar kerja terhadap alat ukur standar.
Tingkat 3: Pada tingkat yang ketiga, dilakukan kalibrasi alat ukur standar dengan alat ukur standar yang mempunyai tingkatan yang lebih tinggi, misalnya standar nasional.
Tingkat 4: Pada tingkat terakhir ini, dilakukan kalibrasi standar nasional dengan standar meter internasional.
Dengan urut-urutan kalibrasi di atas maka dapat dijamin bahwa alat-alat ukur
panjang masih tetap tepat dan teliti untuk digunakan dalam bengkel kerja. Di
samping itu, dengan adanya rantai kalibrasi di atas dapat dihindari terjadinya
pemeriksaan langsung alat ukur standar kerja dengan standar meter
internasional.
Kepekaan
(Sentivity)
Kepekaan alat ukur menyangkut
masalah kemampuan dari alat ukur untuk memonitor perbedaan yang kecil dari
harga-harga yang diukur. Kepekaan suatu alat ukur berkaitan erat dengan sistem
mekanisme dari pengubahnya. Makin teliti sistem pengubah mengolah isyarat dari
sensor maka makin peka pula alat ukurnya.
Kemudahan
Baca (Readability)
Kalau kepekaan berkaitan erat dengan
sistem pengubah maka kemudahan baca berkaitan erat dengan sistem skala yang
dibuat. Jadi, kemampuan alat ukur untuk menunjukkan harga yang jelas pada skala
ukurnya dapat diartikan sebagai kemudahan baca alat ukur tersebut. Di sini,
pembuatan skala nonius dengan sistem yang lebih terperinci memegang peranan
penting dalam masalah kemudahan baca. Akhir-akhir ini sistem penunjuk digital
secara elektronis banyak digunakan dalam rangka mencari kemudahan baca yang
tinggi.
Histerisis
Pada waktu dilakukan pengukuran
sudut benda kerja di atas batang sinus (sine bar) atau dengan senter
sinus (sine center) dengan menggunakan alat ukur pembanding jam ukur (dial
indicator) biasanya dilakukan pengukuran bolak-balik. Bolak-balik di sini
artinya jam ukur digerakkan dalam dua arah yaitu dari titik terendah menuju
titik tertinggi dari benda ukur, dan dari titik tertinggi menuju ke titik
terendah. Kalau
diperhatikan pengukuran pada waktu menuju ke titik tertinggi dan kembali ke titik terendah kadang-kadang didapatkan penyimpangan. Penyimpangan yang terjadi sewaktu dilakukan pengukuran dari titik terendah (titik nol) sampai titik tertinggi (maksimum) kemudian kembali lagi dari titik tertinggi sampai ke titik terendah disebut dengan histerisis.
diperhatikan pengukuran pada waktu menuju ke titik tertinggi dan kembali ke titik terendah kadang-kadang didapatkan penyimpangan. Penyimpangan yang terjadi sewaktu dilakukan pengukuran dari titik terendah (titik nol) sampai titik tertinggi (maksimum) kemudian kembali lagi dari titik tertinggi sampai ke titik terendah disebut dengan histerisis.
Perbedaan tersebut timbul karena pada waktu poros jam ukur bergerak ke atas banyak gaya-gaya yang harus dilawannya seperti gaya pegas dan gaya gesek, pada waktu poros jam ukur turun gaya pegas malah mendorongnya tetapi gaya gesekan harus dilawannya. Untuk menghindari histerisis maka gesekan poros dengan bantalannya harus dibuat seminimum mungkin. Kalaupun ada pengaruh histerisis, pengaruh ini dapat dikurangi dengan jalan membuat tinggi susunan blok ukur kira-kira sama dengan tinggi benda ukur, sehingga dengan demikian perbedaan ukuran yang ditunjukkan oleh jam ukur adalah relatif kecil.
Kepasifan
Kadang-kadang sewaktu dilakukan
pengukuran terjadi pula bahwa jarum penunjuk skala tidak bergerak sama sekali
pada waktu terjadi perbedaan harga yang kecil. Atau dapat dikatakan isyarat
yang kecil dari sensor alat ukur tidak menimbulkan perubahan sama sekali pada
jarum penunjuknya. Keadaan yang demikian inilah yang sering disebut dengan
kepasifan atau kelambatan gerak alat ukur.
Untuk alat-alat ukur mekanis kalaupun terjadi kepasifan atau kelambatan gerak jarum penunjuknya mungkin disebabkan oleh pengaruh pegas yang sifat elastisnya kurang sempurnya. Pada alat ukur pneumatis juga sering terjadi kepasifan ini misalnya lambatnya reaksi dari barometer padahal sudah terjadi perubahan tekanan udara. Hal ini disebabkan volume udaranya terlalu besar akibat dari terlalu panjangnya pipa penghubung sensor dengan ruang perantara.
Pergeseran
(Shifting)
Pergeseran adalah penyimpangan yang
terjadi dari harga-harga yang ditunjukkan pada skala atau yang tercatat pada
kertas grafik padahal sensor tidak melakukan perubahan apa-apa. Kejadian
seperti ini sering disebut dengan istilah pergeseran, banyak terjadi pada
alat-alat ukur elektris yang komponen-komponennya sudah tua.
Pengambangan
(Floating)
Kadang-kadang terjadi pula jarum
penunjuk dari alat ukur yang digunakan posisinya berubah-ubah. Atau kalau
penunjuknya dengan sistem digital angka paling kanan atau angka terakhir
berubah-ubah. Kejadian seperti ini dinamakan pengambangan. Kepekaan dari alat
ukur akan membuat perubahan kecil dari sensor diperbesar oleh pengubah.
Makin peka alat ukur makin besar pula kemungkinan terjadinya pengambangan. Untuk itu, bila menggunakan alat-alat ukur yang mempunyai jarum penunjuk pada skalanya atau penunjuk digital harus dihindari adanya kotoran atau getaran, juga harus digunakan metode pengukuran yang secermat mungkin.
Kestabilan
Nol (Zero Stability)
Pada waktu mengukur dengan jam ukur, kemudian
secara tiba-tiba diambil benda ukurnya, maka seharusnya jarum penunjuk kembali
pada posisi nol semula. Akan tetapi, sering terjadi bahwa jarum penunjuknya
tidak kembali ke posisi nol. Keadaan ini disebut dengan kestabilan nol yang
tidak baik. Salah satu penyebab tidak kembalinya pada posisi nol adalah adanya
keausan pada sistem penggerak jarum penunjuk.Dengan demikian jelaslah bahwa banyak sekali hal-hal yang dapat menimbulkan penyimpangan dalam pengukuran yang salah satunya disebabkan oleh sifat-sifat dari alat ukur itu sendiri. Oleh karena itu, untuk mengurangi banyaknya penyimpangan perlu dilakukan pengecekan alat-alat ukur, baik yang belum digunakan lebih-lebih lagi untuk alat-alat ukur yang sering digunakan. Jadi, kalibrasi alat ukur memang sangat diperlukan, disamping untuk mengecek sifat-sifat dari alat ukur. Kalau hal yang demikian ini dilakukan secara rutin maka penyimpangan pengukuran yang timbul dari alat ukur bisa dikurangi menjadi sekecil mungkin.