Penyimpangan yang bersumber dari alat ukur
Alat ukur yang digunakan harus dikalibrasi, dengan demikian kita akan bebas dari penyimpangan yang merugikan yang biasanya bersumber dari alat ukur.
Apabila alat ukur sering dipakai dan kalibrasi belum dilakukan lagi maka kemungkinan akan timbul sifat-sifat yang jelak dari alat ukur misalnya histerisis, kepasifan, pergeseran dan kestabilan nol. Karena keausan dari bidang kontak (sensor mekanis) akan terjadi kesalahan sistematis dan besarnya dapat ditentukan dengan melakukan kalibrasi.
Kesalahan rambang dapat ditentukan dengan melakukan pengukuran yang berulang-ulang yang identik (paling sedikit 20 kali) besarnya kesalahan rambang ini penting sekali untuk diketahui terutama bagi alat ukur pembanding.
Penyimpangan yang bersumber dari benda ukur
Setiap benda elastis akan mengalami deformasi (perubahan bentuk) apabila ada beban yang beraksi padanya. Beban ini dapat disebabkan oleh tekanan kontak dari sensor alat ukur (sewaktu mengukur) ataupun karena berat benda ukur sendiri (yang diletakkan di antara tumpuan).
Untuk melakukan pengukuran maka sensor mekanis akan memberikan suatu tekanan tertentu pada permukaan obyek ukur. Beberapa alat ukur misalnya micrometer dapat menyebabkan suatu deformasi pada permukaan dari obyek ukur yang relatip lunak (aluminium) ataupun lenturan pada diameter silinder dengan dinding yang relatip tipis.
Oleh karena itu pada pada micrometer sealu dilengkapi suatu alat yang disebut dengan pembatas-momenputar yang berfungsi untuk menjaga tekanan pengukuran sekecil mungkin dan konstan. Jika kondisi benda ukur ini sedemikian kritisnya sehingga dikuatirkan akan terjadi penyimpangan akibat adanya tekanan kontak, maka perlu digunakan alat ukur yang mempunyai sensor optis ataupun pneumatis (mengapa?)
Apabila suatu batang dengan penampang yang sama untuk seluruh panjangnya diletakkan pada dua tumpuan maka akan terjadi lenturan akibat berat batang sendiri.
Besarnya lenturan ini tergantung dari jarak kedua tumpuan di mana batang tersebut diletakkan secara simetris (lihat gambar 1.5).
Jika dikehendaki kedua ujungnya tetap lurus, misalnya pada batang ukur (end bar) dimana permukaan pada kedua ujungnya harus sejajar, maka jarak kedua tumpuan (s) harus sama dengan 0,577 kali panjang batang (s = 0,577 l). Kedua titik tumpuan ini disebut dengan titik Airy (Airy points) dan biasanya pada batang ukur diberi suatu tanda yang menyatakan letak kedua titik Airy ini.
Seandainya dikehendaki lenturan yang minimum, contohnya adalah batang penggaris yang diletakkan mendatar antara kedua tumpuan, maka jarak kedua tumpuan tersebut harus sama dengan 0,554 kaki panjang batang (s = 0,554 l)*)
Sewaktu pengukuran berlangsung tidak boleh terjadi gerakan dari benda ukur pada arah yang sama dengan garis pengukuran (garis dimensi obyek ukur) sehingga dalam beberapa keadaan diperlukan alat pemegang benda ukur (penjepit).
Karena penjepit ini juga memberikan tekanan pada benda ukur, maka posisi dari penjepit harus ditentukan sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan deformasi yang merugikan.
Posisi pengukuran yang menimbulakan penyimpangan
Garis pengukuran harus berimpit atau sejajar dengan garis dimensi obyek ukur.
Apabila garis pengukuran membuat sudut sebesar 0 dengan garis dimensi (karena pengambilan posisi pengukuran yang salah) maka akan terjadi kesalahan yang biasa disebut dengan kesalahan kosinus (cosine error) gambar 15. Apabila digunakan micrometer maka dapat terjadi kombinasi keslahan kosinus dan kesalahan sinus (sine error).
Penyimpangan akibat pengaruh lingkungan
Kondisi lingkungan yang tidak sesuai untuk melakukan pengukuran dapat mengakibatkan penyimpangan-penyimpangan yang serius.
Cahaya atau penerangan yang tidak cukup dapat mengakibatkan kesalahan pembacaan skala, sedang lingkungan yang kotor dan berdebu dapat menyebabkan kesalahan sistematis karena adanya debu yang menempel pada permukaan sensor mekanis dan permukaan obyek ukur.
Pengukuran yang memerlukan kecermatan yang tinggi (dengan memakai alat ukur yang peka) tidak dapat dilaksanakan apabila sistem pengukuran (benda kerja dan alat ukur) terpengaruh oleh getaran dari mesin-mesin berat atau alat-alat lain yang menimbulkan getaran pada lantai pabrik.
Pengaruh dari temperatur merupakan faktor yang perlu mendapat perhatian karena semua benda padat, terutama logam akan berubah dimensinya apabila temperaturnya berubah.
Supaya hasil pengukuran akan selalu sama, maka telah disetujui secara internasional bahwa temperatur standar untuk pengukuran geometris adalah sebesar 20ºC.
Perubahan panjang akan terjadi pada pengukuran langsung adalah :
Δl = lα (t – ts) ……………………….(1 – 1)Di mana : Δl = perubahan panjang, mm
l = panjang obyek ukur, mm
α = koefisien muai panjang, ºC-1
= 23,8.10-6 untuk alumunium
= 16,5.10-6 untuk tembaga
= 12,0.10-6 untuk baja
= 10,5.10-6 untuk besi tuang
t = temperatur obyek ukur
ts = temperatur standar = 20ºC.
Misalnya suatu poros baja yang baru saja dibubut sampai diameter nominal 100 mm dapat mempunyai temperatur sekita 40ºC, andai kata pengukuran diameter dilakukan pada temperatur ini maka diameter poros tersebut akan lebih besar sekitar 0,023 mm dibandingkan dengan diameternya pada temperatur standar. Perbedaan ukuran ini adalah sama dengan besar daerah toleransi .
Apabila pengukuran dilakukan secara perbandingan maka besar perbedaan panjang antara obyek ukur dengan blok ukur (ukuran standar) dapat dihitung dari rumus berikut :
Di mana :Δ = perubahan panjang, yang diukur oleh alat ukur
pembanding mm
l2 = panjang benda ukur, mm
l1 = panjang blok ukur, mm
α2 = koefisien mulai panjang benda ukur, ºC-1
α1 = koefisien muai panjang blok ukur, ºC-1
Δ t = t – ts = perbedaan temperatur pengukuran dengan temperatur standar.
Apabila koefisien muai panjang dari benda ukur tidak banyak berbeda dengan koefisien maui panjang dari blok ukur, maka rumus (1 – 2) dapat dituliskan sebagai berikut :
Karena Δl biasanya dibuat kecil (dalam beberapa micron) sedang Δt biasanya tidak lebih dari 10ºC (temperatur ruang dalam pabrik 30ºC) dan harga α sendiri adalah kecil maka bagian kedua dari rumus (3.10) dapat kita abaikan.
Dengan demikian pengukuran secara perbandingan akan memberikan harga yang mendekati harga sebenarnya meskipun pengukuran tidak dilakukan pada temperatur standar. Sebaliknya apabila ada kesalahan pengukuran yang cukup berarti. Dengan demikian untuk suatu system pengukuran (benda ukur dan alat ukur) harus selalu diusahakan supaya temperaturnya sama rata.
Alat ukur-alat ukur yang disimpan dalam ruang ukur (Metrology Laboratory) akan mempunyai temperatur yang sama dengan ruang ukur (20ºC), oleh karena itu suatu alat ukur (misalnya blok ukur) yang kita pegang terlalu lama (karena panas tubuh manusia) akan mempunyai temperatur lebih tinggi dari alat-alat yang lain. Demikian pula benda ukur atau alat-alat lain yang dibawa masuk ke ruang ukur perlu waktu penyesuaian temperatur.
Penyimpangan yang berasal dari operator
Dua orang yang melakukan pengukuran secara bergantian dengan menggunakan alat ukur dan benda ukur serta kondisi lingkungan yang dianggap tak berubah mungkin menghasilkan data yang berbeda. Sumber dari perbedaan ini dapat berasal dari cara mereka mengukur, pengalaman dan keahliannya serta kemampuan dan perangai dari masing-masing pengukur. Pengukur adalah suatu pekerjaan yang memerlukan kecermatan, dengan demikian orang yang melakukan pengukuran harus :
- Mempunyai pengalaman praktek yang didasari penguasaan pengetahuan akan pengukuran atau dengan kata lain ia pernah mengikuti training metrologi industri.
- Waspada akan kemungkinan letak dari sumber penyimpangan dan tahu bagaimana cara mengeliminir (mengurangi sampai sekecil mungkin sehingga praktis dapat diabaikan) pengaruhnya terhadap hasil pengukuran.
- Mempunyai dasar-dasar pengetahuan akan alat ukur, cara kerja alat ukur, cara pengukuran, cara mengkalibrasi dan memelihara alat ukur.
- Mampu untuk menganalisa suatu persoalan pengukuran, menentukan cara pengukuran sesuai dengan tingkat kecermatan yang dikehendaki, memilih alat ukur yang sesuai untuk hal ini dan kemudian melaksanakan pengukuran.
Sadar bahwa hasil pengukuran adalah sepenuhnya merupakan tanggung jawabnya.
itulah penyimpangan atau kesalahan yang bersumber dari alat ukur dan bahan yang di ukur.
0 komentar:
Posting Komentar