PENDAHULUAN
Latar Belakang
Pengenalan
alat ukur merupakan salah satu aspek penting dalam proses percobaan. Proses
penelitian selalu membutuhkan pengambilan keputusan. Keputusan yang tepat
merupakan keputusan yang diambil berdasarkan hasil analisis yang benar. Hasil
percobaan yang akurat didapatkan melalui proses pengukuran yang akurat pula.
Oleh karena itu diperlukan pengetahuan mengenai alat ukur yang akan
dipergunakan untuk pengukuran ataupun percobaan. Metode pengukuran yang
dipergunakan adalah metode direct comparison dan indirect comparison. Direct
comparison adalah pengukuran dengan membandingkan objek yang diukur terhadap
objek lain yang dapat dipahami secara indrawi. Indirect comparison ialah
pengukuran dengan menggunakan serangkaian peralatan bantu yang telah
dikalibrasi untuk dapat menyatakan ukuran objek yang diukur secara akurat. Alat
ukur adalah alat yang digunakan untuk mengetahui nilai suatu besaran melalui
kegiatan pengukuran. Alat-alat ukur yang sesuai dengan SI satuan standar
misalnya satuan panjang (meter), satuan massa (gram) dan satuan waktu (detik).
Alat-alat
ukur dan instrumen dalam energi dan listrik pertanian meliputi radiasi, massa
dan kadar air. Alat ukur termofisik, contohnya Thermal Conductivity Meter, Adiabatic
Bomb Calorimeter. Alat ukur radiasi yakni Pyranometer, Campbell Stokes Sunshine.
Alat ukur kadar air seperti Oven dan Grain Moisture Tester. Pengetahuan akan
alat ukur dan objek yang dihadapi adalah suatu syarat agar pengukuran yang
benar dan akurat dapat dilakukan. Hal tersebut berarti bahwa cara melakukan
pengukuran yang benar akan diperoleh. Kesalahan-kesalahan pengambilan data
tidak dapat dihindarkan dari pengukuran. Beberapa kesalahan pengukuran di
antaranya, kesalahan tetap, kesalahan rambang, kesalahan pembacaan, dan
kesalahan instalasi alat ukur. Ada beberapa yang masih bisa ditoleransi dan
juga ada yang tidak diperkenankan. Meski tidak bisa menghilangkan faktor
kesalahan dari pengukuran tetapi pengambilan data yang tepat dapat diperoleh
dengan meminimalkan kesalahan yang ada.
Tujuan
Dengan
mengikuti kegiatan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu:
1.
Mengetahuibeberapa
alat ukur serta instrumen pengukuran dalam Energi Listrik Pertanian.
2.
Mengetahui
prinsip kerja alat ukur yang diamati.
3.
Mengetahui
cara penggunaan alat ukur secara benar sehingga didapat data hasil pengukuran
yang akurat.
METODOLOGI
Waktu dan Tempat
Waktu :
Pukul 09.00-12.00 WIB
Tempat :
Laboratorium Energi Listrik Pertanian
Prosedur
1.
Praktikan
mendengerkan penjelasan dosen mengenai praktikum:”Pengenalan Alat Ukur”
2.
Setiap
praktikan memperhatikan dengan seksama penjelasan mengenai masing-masing alat
ukur pada ruangan pertama.
3.
Setelah
setangah waktu praktikum, pertukaran ruangan dilakukan dan di ruangan kedua
praktikan kembali memperhatikan penjelasan mengenai alat ukur serta melihat
bagaimana cara pengoperasian alat ukur.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil dan Pembahasan
Suhu
merupakan salah satu aspek penting dalam pengukuran. Suhu sering dijadikan
parameter dalam suatu pengukuran. Pengukuran suhu bisa dilakukan dengan
beberapa prinsip. prinsip pengukuran suhu adalah sebagai berikut:
a.
Pemuaian
zat cair, prinsip pemuaian zat cair yang diaplikasikan pada alat termometer
merupakan pengukuran perubahan panjang/volume dari zat cair yang dipergunakan
untuk mengetahui perubahan suhu suatu bahan yang diamati.
b.
Gerakan
elektron dari dua jenis logam berbeda pada deret volta diaplikasikan pada
sensor suhu termokopel
c.
Radiasi
panas yang pada penggunaan alatnya dibaca dalam nilai perbedaan tegangan
listrik pada bahan.
d.
Pemuaian
benda padat, prinsip pemuaian benda padat diaplikasikan pada bimetal yang
merupakan pengukuran perubahan volume benda padat dari dua logam yang berbeda.
e.
Resistensi/hambatan
suatu bahan yang dipergunakan untuk mengetahui perubahan suhu suatu bahan, yang
nilai keluarannya dalam satuan ohm.
Kadar
air merupakan banyaknya air yang terkandung dalam bahan yang dinyatakan dalam
persen. Kadar air juga salah satu karakteristik yang sangat penting pada bahan
pangan, karena air dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, dan citarasa pada
bahan pangan. Pengukuran kadar air dapat dilakukan dengan dua metode, metode
oven dan dengan menggunakan alat Grain Moisture meter.
a.
Metode
Oven
Metode oven
memiliki prinsip kerja dengan menguapkan air sampai habis dari bahan yang akan
diukur. Berat bahan awal keseluruhan diketahui, kemudian diuapkan hingga airnya
habis. Setelah proses oven selama 24-72 jam, berat akhir didapat dan data
tersebut dipergunakan untuk menghitung persen berat basah maupun persen berat
kering kadar air.
b.
Grain
Moisture meter
Grain Moisture
Tester Grain moisture tester merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk
mengukur jumlah kandungan air yang terdapat pada suatu bahan diantaranya gabah,
biji-bijian, sorgum, gandum, dan lain-lain. Dari hasil pengukuranyang
dilakukan, diharapkan akan dapat diketahui apakah suatu bahan sudah siapuntuk
dipergunakan atau belum. Grain Moisture Tester ini terbagi menjadi 2,
yaknidestruktif (resistan) dan non destruktif (kapasitan).
Prinsip Kerja: Pengukuran
didasarkanpada konduktivitas atau hantaran listrik. kadar air akan berbanding
linear terhadap kapasitas listrik yang diukur.sedangkan untuk pengukuran kadar
air dengan sistem resistansi bahan dengan menghancurkan bahan yang akan diukur
kadar airnya, hal tersebut dilakukan untuk memperoleh tahanan bahan yang
kemudian oleh alat dibaca sebagai kadar air bahan. Kadar air bahan yang
diperoleh pada pengukuran ini adalah persen berat basah (%bb).
Alat ukur radiasi memegang peranan yang
sangat penting dalam setiap kegiatan yang memanfaatkan radiasi. Dengan alat ini
setiap pekerja dapat mengetahui tingkat radiasi di tempat kerja dan dapat
mengambil tindakan yang paling tepat untuk menghindari terjadinya penerimaan
dosis yang berlebihan. Meskipun dalam setiap pengukuran radiasi hanya
mengandalkan pada hasil pembacaan alat, namun sebagai pekerja radiasi tidak
boleh begitu saja percaya terhadap informasi hasil pengukuran yang diberikan
oleh alat ukur. Radiasi matahari yang diterima permukaan bumi persatuan luas
dan satuan waktu disebut isolasi atau kadang-kadang disebut radiasi global,
yaitu radiasi langsung dari matahari dan radiasi yang tidak langsung yang
disebabkan oleh hamburan dari partikel atmosfer.
Lux meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur
besarnya intensitas cahaya di suatu tempat. Besarnya intensitas cahaya ini
perlu untuk diketahui karena pada dasarnya manusia juga memerlukan penerangan
yang cukup. Untuk mengetahui besarnya intensitas cahaya ini maka diperlukan
sebuah sensor yang cukup peka dan linier terhadap cahaya. Sehingga cahaya yang
diterima oleh sensor dapat diukur dan ditampilkan pada sebuah tampilan digital
ataupun non digital.
Alat
ukur radiasi sinar matahari adalah Pyranometer yang dilengkapi dengan
multimeter digital. Prinsip kerja Pyranometer adalah radiasi yang mengenai alat
akan dideteksi dengan melihat perubahan suhu. Perubahan suhu akan dicatat
dengan sensor termokopel yang dihubungkan dengan multimeter digital. Perubahan
suhu ditampilkan oleh termokopel dalam bentuk voltase listrik yang diukur
mengunakan multimeter dalam satuan mV DC. Pyranometer memiliki bentuk seperti
kubah yang dibuat hampa sehingga tidak ada pengaruh konduksi maupun konveksi
yang mengganggu pengukuran radiasi.
Thermal
Conductivity Meter merupakan alat yang dipergunakan untuk mengetahui nilai
koefisien konduktivitas panas suatu bahan. Perpindahan panas secara linier bisa
mengikuti persamaan
namun penggunaan persamaan tersebut harus
dengan menggunakan hasil data pengamatan yang akurat. Bahan harus terisolasi
dengan baik agar tidak terkontaminasi energi panas dari lingkungan ke sistem
ataupun sebaliknya. Oleh karena itu pengukuran nilai koefisien konduktivitas
panas bahan dilakukan dengan metode Probe.
Metode
Probe pengukurannya menggunakan sensor probe. Yang mengaplikasikan pindah panas
secara radial pada bahan. Prinsip kerja sensor probe adalah probe yang telah
dialiri suatu panas tertentu dimasukkan dalam bahan yang akan diukur, kemudian
adanya perbedaan panas antara panas pada probe dan bahan yang akan diukur
menyebabkan terjadinya perpindahan panas yang kemudian akan terdeteksi oleh
suatu sensor yang berada di dalam probe itu sendiri. Energi panas yang dihasilkan dalam Probe
dapat dihasilkan dari energi listrik dengan mengalirkan arus listrik ke dalam
kawat pemanas. Arus listrik pada kawat didefinisikan sebagai jumlah muatan yang
melewati kawat tiap satuan waktu pada satu titik. Nilai itulah yang kemudian
ditampilkan sebagai data untuk mendapatkan nilai koefisien konduktivitas panas
bahan dengan mengikuti persamaan tertentu yang menggunakan beberapa koefisien
alat yang telah diketahui sebelumnya.
Probe QTM PD3
K1=250 H1=327
K2=281 H2=573
Nilai
kalor bahan dapat diukur dengan menggunakan alat berupa Adiabatic Bomb
Calorimeter. Prinsip kerja alat ini adalah dengan pembakaran bahan yang energi
hasil pembakarannya dialirkan ke air yang suhunya diukur dengan termometer.
Agar tidak terjadi pindah panas, kondisi alat diatur sedemikian rupa sehingga
alat dalam kondisi adiabatis dengan isolasi air diluar runag hampa yang suhu
diusahakan sama dengan air yang didekat ruang bakar agar tidak terjadi
perbedaan panas yang menyebabkan terjadinya aliran panas. Sehingga untuk
mendapatkan nilai panas suatu bahan dapat digunakan persamaan
Skema
Adiabatic Bomb Calorimeter
Termokopel
adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan
suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang,
dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur
dalam jangkauan suhu yang cukup antara -200oC sampai 1800oC
dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.
Prinsip kerja termokopel secara sederhana berupa dua
buah kabel dari jenis logam yang berbeda ujungnya, hanya ujungnya saja,
disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut hot junction. Prinsip kerjanya
memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur. Setiap jenis logam, pada temperatur tertentu memiliki tegangan tertentu
pula. Pada temperatur yang sama, logam A memiliki tegangan yang berbeda dengan
logam B, terjadilah perbedaan tegangan yang dapat dideteksi, perbedaan tegangan yang dapat
dideteksi dalam satuan mV(milivolt).
Jika sebuah batang logam dipanaskan pada salah satu
ujungnya maka pada ujung tersebut elektron-elektron dalam logam akan bergerak
semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas, elektron-elektron
saling desak dan bergerak ke arah ujung batang yang tidak dipanaskan. Dengan
demikian pada ujung batang yang dipanaskan akan terjadi muatan positif.
Kerapatan electron untuk setiap bahan logam berbeda
tergantung dari jenis logam. Jika dua batang logam disatukan salah satu
ujungnya, dan kemudian dipanaskan, maka elektron dari batang logam yang
memiliki kepadatan tinggi akan bergerak ke batang yang kepadatan elektronnya
rendah, dengan demikian terjadilah perbedaan tegangan diantara ujung kedua
batang logam yang tidak disatukan atau dipanaskan. Besarnya termolistrik atau gem
( gaya electromagnet ) mengalir dari titik hot-juction ke
cold-junction atau sebaliknya. Setelah terdeteksi perbedaan
tegangan (volt). Beda tegangan ini linear dengan perubahan arus, sehingga nilai
arus ini bisa dikonversi kedalam bentuk tampilan display. Sebelum dikonversi,
nilai arus di komparasi dengan nilai acuan dan nilai offset di bagian
komparator, fungsinya untuk menerjemahkan setiap satuan amper ke dalam satuan
volt.
Termokopel dibagi menjadi 2 jenis, yaitu termokopel
type K dan termokopel type T.
1. Termokopel K
·
Termokopel
Type K atau type CA tersusun atas dua jenis logam yaitu logam Chrome dan
Allumal(campuran logam alumunium)
·
Kedua logam
berwarna silver(keperakan)
·
Memiliki
range pengukuran suhu yang tinggi yaitu lebih dari 1000 derajat celcius.
2. Termokopel T
·
Termokopel
type T atau type CC tersusun atas logam copper/tembaga dan constantant
·
Warna logam
tembaga kekuningan sedangkan warna logam constantant keperakan
·
Maksimal
rangerpengukuran suhu tidak terlalu tinggi yaitu 200 derajat celcius.
Pemilihan pemakaian termokopel untuk pengukuran suhu
dapat dilihat berdasarkan ukuran termokopel. Semakin besar ukuran kabel
termokopel maka pembacaan suhu tidak sensitif namun range pengukuran suhu besar
dan mampu digunakan pada pengukuran suhu tinggi. Sedangkan termokopel dengan
ukuran kecil memiliki sensitivitas perubahan suhu yang baik namun range
pengukuran suhu kecil dan hanya mampu membaca suhu yang rendah. Selain
termokopel, alat pengukur suhu benda yang memiliki prinsip kerja menggunakan
tembakan cahaya infra red diaplikasikan pada suhu benda yang sangat tinggi yang
tidak dapat disentuhkan langsung dengan sensor.
Thermorecorder berfungsi sebagai logger atau merekam
data dari pengukuran thermocouple baik secara analog(pen gores kertas pias)
atau digital tergantung dari jenis recorder. Prinsip kerja: Termorecorder
disambungkan dengan thermocouple yang selanjutnya hasil pengukuran itu disimpan
dalam bentuk digital ataupun manual. Data dapat disimpan dengan rentang waktu,
panjang chart,dan banyak sesuai dengan kebutuhan.
SIMPULAN
Pengenalan
alat ukur sangat diperlukan agar penggunaan alat ukur tepat sehingga dihasilkan
data pengukuran yang akurat. Prinsip kerja lat ukur yang dipahami akan membantu
dalam pengkonversian data hingga didapat data jadi yang dibutuhkan dalam suatu
percobaan. Data yang akurat didapat dengan pelaksanaan pengukuran yang bai dan
benar sesuai dengan prosedur yang berlaku. Oleh karena itu pengetahuan mengeani
alat ukur sangat diperlukan untuk menunjang pelaksaan praktikum Energi Listrik
Pertanian untuk selanjutnya serta untuk ilmu lainnya yang menggunakan aspek
pengukuran sebagai aspek utama salam pembelajaran.
DAFTAR PUSTAKA
Ander.
2008. Bom Kalorimeter [terhubung berkala]. http://delet-ander.blogspot.com/2009/11/kalorimeter-bom.html.
20 Februari 2014
Anonim.
2000. Moisture Tester [terhubung berkala].
http://www.tester-kadar-air.com/blog/kegunaan-moisture-meter/page/3. 20
Februari 2013
Anonim.
2005. Moisture Tester [terhubung berkala]. http://www.alatuji.com/kategori/94/moisture-tester.
20 Februari 2013
0 comments:
Post a Comment