fisika

Alat Ukur LIstrik

Alat Ukur Listrik ( Multitester)

A.    Pengenalan Alat Ukur Multitester

Multitester adalah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik, arus listrik, dan tahanan (resistansi). Itu adalah pengertian multitester. secara umum, sedangkan pada perkembangannya multitester masih bisa digunakan untuk beberapa fungsi seperti mengukur temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. Ada juga yang menyebut sebagai VOM (Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC.

1.            Definisi Pengukuran

Untuk mengetahui besaran listrik DC maupun AC seperti tegangan, arus, resistansi, daya, faktor kerja, dan frekuensi kita menggunakan alat ukur listrik.

Awalnya dipakai alat-alat ukur analog dengan penunjukan menggunakan jarum dan membaca dari skala. Kini banyak dipakai alat ukur listrik digital yang praktis dan hasilnya tinggalmembaca pada layar display.

Bahkan dalam satu alat ukur listrik dapat digunakan untuk mengukur beberapa besaran,misalnya tegangan AC dan DC, arus listrik DC dan AC, resistansi kita menyebutnya Multitster Untuk kebutuhan praktis tetap dipakai alat ukur tunggal, misalnya untuk mengukur tegangan saja, atau daya listrik saja. Sampai saat ini alat ukur analog masih tetap digunakan karena handal, ekonomis, dan praktis . Namun alat ukur digital makin luas dipakai, karena harganya makin terjangkau, praktis dalam pemakaian, dan penunjukannya makin akurat dan presisi.

Ada beberapa istilah dan definisi pengukuran listrik yang harus dipahami, diantaranyaalat ukur, akurasi, presisi, kepekaan, resolusi, dan kesalahan.

a. Alat ukur, adalah perangkat untuk menentu kan nilai atau besaran dari kuantitas atauvariabel.

b. Akurasi, kedekatan alat ukur membaca pada nilai yang sebenarnya dari variabel yang diukur.

c. Presisi, hasil pengukuran yang dihasilkan dari proses pengukuran, atau derajat untuk membedakan satu pengukuran dengan lainnya.

d. Kepekaan, ratio dari sinyal output atau tanggapan alat ukur perubahan input atau variable yang diukur.

e. Resolusi, perubahan terkecil dari nilai pengukuran yang mampu ditanggapi oleh alat ukur.

f. Kesalahan, angka penyimpangan dari nilai sebenarnya variabel yang diukur.

2.            Sistem Satuan

Pada awal perkembangan teknik pengukuran mengenal dua sistem satuan, yaitu sistemmetrik (dipelopori Prancis sejak 1795). Amerika Serikat dan Inggris juga menggunakan sistemmetrik untuk kepentingan internasional, tapi untuk kebutuhan lokal menggunakan sistemCGS (centimeter-gram-second). Sejak tahun 1960 dikenalkan Sistem Internasional (SI Unit) sebagai kesepakatan internasional.

Ukuran standar dalam pengukuran sangat penting, karena sebagai acuan dalam peneraan alat ukur yang diakui oleh komunitas internasional. Ada enam besaran yang berhubungan dengan kelistrikan yang dibuat sebagai standar, yaitu standar amper, resistansi, tegangan, kapasitansi, induktansi, kemagnetan, dan temperatur.

1. Standar amper

Menurut ketentuan Standar Internasional (SI) adalah arus konstan yang dialirkan pada dua konduktor dalam ruang hampa udara dengan jarak 1 meter, di antara kedua penghantar menimbulkan gaya = 2 × 10-7 newton/m panjang.

2. Standar resistansi

Menurut ketentuan SI adalah kawat alloy manganin resistansi 1 yang memiliki tahanan listrik tinggi dan koefisien temperatur rendah, ditempatkan dalam tabung terisolasi yang menjaga dari perubahan temperatur atmosfer.

3. Standar tegangan

Ketentuan SI adalah tabung gelas Weston mirip huruh H memiliki dua elektrode, tabung elektrode positip berisi elektrolit mercury dan tabung elektrode negatip diisi elektrolit cadmium, ditempatkan dalam suhu ruangan. Tegangan elektrode Weston pada suhu 20°C sebesar 1.01858 V.

4. Standar Kapasitansi

Menurut ketentuan SI, diturunkan dari standart resistansi SI dan standar tegangan SI, dengan menggunakan sistem jembatan Maxwell, dengan diketahui resistansi dan frekuensi secara teliti akan diperoleh standar kapasitansi (farad).

5. Standar Induktansi

Menurut ketentuan SI, diturunkan dari standar resistansi dan standar kapasitansi, dengan metode geometris, standar induktor akan diperoleh.

3. Alat Ukur Listrik Analog

Alat ukur listrik analog merupakan alat ukur generasi awal dan sampai saat ini masih digunakan. Bagiannya banyak komponen listrik dan mekanik yang saling berhubungan. Bagian listrik yang penting adalah, magnet permanen, tahanan meter, dan kumparan putar. Bagian mekanik meliputi jarum penunjuk, skala dan sekrup pengatur jarum penunjuk.

Jika terlalu kencang jarum akan terhambat, jika terlalu kendor jarum akan mudah goncang. Pengaturan jarum penunjuk sekaligus untuk memposisikan jarum pada skala nol meter.

Alat ukur analog memiliki komponen putar yang akan bereaksi begitu mendapat sinyal listrik. Cara bereaksi jarum penunjuk ada yang menyimpang dulu baru menunjukkan angka pengukuran. Atau jarum penunjuk bergerak ke angka penunjukan perlahan-lahan tanpa ada penyimpangan. Untuk itu digunakan peredam mekanik berupa pegas yang terpasang pada poros jarum atau bilah sebagai penahan gerakan jarum berupa bilah dalam ruang udara .

Pada meter dengan kelas industri baik dari jenis kumparan putar maupun jenis besi putar seperti meter yang dipasang pada panel meter banyak dipakai peredam jenis pegas.

Bentuk skala memanjang saat kini jarang ditemukan. Bentuk skala melingkar dan skala kuadran banyak dipakai untuk alat ukur voltmeter dan ampermeter pada panel meter.

a.                                    Multitester Analog

Multitester salah satu meter analog yang banyak dipakai untuk pekerjaan kelistrikan dan bidang elektronika

Multimeter memiliki tiga fungsi pengukuran, yaitu

1. Voltmeter untuk tegangan AC dengan batas ukur 0-500 V, pengukuran tegangan DC dengan batas ukur 0-0,5 V dan 0-500V.

2. Ampermeter untuk arus listrik DC dengan batas ukur 0-50 µA dan 0-15 A, pengukuran arus listrik AC 0-15 A.

3. Ohmmeter dengan batas ukur dari 1Ω.-1M Ω

4.            Alat Ukur Digital

Alat ukur digital saat sekarang banyak dipakai dengan berbagai kelebihannya, murah, mudah dioperaikan, dan praktis. Multimeter digital mampu menampilkan beberapa pengukuran untuk arus miliamper, temperatur °C, tegangan milivolt, resistansi ohm, frekuensi Hz, daya listrik mW sampai kapasitansi nF .

Pada dasarnya data /informasi yang akan diukur bersifat analog. Blok diagram alat ukur digital terdiri komponen sensor, penguat sinyal analog, analog to digital converter, mikroprosesor, alat cetak, dan display digital .

Sensor mengubah besaran listrik dan non elektrik menjadi tegangan, karena tegangan masih dalam orde mV perlu diperkuat oleh penguat input. Sinyal input analog yang sudah diperkuat, dari sinyal analog diubah menjadi sinyal digital dengan (ADC) analog to digital akan diolah oleh perangkat PC atau mikroprosessor dengan program tertentu dan hasil pengolahan disimpan dalam sistem memori digital. Informasi digital ditampilkan dalam display atau dihubungkan dicetak dengan mesin cetak. Display digital akan menampilkan angka diskrit dari 0 sampai angka 9 ada tiga jenis, yaitu 7-segmen, 14-segmen dan dot matrik 5 x 7

Sinyal digital terdiri atas 0 dan 1, ketika sinyal 0 tidak bertegangan atau OFF, ketika sinyal 1 bertegangan atau ON. Gambar 8.9 Tampilan penunjukan digital Gambar 8.12 Multimeter digital AC dan DC

B.   MANFAAT PENGGUNAAN MULTITESTER.

Multitesteradalah alat ukur yang terdiri dari gabungan beberapa alat ukur yang dijadikan satu. Multimeter standar biasanya terdiri dari Amperemeter, Voltmeter dan Ohm meter sehingga multitester sering juga disebut dengan AVO meter.

Fungsi/ manfaat Multitester :

1.     Mengukur tegangan DC/ voltmeter

2.     Mengukur tegangan AC/voltmeter

3.     Mengukur kuat arus DC/ampermeter

4.     Mengukur nilai hambatan sebuah resistor/ohm meter

Fungsi tambahan :

5.     Mengecek hubung-singkat / koneksi

6.     Mengecek transistor

7.     Mengecek kapasitor elektrolit

8.     Mengecek dioda

9.     Mengecek induktor

10. Mengukur suhu (type tertentu)

C.   PENGGUNAAN MULTITESTER

Pembacaan hasil ukur multimeter:

o   Pada multimeter digital nilai yang diukur bisa langsung dibaca pada display

o   Pada multimeter analog nilai yang diukur diperoleh dari penunjukan jarum pada papan skala lalu dicocokkan dengan batas ukur.

1. Membaca skala Ohmmeter :

o   Skala ohmmeter biasanya terletak pada papan skala paling atas,  ciri-cirinya adalah angka 0 berada disebelah kanan dan disebelahnya ada simbol ohm.

o     Untuk menentukan nilai resistor yang diukur caranya adalah dengan mengalikan angka yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk dikalikan dengan batas ukur.

o    Contoh : misal jarum menunjuk ke angka 5 dan posisi batas ukur pada X100, maka nilai resistor tersebut adalah 5 X100 = 5.000 ohm atau 5Kohm.

o    Pada beberapa multimeter ada yang papan skalanya dibedakan antara skala X1 dan skala X1K.

2. Membaca Skala Voltmeter-Amperemeter (V-A) :

o   Skala V-A biasanya terletak dibawah skala ohmmeter, ciri-cirinya adalah angka 0 berada disebelah kiri dan disebelahnya ada tanda V-A.

o  Berbeda dengan ohmmeter, skala V-A biasanya ada lebih dari satu, berdasarkan batas ukur yang ada.

o    Contoh: multimeter yang mempunyai batas ukur 0.25, 2.5, 10, 50,  250, dan 1000 maka ada 3 ukuran skala yaitu 10, 50 dan 250.

o   Cara pembacaannya adalah langsung menentukan nilai sesuai dengan  angka yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk dengan memperhatikan  ukuran skala mana yang dipakai.

o   Misal kita menggunakan batas ukur 2.5 maka ukuran skala yang dipakai adalah yang skala 250V lalu angka yang ditunjukkan oleh jarum   penunjuk dibagi dengan 100. angka 100 diperoleh dari 250V dibagi 2.5

o    Contoh : Saat mengukur tegangan batu battery 1.5 V maka batas ukur  kita atur pada posisi 2.5V, jadi yang dipakai deretan skala 250.  Misalnya jarum menunjuk di posisi 150 berarti tagangan battery  adalah 150/100 = 1.5 Volt

3. Untuk mengukur tagangan AC langkah-langkahnya adalah sebagai berikut :

1) Pertama-tama harus diingat bahwa apakah yang diukur itu tegangan AC ataUuDC

2)      Kita ukur tegangan AC.

3)      Harus diingat pula batas ukurnya. Misalnya jaringan listrik PLN 220 Volt.

4)   Saklar Batas Ukur menunjuk AC Volt, ke angka yang lebih tinggi dari batas ukur, misal ke angka 250 Volt.

5)   Tempelkan colok yang satu ke + dn yang lain ke - karena yang akan diukur arus arusnya bolak-balik.

6)   Pada waktu mengukut ini misalnya jarum penunjuk menunjuk angka 220, ini berarti tegangan PLN disitu 220 Volt. Tentu saja skala yang dipakai adalah  yang batas kiri 0 dan batas kanan 250

d.      Cara mengukur Tegangan DC
Untuk mengukur tegangan DC secara prinsip tak ubahnya dengan AC .Hanya perlu diperhatikan kabel colok alat ukur harus disambung/ditempelkan pada kutub dari sumber tegangan. Langkah-langkah pengukuran, adalah sbb :

1)     Perlu diperhatikan Batas Ukur, Pencolok merah (+) dan pencolok hitam (-) ,  kutub positip ( + ) dan kutub negati ( - ).

2)      Arahkan saklar menunjuk ke DC Volt. Pengukuran yang dikerjakan dalam keadaan arus mengalir (pengukuran dinamis), Saklar pada angka 10.

3)      Waktu mengadakan pengukuran, colok merah (+) ditempatkan pada (+) dan colok hitam (-) ditempatkan pada (-).

4)      Yang dibaca adalah skala 0-10. Misalnya menunjuk angka 1,5 , ini artinya tegangan arus = 1,5 Volt. Kalau saklar kita arahkan pada angka 50, maka saklar yang dibaca skala 0 - 50.

e.       Mengukur Kuat Arus DC
Untuk mengukur kuar arus dalam suatu rangkaian harus dalam keadaan terbuka.Langkah-langkahnya sbb ;

1)     Alat ini hanya dapat digunakan untuk menukur kuat arus DC saja. Kuat arusDC biasanya kecil. Karena itu alat ini hanya mencantumkan angka pengukuran sampai 500 mA.

2)   Mengukur kuat arus DC dilakukan dengan cara sambungan seri dengan alatpemakai, misalnya lampu pijar. Saklar penunjuk diarahkan pada DC mA dengan memperhatikan batas ukur. Dipilih misalnyaangka 25.

3)      Disini kita mengukur dalam keadaan hubungan terbuka. Karena itu putuskan hubungan.

4)     Tempelkan colok merah pada kutub positip (+) dan colokhitam (-) pada kutub negatip (-).

5)      Baca skala, jarum menunjuk pada angka berapa. itulah hasil pengukurannya.

f.       Menggunakan Multitester sebagai Volt Meter

Pasang Kabel hitam ke COM (Ground), dan pasang Kabel Merah ke Lubang palingkanan (V/Ohm). Tentukan object pengukuran, misalnya akan mengukur battere Nokia yang berkapasitas 3,7V.

Lihat skala pada Multitester pd bagian V (Volt) ada dua yaitu:
DC Volt -- (Tegangan searah) : Tegangan Batere, Teg. Output IC Power, dsb (Terdapat Polaritas + dan -) AC Volt ~ (Tegangan Bolak Balik) : Tegangan PLN, dan sejenisnya. Umumnya yg digunakan dalam pengukuran arus lemah seperti pengukuran ponsel, dll dipilih yg DC Volt – Setelah dipilih skala DC Volt, ada nilai2 yang tertera pada bagian DC Volt tsb.

Contoh:
200mV artinya akan mengukur tegangan yang maximal 0,2 Volt

2V artinya akan mengukur tegangan yang maximal 2 Volt

20V artinya akan mengukur tegangan yang maximal 20 Volt

200V artinya akan mengukur tegangan yang maximal 200V

750V artinya akan mengukur tegangan yang maximal 750V

Gunakan skala yang tepat utk pengukuran, misal Battere 3,6 Volt gunakan skala pada 20V. Maka hasilnya akan akurat misal terbaca : 3,76 Volt. Jika menggunakan skala 2 V akan muncul angka 1 (pertanda overload/ melebihi skala) Jika menggunakan skala 200V akan terbaca hasilnya namun tidak akurat mis terbaca : 3,6V atau 3,7 V saja (1digit belakang koma) Jika menggunakan 750V bisa saja namun hasilnya akan terbaca 3 atau 4 volt (Dibulatkan lsg tanpa koma)
Setelah object pengukuran sudah ada, dan skala sudah dipilih yang tepat, maka lakukan pengukuran dengan menempelkan kab el merah ke positif battere dan kabel hitam ke negatif batere. Akan muncul hasil pengukurannya. Jika kabel terbalik hasilnya akan tetap muncul, namun ada tanda negatif didepan hasilnya. Beda dengan Multitester Analog. Jika kabel terbalik jarum akan mentok kekiri.

NB : jika Multitester ada tombol DH, artinya Data Hold. Jika ditekan maka hasilnya akan freeze, dan bisa dicatat hasilnya.

D.   KELEBIHAN DAN KEKURANGAN

1.     MULTIMETER MANUAL

Kelebihannya adalah mudah dalam pembacaannya dengan tampilan yang lebih simple. Sedangkan kekurangannya adalah akurasinya rendah, jadi untuk pengukuran yang memerlukan ketelitian tinggi sebaiknya menggunakan multimeter digital.

2.     MULTIMETER DIGITAL

Multimeter digital biasanya dipakai pada penelitian atau kerja-kerja mengukur yang memerlukan kecermatan tinggi, tetapi sekarang ini banyak juga bengkel-bengkel komputer dan service center yang memakai multimeter digital. Kekurangannya adalah susah untuk memonitor tegangan yang tidak stabil. Jadi bila melakukan pengukuran tegangan yang bergerak naik-turun,sebaiknya menggunakan multimeter analog