alat ukur listrik analog dan digital

ALAT UKUR LISTRIK ANALOG DAN DIGITAL 

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 (Gambar 4).

Mekanik pengatur jarum penunjuk merupakan dudukan poros kumparan putar yang diatur kekencangannya (Gambar 5). 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 (Gambar 6). 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 (Gambar 7).

Multimeter Analog

Multimeter salah satu meter analog yang banyak dipakai untuk pekerjaan kelistrikan dan bidang elektronika (Gambar 8). 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 0-500 V.

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-1MΩ. 

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 (Gambar 9). 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 (Gambar 10). 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 (Gambar 11). Sinyal digital terdiri atas 0 dan 1, ketika sinyal 0 tidak bertegangan atau OFF, ketika sinyal 1 bertegangan atau ON. Sebuah multimeter digital, terdiri dari tiga jenis alat ukur sekaligus, yaitu mengukur tegangan, arus, dan tahanan. Mampu untuk mengukur besaran listrik DC maupun AC (Gambar 12).

Sakelar pemilih mode digunakan untuk pemilihan jenis pengukuran, mencakup tegangan AC/DC, pengukuran arus AC/DC, pengukuran tahanan, pengukuran diode, dan pengukuran kapasitor. Terminal kabel untuk tegangan dengan arus berbeda. Terminal untuk pengukuran arus kecil 300 mA dengan arus sampai 10 A dibedakan.

Alat Ukur Analog Kumparan Putar

Konstruksi alat ukur kumparan putar terdiri dari permanen magnet, kumparan putar dengan inti besi bulat, jarum penunjuk terikat dengan poros dan inti besi putar, skala linear, dan pegas spiral rambut, serta pengatur posisi nol (Gambar 13). Torsi yang dihasilkan dari interaksi elektromagnetik sesuai persamaan:

T = B × A × I × N

T = Torsi (Nm)

B = kerapatan fluk magnet (Wb/m²)

A = luas efektif koil (m²)

I = arus ke kumparan putar (A)

N = jumlah lilitan

Dari persamaan di atas, komponen B, A dan N adalah konstan, sehingga torsi berbanding lurus dengan arus mengalir ke kumparan putar. Data alat ukur kumparan putar dengan dimensi 31/2 in, arus 1mA, simpangan skala penuh 100 derajat memiliki A : 1,72 cm², B : 2.000 G(0,2 Wb/m², N: 84 lilit, T : 2,92 × 10^–6 Nm R kumparan putar: 88Ω, disipasi daya: 88 μW.

Untuk pengukuran listrik AC alat ukur kumparan putar ditambahkan komponen tambahan, yaitu diode bridge sebagai penyearah AC ke DC (Gambar 14). Tahanan seri RV untuk mendrop tegangan sehingga batas ukur dan skala pukuran sesuai. Sehingga tahanan total RT = RV + R. Multimeter menggunakan kumparan putar sebagai penggerak jarum penunjuknya.