MACAM-MACAM ALAT UKUR

MACAM-MACAM ALAT UKUR 

Alat ukur tentunya banyak sekali macamnya, macam - macam alat ukur yang meliputi besaran panjang, massa, waktu, suhu, listrik, intensitas cahaya, dan tekanan udara.

1. Alat Ukur Besaran Panjang

Mistar/penggaris, jangka sorong, dan mikrometer sekrup merupakan contoh alat ukur panjang. Masing-masing alat ukur memiliki ketelitian yang berbeda-beda, sehingga diperlukan ketelitian dalam memilih alat ukur panjang supaya terhindar dari kesalahan pengukuran. Yang termasuk kedalam macam - macam alat ukur besaran panjang adalah :

a. Penggaris/Mistar

Alat ukur panjang yang sering digunakan adalah mistar/penggaris memiliki skala terkecil sebesar 1 mm. Mistar memiliki ketelitian sebesar 0,5 mm diperoleh dari setengan dari skala terkecil.

Dalam melakukan pengukuran dengan mistar arah pandangan harus tegak lurus dengan skala mistar. Hal ini untuk menghindari kesalahan dalam pengukuran. Kesalahan paralaks terjadi jika arah pandangan mata tidak tegak lurus maka hasil pengukuran bisa lebih kecil ataupun bisa lebih besar. 

b. Jangka Sorong

Jangka sorong memiliki dua bagian utama yaitu rahang utama (tetap) dan rahang sekunder (geser). Pada rahang tetap terdapat skala besar yang disebut dengan skala utama, sedangkan pada rahang geser terdapat skala kecil yang disebut dengan skala nonius. Skala utama memiliki satuan cm, dan pada skala nonius memiliki satuan mm. Ketelitian dalam jangka sorong adalah 0,1 mm.

Jangka sorong tepat digunakan untuk mengukur diameter dalam, diameter luar, kedalaman tabung, dan panjang sebuah benda maksimal 10 cm.

c. Mikrometer Sekrup

Mikrometer sekrup mempunyai dua bagian utama yaitu poros tetap dan poros ulir. Skala panjang yang terdapat pada poros tetap disebut skala utama, sedangkan skala panjang pada poros ulir disebut skala nonius. Skala utama pada mikrometer sekrup memiliki satuan mm, sedangakan pada skala noniusnya terbagi menjadi 50 bagian. Setiap bagian memiliki nilai 1/50 x 0,5 mm. Sehinggga ketelitian  dari mikrometer sekrup adalah sebesar 0,01 mm.

Mikrometer sekrup sering digunakan untuk mengukur tebal benda yang tipis dan diameter benda yang kecil seperti diameter sebuah kawat kabedan dan tebal kertas.

2. Alat Ukur Besaran Massa

Massa benda menyatakan banyaknya zat yang terkandung dalam suatu benda. Satuan benda dalam satuan internasional adalah kilogram (kg). Massa suatu benda selalu sama dimanapun benda tersebut berada. Alat untuk mengukur massa adalah neraca. Macam-macam neraca yaitu :

a. Neraca Tiga Lengan

Neraca tiga lengan yaitu neraca yang juga biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di bawah ini. Dimana lengan paling depan memuat nilai satuan, lengan tengah memuat nilai puluhan, dan lengan paling belakang memuat nilai ratusan. Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan cara menggeser ketiga penunjuk ke sisi paling kiri (skalanya menjadi nol), kemudian letakkan benda yang akan diukur pada bagian kiri yang terdapat tempat untuk benda yang akan diukur, lalu geser ketiga penunjuk ke kanan hingga muncul keseimbangan, dan hasil pengukuran dapat diketahui.

b. Neraca Pasar

Neraca Pasar yaitu neraca yang biasa digunakan di pasar-pasar tradisional, bentuknya seperti pada gambar di bawah ini. Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan meletakkan benda yang akan ditimbang di bagian yang berbentuk mirip baskom, lalu di bagian sebelahnya yang datar diletakkan bandul neraca yang hampir seimbang dengan bobot benda, selanjutnya lengan neraca akan bergerak dan hasil pengukuran dapat diketahui.

c.    Neraca Dua Lengan

Neraca Dua Lengan yaitu neraca yang biasanya terdapat di laboratorium, bentuknya seperti pada gambar di bawah ini. Cara pemakaian neraca ini hampir sama dengan cara pemakaian neraca pasar, bedanya bandul neraca yang terdapat pada neraca pasar dapat digantikan dengan barang lain.

d.   Neraca Kamar Mandi

Neraca Kamar Mandi adalah neraca yang biasa digunakan untuk mengukur berat badan, bentuknya seperti pada gambar di bawah ini. Neraca ini biasanya terdapat di klinik, rumah sakit, rumah, atau mungkin di tempat-tempat lain yang memiliki neraca ini. Cara pemakaian neraca ini yaitu dengan cara kita naik ke atas neraca ini, selanjutnya jarum yang terdapat di neraca akan menunjukkan berapa hasil pengukuran berat badan kita.

3. Alat Ukur Besaran Waktu

Waktu adalah selang antara dua kejadian/peristiwa. Misalnya, waktu siang adalah sejak matahari terbit hingga matahari tenggelam, waktu hidup adalah sejak dilahirkan hingga meninggal. Untuk peristiwa-peristiwa yang selang terjadinya cukup lama, waktu dinyatakan dalam satuan-satuan yang lebih besar, misalnya menit, jam, hari, bulan, tahun, abad dan lain-lain.

1 hari = 24 jam;
1 jam = 60 menit;
1 menit = 60 sekon

Sedangkan, untuk kejadian-kejadian yang cepat sekali bisa digunakan satuan milisekon (ms) dan mikrosekon (μs). Macam-macam alat ukur waktu yaitu :

a.  Jam atau arloji

Jam atau arloji adalah alat ukur waktu paling  populer, macam dan bentuknya sangat banyak. Ada jam dinding, jam tangan, jam mekanik, jam digital, dan lain sebagainya. Tingkat ketlitian jam mulai dari 0,1 s hingga 1s. Satuan waktu dalam satuan internasional adalah sekon atau detik. 

b. Stopwatch (Jam Sukat)

Stopwatch (jam sukat) merupakan alat yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam sebuah kegiatan, misalnya berapa waktu yang dibutuhkan seorang perenang untuk menempuh garis finish. Cara menggunakanya dengan memulai menekan tombol diatas dan berhenti suatu waktu detik ditampilkan sebagai waktu berlalu, kemudian dengan menekan tombol kedua pengguna dapat menyetel ulang jam sukat kembali ke nol. Tombol kedua juga digunakan sebagai perekam waktu.

Stopwatch (jam sukat) ada dua macam yaitu jam sukat analog dan jam sukat digital. Jam sukat analog ini memiliki ketelitian 0,1 second sedangkan jam sukat analog memiliki batas ketelitian hingga 0,01.

c. Jam Pasir

Terdiri dari dua tabung gelas yang terhubung dengan sebuah tabung sempit. Salah satu tabung biasanya diisi dengan pasir yang kemudian mengalir melalui tabung sempit ketabung dibawahnya dengan laju yang teratur. Dimana jam pasir ini digunakan untuk mengitung waktu selama satu jam.

4.   Alat Ukur Besaran Suhu

Alat untuk mengukur suhu disebut termometer. Termometer memanfaatkan sifat termometrik suatu zat, yaitu perubahan sifat-sifat zat karena perubahan suhu zat tersebut. Termometer pertama kali ditemukan oleh Galileo Galilei (1564-1642). Termometer ini disebut termometer udara. Termometer udara terdiri dari sebuah bola kaca yang dilengkapi dengan sebatang pipa kaca panjang. Pipa tersebut dicelupkan ke dalam cairan berwarna. Ketika bola kaca dipanaskan, udara di dalam pipa akan mengembang sehingga sebagian udara keluar dari pipa. Namun, ketika bola didinginkan udara di dalam pipa menyusut sehingga sebagian air naik ke dalam pipa. Termometer udara peka terhadap perubahan suhu sehingga suhu udara saat itu dapat segera diketahui. Meskipun peka terhadap perubahan suhu, namun termometer ini harus dikoreksi setiap terjadi perubahan tekanan udara.

Termometer yang banyak digunakan sekarang adalah termometer raksa. Disebut termometer raksa karena di dalam termometer ini terdapat air raksa. Fungsi raksa adalah sebagai penunjuk suhu. Raksa akan mengembang bila termometer menyentuh benda yang lebih hangat dari raksa. Raksa memiliki beberapa keunggulan diantaranya:

1. Peka terhadap perubahan suhu. Suhu raksa segera sama dengan suhu benda yang ingin       diukur.
2. Dapat digunakan untuk mengukur suhu rendah (-40 C) sampai suhu tinggi (360 C). Hal
    ini disebabkan titik beku raksa mencapai -40 C dan titik didihnya mencapai 360 C. 
3. Tidak membasahi dinding kaca sehingga pengukuran bisa menjadi lebih teliti. 4. Mengkilap seperti perak sehingga mudah terlihat.

5. Mengembang dan memuai secara teratur.

Selain raksa, alkohol juga dapat digunakan untuk mengisi termometer, kelebihannya yaitu dapat mengukur suhu yang sangat rendah (mencapai -130 C) karena titik beku alkohol yang lebih rendah dibandingkan raksa, namun termometer alkohol tidak dapat digunakan untuk mengukur air mendidih karena titik didih alkohol hanya 78 C.

A.   Termometer dengan bahan zat cair

1. Termometer Laboratorium

Alat ini biasanya digunakan untuk mengukur suhu air dingin atau air yang sedang dipanaskan. Termometer laboratorium menggunakan raksa atau alkohol sebagai penunjuk suhu. Raksa dimasukkan ke dalam pipa yang sangat kecil (pipa kapiler), kemudian pipa dibungkus dengan kaca yang tipis. Tujuannya agar panas dapat diserap dengan cepat oleh termometer.

Skala pada termometer laboratorium biasanya dimulai dari 0C hingga 100C. 0C menyatakan suhu es yang sedang mencair, sedangkan suhu 100C menyatakan suhu air yang sedang mendidih.

2. Termometer Ruang

Termometer ruang biasanya dipasang pada tembok rumah atau kantor. Termometer ruang mengukur suhu udara pada suatu saat. Skala termometer ini adalah dari -50C sampai 50C. Skala ini digunakan karena suhu udara di beberapa tempat bisa mencapai di bawah 0C, misalnya wilayah Eropa. Sementara di sisi lain, suhu udara tidak pernah melebihi 50C.

3. Termometer Klinis

Termometer klinis disebut juga termometer demam. Termometer ini digunakan oleh dokter untuk mengukur suhu tubuh pasien. Pada keadaan sehat, suhu tubuh manusia sekitar 37C. Tetapi pada saat demam, suhu tubuh dapat melebihi angka tersebut, bahkan bisa mencapai angka 40.

Skala pada termometer klinis hanya dari 35C hingga 43C. Hal ini sesuai dengan suhu tubuh manusia, suhu tubuh tidak mungkin di bawah 35C dan melebihi 43C.

4. Termometer Six-Bellani

Termometer Six-Bellani disebut pula termometer maksimum-minimum. Termometer ini dapat mencatat suhu tertinggi dan suhu terendah dalam jangka waktu tertentu. Termometer ini mempunya 2 cairan, yaitu alkohol dan raksa dalam satu termometer.

B.   Termometer dengan bahan zat padat

1. Termometer Bimetal

Termometer bimetal memanfaatkan logam untuk menunjukkan adanya perubahan suhu dengan prinsip logam akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. Kepala bimetal dibentuk spiral dan tipis, sedangkan ujung spiral bimetal ditahan sehingga tidak bergerak dan ujung lainnya menempel pada pinggir penunjuk. Semakin besar suhu, keping bimetal semakin melengkung dan meneyebabkan jarum penunjuk bergerak ke kanan, ke arah skala yang lebih besar. Termometer bimetal biasanya terdapat di mobil.

2. Termometer Hambatan

Termometer hambatan merupakan termometer yang paling tepat digunakan dalam industri untuk mengukur suhu di atas 1000 C. Termometer ini dibuat berdasarkan perubahan hambatan  logam, contohnya termometer hambatan platina.

Dalam termometer hambatan terdapat kawat penghambat yang disentuhkan ke benda yang akan diukur suhunya, misalnya pada pengolahan besi dan baja. Suatu tegangan atau potensial listrik yang bernilai tetap diberikan sepanjang termistor, yaitu sensor yang terbuat dari logam dengan hambatan yang bertambah jika dipanaskan.

3. Termokopel

Pengukuran suhu dengan ketepatan tinggi dapat dilakukan dengan menggunakan termokopel, di mana suatu tegangan listrik dihasilkan saat dua kawat berbahan logam yang berbeda disambungkan untuk membentuk sebuah loop. Kedua persambungan tersebut memiliki suhu yang berbeda. Untuk meningkatkan besar tegangan listrik yang dihasilkan, beberapa termokopel bisa dihubungkan secara seri untuk membentuk sebuah termopil.

C.   Termometer dengan bahan gas

Termometer gas adalah jenis termometer yang memanfaatkan sifat-sifat termal gas. Ada dua macam termometer gas:

1.    Termometer yang volume gasnya dijaga tetap dan tekanan gas tersebut dijadikan sifat  termometrik dari termometer.

2.     Termometer yang tekanan gasnya dijaga tetap dan volume gas tersebut dijadikan sifat termometrik dari termometer.

D.   Termometer optis

1. Pirometer

Prinsip kerja pirometer adalah dengan mengukur intensitas radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda yang  suhunya sangat tinggi. Spirometer dapat digunakan untuk mengukur suhu antara 500 C – 3.000 C.

2. Termometer inframerah

Termometer inframerah digunakan dengan cara  menekan tombol sampai menunjukkan angka tertinggi dengan cara  mengarahkan sinar inframerah ke sasaran yang dituju. Sinar yang diarahkan ke benda yang diukur akan memantul dan pantulan tersebut direspon oleh alat sehingga termometer inframerah menunjukkan skala suhu yang tepat.

5.   Alat Ukur Besaran Listrik

a.    Amperemeter / Ampere Meter 

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini di pakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter. Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arca pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt. Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti melon magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yangmengalir maka semakin besar pula simpangannya. 

b.        Voltmeter / Volt Meter 
Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat. Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengalir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi. 

c.        Ohmmeter / Ohm Meter 
Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor. Alat tersebut menggunakan galvanometer untuk melihat besarnya arus listrik yang kemudian dikalibrasi ke satuan ohm

d.        Galvanometer

Galvanometer adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur kuat arus dan beda potensial listrik yang relatif kecil. Galvanometer tidak dapat digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang relatif besar, karena komponen-komponen internalnya yang tidak mendukung. Galvanometer bisa digunakan untuk mengukur kuat arus maupun beda potensial listrik yang besar, jika pada galvanometer tersebut dipasang hambatan eksternal (pada voltmeter disebut hambatan depan, sedangkan pada ampermeter disebut hambatan shunt)

6.   Alat Ukur Intensitas Cahaya (Lux Meter)

Alat ukur cahaya (lux meter) adalah alat yang digunakan amok 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. Harga dari besarnya cahaya dapat ditampilkan pada layar LCD (Liquid Crystal Display) dengan menggunakan sebuah ADC (Analog to Digital Converter) Max ICL’7106 dengan tegangan masukan antara 200 mV – 2 V dan tegangan referensi antara 100 mV – 1 V. Sensor cahaya yang digunakan adalah solar cell dengan tegangan keluaran sebesar 0.5 V dan arus 20 mA sampai 30 mA. Alat ukur ini dibuat portable dengan menggunakan tegangan sUmber 9 V DC dari baterai. 

7.     Alat Ukur Tekanan Udara (Barometer) 

Barometer merupakan alat pengukur tekanan dalam satuan mb. Barometer ada dua jenis yaitu barometer raksa dan barometer aneroid. Tetapi kegunaan mereka tetap sama yaitu mengukur tekanan udara, Barometer termasuk peralatan meteorologi golongan non recording yang pada waktu tertentu harus dibaca agar mendapat data yang diinginkan. Barometer baik raksa maupun anaeroid dipengaruhi oleh ketinggian, mengingat tekanan udara akan berkurang seiring pertambahan ketinggian. sehingga perlu selalu pensettingan awal. Barometer raksa ada dua jenis yaitu wheel barometer dan stick barometer.

a.      Wheel Barometer

Prinsip kerja barometer adalah peningkatan tekanan udara akan berpengaruh pada kolom merkuri menyebabkan ketinggian raksa di tuba sebelah kiri meningkat dan di sebelah kanan menurun (untuk lebih jelasnya lebih pada gambar yang ada dalam link yang saya sertakan). Terdapat pemberat kecil yang mengapung di atas merkuri, yang mengikuti pergerakan turun naik merkuri ini dan menyebabkan dorongan yang terhubung pads pointer dimana akan mengindikasikan kenaikan tekanan. Jika terjadi penurunan tekanan maka akan terjadi proses sebaliknya. Barometer jenis ini sebaiknya diguncang dulu sebelum digunakan. 

b.     Stick Barometer 

 Barometer jenis ini dirancang untuk dapat membaca tekanan pada sea level dan juga dapat langsung dibaca oleh pengguna pada skala yang biasanya tercatat pada stick barometer tersebut, sehingga memerlukan pengaturan yang lebih rumit dibanding wheel barometer untuk menyesuaikannya dengan ketinggian. Prinsip kerjanya hampir sama dengan wheel barometer karena sama-sama menggunakan air raksa (merkuri).