Karakteristik Instrumen Statis dan Dinamis yang akan kami bahas pada artikel ini dari beberapa faktor mempengaruhi kinerja alat ukur. Karakteristik Statis dan Karakteristik Dinamis adalah dua karakteristik kinerja dasar alat ukur.
Saat mempertimbangkan instrumen pengukuran, penting untuk memiliki pemahaman yang jelas tentang semua parameter yang terlibat dalam menentukan karakteristik alat pengukur. Dengan mengetahui persyaratan akurasi dan resolusi untuk aplikasi Anda, Anda dapat menghitung kesalahan total pada alat pengukur yang Anda pertimbangkan dan memverifikasi bahwa itu sesuai dengan kebutuhan Anda.
Ada sejumlah parameter kinerja penting yang dibahas di bawah teks ini, tetapi tidak boleh dianggap sebagai parameter utama atau satu-satunya yang diperhitungkan. Penting untuk meminta pemasok instrumen mengklarifikasi arti spesifikasi dalam lembar data instrumen. Tidak mengetahui kinerja sebenarnya dari instrumen Anda dapat menyebabkan pembacaan yang salah dan biaya kesalahan ini bisa sangat tinggi. Karakteristik kinerja instrumen dan sistem pengukuran dapat dibagi menjadi dua kategori yang berbeda, yaitu karakteristik Statis dan karakteristik Dinamis.
Sejumlah aplikasi melibatkan pengukuran besaran yang konstan atau sangat bervariasi secara perlahan terhadap waktu. Dalam keadaan ini, adalah mungkin untuk menentukan seperangkat kriteria yang memberikan deskripsi kualitas pengukuran yang bermakna tanpa mengganggu deskripsi dinamis yang melibatkan penggunaan persamaan diferensial. karakteristik dalam kriteria yang ditetapkan ini disebut Karakteristik Statis. Karakteristik statis dari suatu sistem pengukuran merupakan hal yang harus diperhatikan ketika sistem atau instrumen digunakan dalam kondisi yang tidak berubah terhadap waktu.
Namun, banyak pengukuran berhubungan dengan kuantitas yang bervariasi dengan cepat. Dalam beberapa kasus, kita harus menguji hubungan dinamis yang ada antara output dan input. Ini biasanya dilakukan dengan bantuan persamaan diferensial atau metode lain. Kriteria kinerja berdasarkan hubungan dinamis adalah Karakteristik Dinamis.
Kalibrasi Statis
Semua karakteristik kinerja statis diperoleh dalam satu atau lain bentuk dengan proses yang disebut kalibrasi statis. Prosedur kalibrasi melibatkan perbandingan tertentu, karakteristik dengan salah satu standar primer, standar sekunder dengan akurasi lebih tinggi dari instrumen yang akan dikalibrasi, atau instrumen akurasi yang diketahui.
Ini memeriksa instrumen terhadap standar yang diketahui dan selanjutnya untuk kesalahan dalam akurasi. Sebenarnya, semua alat ukur harus dikalibrasi terhadap beberapa alat referensi yang memiliki ketelitian lebih tinggi. Dengan demikian, instrumen referensi, pada gilirannya, harus dikalibrasi terhadap instrumen dengan tingkat akurasi yang lebih tinggi, terhadap standar utama, atau terhadap standar akurasi yang diketahui lainnya. Sangat penting bahwa setiap pengukuran yang dilakukan pada akhirnya harus dapat dilacak ke standar utama yang relevan.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, Kelebihan Eddy Current Sensor
Karakteristik Statis
Serangkaian kriteria yang ditetapkan untuk instrumen, yang digunakan untuk mengukur besaran yang perlahan-lahan bervariasi terhadap waktu atau sebagian besar konstan, yaitu, tidak bervariasi terhadap waktu, disebut statis.
Karakteristik statis utama meliputi:
- (i) Akurasi,
- (ii) Sensitivitas,
- (iii) Reproduktifitas,
- (iv) Drift,
- (v) Kesalahan statis, dan
- (vi) Zona mati
Kualitas (i), (ii), dan (iii) diinginkan, sedangkan kualitas (iv), (v), dan (vi) tidak diinginkan. Karakteristik di atas telah didefinisikan dalam beberapa cara berbeda dan definisi yang diterima secara umum disajikan di sini. Beberapa kuantitas lagi harus didefinisikan di sini yang penting dalam memahami karakteristik di atas.
Ketepatan
Akurasi didefinisikan sebagai tingkat kedekatan pembacaan instrumen mendekati nilai sebenarnya dari besaran yang akan diukur.
- Karena efek suhu, kelembaban, kuantitas yang diukur bervariasi dari nilai sebenarnya
- Akurasi dinyatakan dalam “Persentase Pembacaan Skala Penuh”, untuk instrumen yang memiliki skala yang seragam.
- Menentukan akurasi dalam hal persentase lebih baik untuk kuantitas yang diukur.
Sensivitas
- Dalam kondisi tunak, Sensitivitas didefinisikan sebagai rasio perubahan output terhadap perubahan input.
- Untuk instrumen tertentu, sensitivitas dapat diturunkan sebagai perubahan terkecil dalam variabel terukur
- Sensitivitas menggambarkan perubahan maksimum dalam sinyal input yang tidak akan dimulai pada output.
- Catatan: Sensitivitas instrumen harus tinggi.
Pengulangan & Reproduksibilitas
Dalam kondisi operasi variabel, jika pengukuran berurutan menghasilkan hasil yang disepakati untuk variabel yang sama disebut Reprodusibilitas. Reproduksibilitas sempurna berarti instrumen tidak memiliki penyimpangan. Drift berarti bahwa dengan masukan yang diberikan, nilai yang diukur bervariasi dengan waktu. Reprodusibilitas dan Pengulangan adalah ukuran kedekatan yang dengannya input yang diberikan dapat diukur berulang kali. Kedua istilah tersebut menimbulkan kebingungan. Oleh karena itu, ada perbedaan antara kedua istilah tersebut. Reproduksibilitas ditentukan dalam hal pembacaan skala selama periode waktu tertentu. Di sisi lain, Repeatability didefinisikan sebagai variasi pembacaan skala dan bersifat acak.
Pengulangan adalah tingkat kedekatan dengan nilai yang diberikan dapat diukur berulang kali. Ini adalah kedekatan pembacaan output ketika input yang sama diterapkan berulang kali dalam waktu singkat. Pengukuran dilakukan pada instrumen yang sama, di lokasi yang sama, oleh pengamat yang sama, dan dalam kondisi pengukuran yang sama. Ini dapat ditentukan dalam hal unit untuk jangka waktu tertentu. Reproducibility berkaitan dengan kedekatan pembacaan output untuk input yang sama ketika terjadi perubahan metode pengukuran, pengamat, lokasi alat ukur, kondisi penggunaan dan waktu pengukuran.
Baca Juga : Prinsip Kerja, Klasifikasi, dan Jenis Directional Control Valves
Presisi
- Presisi adalah tingkat ketelitian instrumen yang dirancang.
- Presisi terdiri dari dua karakteristik seperti konformitas dan angka signifikan.
- Dengan angka yang lebih signifikan, estimasi presisi lebih tinggi.
- Misalnya, pertimbangkan dua resistor 1792 ohm dan 1710 ohm, pengukuran berulang terus menerus menunjukkan 1,7 K ohm sehingga operator tidak dapat memberi tahu nilai sebenarnya dari skala.
Kesalahan Presisi
- Kesalahan presisi yang dihasilkan oleh keterbatasan alat ukur.
- Karena operator mengevaluasi pembacaan yang konsisten sebesar 1,5 K ohm, yang mendekati skala sebenarnya meskipun tidak ada penyimpangan dari nilai yang diamati.
- Contoh di atas menunjukkan bahwa konformitas diperlukan karena kurangnya angka signifikan yang diperoleh.
Drift (Melayang)
- Drift didefinisikan sebagai perubahan tak terduga dalam output dari variabel terukur selama beberapa waktu yang tidak terkait dengan perubahan kondisi operasi output.
- Drift disebabkan oleh faktor lingkungan seperti getaran mekanis, variasi suhu, medan listrik liar, medan magnet liar, dan EMF termal.
- Penyimpangan dalam kalibrasi instrumen terjadi karena penuaan komponen.
- Drift dalam pengukuran aliran terjadi karena keausan elemen penginderaan primer seperti pelat orifice.
- Terpautnya pengukuran suhu terjadi akibat pembentukan kerak pada thermowell.
- Drift in Thermocouples atau RTD terjadi akibat perubahan sifat logam suatu unsur.
- Untuk alat pengukur, drift bisa sistematis atau acak, atau terkadang keduanya.
- Penyimpangan aliran terjadi secara sistematis karena keausan di tepi pelat orifice
Drift selanjutnya diklasifikasikan sebagai:
- Zero Drift: Zero drift didefinisikan sebagai penyimpangan dalam variabel terukur mulai dari nol pada output seiring waktu.
- Span Drift: Span Drift didefinisikan sebagai perubahan proporsional dalam indikasi sepanjang skala ke atas, span drift ini atau juga dikenal sebagai sensitivitas drift.
- Zonal Drift: Zonal drift didefinisikan sebagai drift yang terjadi pada bagian tertentu dari rentang instrumen.
Timbangan mekanis adalah contoh umum. Jika seseorang dengan berat 62 KG berdiri di atas timbangan, maka timbangan tersebut menampilkan 63 KG. Wajar jika melihat pembacaan 1kg untuk timbangan kosong.
Baca Juga : Perbedaan Antara Kelembaban Mutlak dan Relatif
Kesalahan Statis
- Kesalahan Statis adalah variasi antara nilai sebenarnya dari besaran terukur dengan nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur yang tidak terpengaruh oleh kondisi operasi.
- Kesalahan statis = Nilai sebenarnya dari kuantitas yang diukur – Nilai yang Ditunjukkan.
- Jika kesalahan Statis adalah +ve, artinya instrumen membaca nilai yang tinggi.
- Jika kesalahan Statis adalah -ve, artinya instrumen membaca nilai yang rendah.
Zona Mati
- Untuk rentang nilai terbesar dari variabel terukur, yang tidak ditanggapi oleh instrumen.
- Zona mati terjadi dalam menunjukkan instrumen karena gesekan statis.
- Karena gesekan statis ini, katup kontrol tidak terbuka untuk sinyal besar dari pengontrol.
Histeresis
- Histeresis adalah fenomena yang mendefinisikan berbagai efek keluaran selama bongkar muat.
- Secara umum, instrumen dapat menunjukkan satu set nilai output untuk meningkatkan nilai input instrumen,
- Ini mungkin menunjukkan serangkaian nilai output yang berbeda untuk nilai input instrumen yang menurun.
- Variasi maksimum diamati pada 50% dari skala penuh untuk menambah dan mengurangi input.
Resolusi
- Resolusi adalah besaran terkecil yang dapat dideteksi dengan pasti oleh suatu alat yang diukur.
- Jika besaran masukan bukan nol dinaikkan secara perlahan, keluaran tidak akan naik sampai beberapa perubahan minimum pada masukan dilakukan. Perubahan minimum ini menyebabkan perubahan keluaran disebut resolusi.
Baca Juga : Pengukuran Rangkaian Air dan Uap di Pembangkit Listrik
Karakteristik Dinamis
Beberapa karakteristik dinamis instrumen adalah Dynamic Error, Response Speed, Fidelity, Lag, Retardation Lag, dan Time Delay Lag.
Kesalahan Dinamis
Kesalahan Dinamis adalah variasi antara nilai sebenarnya dari besaran terukur dengan nilai yang ditunjukkan oleh alat ukur yang dipengaruhi oleh kondisi operasi.
Kecepatan Respons
Response Speed didefinisikan sebagai kecepatan instrumen untuk merespon perubahan variabel pengukuran.
Ini menunjukkan seberapa aktif dan cepat sistem itu.
Ketepatan
Ketepatan didefinisikan sebagai sejauh mana alat ukur mereproduksi perubahan masukan tepat tanpa kesalahan dinamis
Ketinggalan
Jeda waktu diambil oleh sistem untuk merespons, karena setiap instrumen membutuhkan setidaknya beberapa waktu untuk merespons, berapa pun waktunya untuk perubahan variabel yang diukur. Misalnya Lag terjadi pada pengukuran suhu oleh sensor suhu seperti Thermocouple atau RTD atau dial thermometer akibat pembentukan kerak pada thermowell akibat fluida proses.
Lag Retardasi
Respon pengukuran dimulai segera setelah terjadi perubahan besaran yang terukur.
Keterlambatan Waktu
Dalam hal ini, setelah penerapan masukan, respon dari sistem pengukuran dimulai dengan beberapa waktu mati.
Baca Juga : Perbedaan Antara Kabel Optik dan Coaxial
Kesimpulan
dari artikel yang telah paparkan diatas, yaitu tentang “Karakteristik Instrumen Statis dan Dinamis” dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Serangkaian kriteria yang ditetapkan untuk instrumen, yang digunakan untuk mengukur besaran yang perlahan-lahan bervariasi terhadap waktu atau sebagian besar konstan, yaitu, tidak bervariasi terhadap waktu, disebut statis.
- Beberapa karakteristik dinamis instrumen adalah Dynamic Error, Response Speed, Fidelity, Lag, Retardation Lag, dan Time Delay Lag.
Saat mempertimbangkan instrumen pengukuran, penting untuk memiliki pemahaman yang jelas tentang semua parameter yang terlibat dalam menentukan karakteristik alat pengukur. Dengan mengetahui persyaratan akurasi dan resolusi untuk aplikasi Anda, Anda dapat menghitung kesalahan total pada alat pengukur yang Anda pertimbangkan dan memverifikasi bahwa itu sesuai dengan kebutuhan Anda.
Sumber : instrumentationtools.com
