Metrologi Industri

1 Oktober 2013

Mata kuliah Metrologi Industri oleh Bapak Yopi Handoyo S.Si.,MT

Metrologi adalah ilmu yang mempelajari pengukuran besaran teknik, sedangkan

Metrologi Industri adalah ilmu yang mempelajari pengukuran dimensi dan karakteristik geometrik suatu produk, menggunakan alat ukur sehingga didapatkan hasil yang mendekati hasil yang sebenarnya.

Pengukuran adalah membandingkan suatu besaran yang belum diketahui dengan suatu besaran yang standar.

Download Referensi Materi 1

Dowload Refesensi Materi 2

Agar bisa diukur, maka suatu produk harus mempunyai karakteristik geometrik antara lain:

Dimensi
Posisi
Bentuk
Kualitas permukaan

Jenis-jenis pengukuran dalam Metrologi Industri:

Pengukuran Linear
Pengukuran Sudut
Pengukuran Kerataan dan Kedataran
Pengukuran Profil
Pengukuran Ulir
Pengukuran Roda Gigi
Pengukuran Posisi
Pengukuran Kekasaran Permukaan

Measurement tools yang sering digunakan dalam pekerjaan adalah:

Vernier caliper
Micro meter
Dial gauge

cara membaca Vernier Caliper

Berikut ini ilustrasi cara membaca pengukuran panjang suatu benda dengan menggunakan jangka sorong atau caliper (vernier caliper). Ketelitian sebuah jangka sorong adalah 0,01 cm atau 0,1 mm.

Perhatikan contoh gambar pengukuran dengan jangka sorong berikut!

Buka rahang geser jangka sorong ke sebelah kanan untuk memudahkan memasukkan benda yang akan diukur.

Geser lagi rahang ke sebelah kiri dengan rapat agar mendapatkan hasil pengukuran yang optimal.

Ada dua angka NOL pada jangka sorong di bawah. Yang pertama pada skala atas (ujung kiri), yang kedua di baris bawahnya agak ke tengah.

Perhatikan garis pertama sebelum angka NOL yang bawah. setelah angka 1 adalah 1,1, kemudian 1,2, 1,3 dan seterusnya. Sehingga disini kita dapat angka 1,2.

Perhatikan garis yang berhimpit antara skala atas dan skala bawah, cari yang nyambung dengan lurus garis atas dan bawahnya. Di contoh didapat angka 6 atau sesungguhnya 0,06 .
Jumlahkan dua angka yang di dapat tadi.

Bagaimana Cara Penyajian atau Pelaporan Data pada Hasil Pembacaan Jangka Sorong?
Seperti telah disebutkan di atas, ketelitian jangka sorong atau skala terkecil jangka sorong adalah 0,01 cm. Misalkan dari sebuah pengukuran yang dilakukan diperoleh nilai panjang sebuah pelat besi adalah 1,48 cm. Angka ini, yang diperoleh dari hasil pengukuran tadi, masih dipandang sebagai nilai pendekatan saja. Jadi nilai “aslinya” panjang pelat besi berapa, belum tahu juga karena jika diukur dengan alat yang lebih teliti lagi akan diperoleh hasil yang berbeda.

Maka penyajian atau pelaporan datanya adalah :
(1,48 ± 0,005) cm

atau seperti berikut juga boleh, menyesuaikan jumlah desimal depan dan belakangnya:
(1,480 ± 0,005) cm

dan bukan seperti berikut:
(1,48 ± 0,01 ) cm

Jadi cara pelaporan data hasil pengukuran adalah:

L = x ± Δ x

Dimana x adalah hasil yang nampak di pengukuran kita, dengan Δx adalah ketidakpastiannya atau bahasa gampangnya kurang lebihnya, dimana Δx = ¹/₂ × ketelitian alat.

Sebagai contoh jangka sorong di atas, ketelitiannya atau skala terkecilnya adalah 0,01 cm, sehingga

Δ x = ¹/₂ × 0,01 cm = 0,005 cm.

Cara Membaca Micrometer

cara penggunaan dari micrometer tersebut. Berikut tahapannya :
1. Penyesuaian nol
Sebelum menggunakan mikrometer, periksa untuk memastikan bahwa ujung nol disejajarkan dengan benar.
2. Pemeriksaan
Pada mikrometer berukuran 50~75mm seperti terlihat pada gambar, letakkan pengukur standar 50mm pada pembukaan, dan biarkan racher stopper untuk bergerak secara bebas sebanyak 2 sampai 3 putaran. Kemudian, periksa bahwa garis dasar pada thimbel dan garis ujung nol pada dengan garis outer sleeve sejajar.

3. Penyetelan

Bila kesalahan kurang dari 0.02 mm

Kuncilah Spindle dengan lock clamp untuk mengamankan Spindle. Kemudian dengan memakai penyetel putarlah outer sleeve sampai tanda “O” thimble lurus dengan garis dengan garis outer sleeve. periksa kembali titik “O” untuk meyakinkan bahwa micrometer telah dikalibrasi dengan benar

Bila kesalahan lebih dari 0.02 mm

Kuncilah Spindle dengan lock clamp untuk mengamankan Spindle. Kendorkan Stopper sampai thimble bebas, Luruskan tanda nol thimble dengan garis outer sleeve dan kencangkan kembali racher stopper, periksa kembali titik “O” untuk meyakinkan bahwa micrometer telah dikalibrasi dengan benar.

Berikan landasan pada item yang akan diukur, dan putar Thimbel sampai Spindle menyentuh item dengan lembut.
Setelah Spindle menyentuh dengan lembut item yang hendak diukur, putar racher stopper beberapa kali dan baca pengukuran.
Racher Stopper menyatukan tekanan yang diberikan oleh spindle, sehingga saat tekanan ini melampaui tingkat spesifikasi, maka tekanan akan berhenti.

Contoh pembacaan skala micrometer
Skala pada Outer Sleeve (Atas) = 55,00 mm
Kenaikan / Skala pada Outer Sleeve (bawah) = 0,5 mm
Skala Thimble = 0,45 mm
Hasil pengukuran 55+0,5+0,45 = 55,95 mm

PERHATIAN:
Mikrometer harus dipasang pada stand saat mengukur part-part kecil.
Cari posisi dimana diameter yang benar dapat diukur, dengan cara menggerakkan mikrometer.

Jenis-jenis alat ukur:

Berdasarkan sifat aslinya, dapat dibedakan atas:

Alat Ukur Langsung

Yaitu alat ukur yang dilengkapi dengan skala ukur yang lengkap, sehingga hasil pengukuran dapat langsung diperoleh.

Contohnya : jangka sorong, mikrometer.

Alat Ukur Pembanding

Yaitu alat ukur yang berfungsi untuk mengukur beda ukuran suatu produk dengan ukuran dasar produk yang telah diperkirakan terlebih dahulu dengan blok ukur.

Contohnya : dial indicator.

Alat Ukur Standar

Yaitu alat ukur yang hanya dilengkapi dengan satu skala nominal, tidak dapat memberikan hasil pengukuran secara langsung, dan digunakan untuk alat kalibrasi dari alat ukur lainnya.

Contohnya : blok ukur.

Alat Ukur Kaliber Batas

Yaitu alat ukur yang berfungsi untuk menunjukkan apakah dimensi suatu produk berada di dalam atau diluar dari daerah toleransi produk tersebut.

Contohnya : kaliber lubang dan kaliber poros.

Alat Ukur Bantu

Yaitu alat ukur yang berfungsi untuk membantu dalam proses pengukuran. Sebenarnya alat ini tidak bisa mengukur objek, namun karena peranannya yang sangat penting dalam pengukuran maka alat ini dinamakan juga dengan alat ukur.

Contohnya : meja rata, stand magnetic, batang lurus.

Berdasarkan sifat turunannya, dapat dibedakan atas:

Alat Ukur Khas

Yaitu alat ukur yang dibuat khusus untuk mengukur geometri yang khas, misalnya kekasaran permukaan, kebulatan, profil gigi pada roda gigi. Alat ukur jenis ini dapat dilengkapi skala dan dilengkapi alat pencatat atau penganalisis data.

Contohnya alat ukur roda gigi.

Alat Ukur Koordinat

Yaitu alat ukur ysang memiliki sensor yang dapat digerakkan dalam ruang, digunakan untuk menentukan posisi

Contohnya alat ukur posisi.

Berdasarkan prinsip kerjanya, dibedakan atas:

Alat ukur mekanik
Alat ukur elektrik
Alat ukur optik
Alat ukur pneumatik
Alat ukur hidrolik dan aerodinamik

Konstruksi umum dari alat ukur:

Sensor

Yaitu bagian alat ukur yang menghubungkan alat ukur dengan objek ukur.

Terdiri dari

Sensor mekanik
Sensor optik
Sensor pneumatik

Pengubah

Yaitu bagian alat ukur yang berfungsi mengubah sinyal yang dirasakan oleh sensor menjadi besaran ynag terukur.

Terdiri dari:

Pengubah mekanik
Pengubah optomekanik
Pengubah elektrik
Pengubah opto elektrik
Pengubah pneumatik
Pengubah optik

Penunjuk

Yaitu bagian alat ukur yang berfungsi menunjukkan harga pengukuran.

Terdiri dari:

Penunjuk beskala

ü Skala linear

ü Skala melingkar

Penunjuk digital

ü Digital mekanik

ü Digital elektrik (LED)

Adapun sifat dari alat ukur adalah:

Rantai kalibrasi

Yaitu kemampuan alat ukur untuk bisa dilakukan tingkatan pengkalibrasian.

Tingkatan tersebut adalah

Kalibrasi alat ukur kerja dengan alat ukur standar kerja.
Kalibrasi alat ukur standar kerja dengan alat ukur standar.
Kalibrasi alat ukur standar dengan alat ukur standar nasional.
Kalibrasi alat ukur standar nasional dengan alat ukur standar internasional.

Kepekaan

Yaitu kemampuan alat ukur untuk dapat merasakan perbedaan yang relatif kecil dari harga pengukuran.

Mampu baca

Kemampuan sistem penunjukan dari alat ukur untuk memberikan harga pengukuran yang jelas dan berarti.

Histerisis

Yaitu penyimpangan dari harga ukur yang terjadi sewaktu dilakukan pengukuran secara kontinu dari dua arah yang berlawanan.

Pergeseran

Yaitu terjadinya perubahan posisi pada penunjuk harga ukur sementara sensor tidak memberikan / merasakan sinyal atau perbedaan.

Kepasifan

Terjadi apabila sensor telah memberikan sinyal, namun penunjuk tidak menunjukkan perubahan pada harga ukur.

Kestabilan nol

Yaitu kemampuan alat ukur untuk kembali ke posisi nol ketika sensor tidak lagi bekerja.

Pengambangan

Yaitu suatu kondisi alat ukur dimana jarum penunjuk tidak menunjukkan harga ukur yang konstan. Dengan kata lain, penunjuk selalu berubah posisi atau bergerak.

Sifat dari pengukuran:

Ketelitian (Accuracy), yaitu kemampuan alat ukur untuk memberikan nilai yang mendekati harga yang sebenarnya.
Ketepatan (Precision), yaitu kemampuan alat ukur untuk memberikan nilai yang sama dari beberapa pengukuran yang dilakukan
Kecermatan (Resolution), yaitu skala terkecil yang mampu dibaca oleh alat ukur.

Metode-metode pengukuran dalam Metrologi Industri

Pengukuran Langsung

Yaitu pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur langsung dimana hasil pengukuran dapat diperoleh secara langsung.

Pengukuran Tak Langsung

Yaitu pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan alat ukur pembanding dan alat ukur standar, dimana hasil pengukuran tidak dapat diperoleh secara langsung.

Pengukuran dengan Kaliber Batas

Yaitu pengukuran yang dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah dimensi suatu produk berada di dalam atau diluar daerah toleransi produk tersebut.

Membandingkan dengan Bentuk Standar

Yaitu pengukuran yang dilakukan dengan cara membandingkan bentuk produk dengan bentuk standar dari produk tersebut. Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan profil proyektor.

Toleransi adalah perbedaan ukuran antara kedua harga batas, dimana ukuran atau jarak permukaan batas geometri komponen harus terletak. Suaian adalah hubungan antara dua komponen yang akan dirakit, yang ditimbulkan adanya perbedaan ukuran bagi pasangan elemen geometrik saat mereka disatukan. Kalibrasi adalah membandingkan suatu alat ukur (skala atau harga nominalnya) dengan acuan yang dianggap lebih benar. Langkah-langkah kalibrasi yaitu melakukan pengkalibrasian alat ukur dengan alat ukur yang lebih tinggi tingkatannya pada rantai kalibrasi, sehingga alat ukur tersebut dapat mempunyai aspek keterlacakkan (trace ability).

2.2 Teori Dasar Alat Ukur

Adapun alat ukur yang digunakan pada praktikum ini adalah :

Mistar Ingsut (Jangka Sorong) 150 mm dan 100 mm.
Mikrometer rahang luar

Adalah mikrometer yang digunakan untuk mengukur dimensi luar suatu benda.

Mikrometer rahang dalam

Adalah mikrometer yang digunakan untuk mengukur dimensi dalam suatu benda.

Mikrometer kedalaman.

Adalah mikrometer yang digunakan untuk mengukur kedalaman lubang.

Mistar Ingsut atau Jangka Sorong adalah alat ukur dimensi linier atau panjang yang memiliki dua skala yaitu Skala Utama dan Skala Nonius. Skala Utama adalah skala panjang dan Skala Nonius adalah skala yang digeser-geser.

Mikrometer adalah alat ukur dengan prinsip kerja dengan informasi gerak melingkar skala yang diputar menjadi gerak tranfersal pada sensornya.

Mistar Ingsut digunakan untuk mengukur: