Upload
lora-trismigo-p
View
476
Download
64
Embed Size (px)
DESCRIPTION
instrumen pengukuran
Citation preview
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke khadirat Allah SWT karena berkat rahmat, karunia,
serta taufik dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah dengan berjudul “Level
Sound Meter” pada mata pelajaran Instrumentasi Pengukuran
Penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak yang telah membantu dalam proses
penyusunan makalah ini. Khususnya kepada.
1. Kedua orangtua yang telah memberi dukungan dalam penyusunan Makalah ini.
2. Bapak Harita. N. Chamidy, LRSC. selaku dosen mata kuliah Instrumentasi Pengukuran.
3. Rekan-rekan seperjuangan yang telah memberi dukungan moril dan ide dalam
penyusunan makalah ini.
Penulis sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan
serta pengetahuan kita mengenai alat pengukuran Level Sound meter. Besar harapan saya
selaku penulis bahwasannya Makalah ini dapat diterima dan dijadikan bahan pertimbangan
oleh Bapak pengajar
Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan makalah ini terdapat kekurangan dan
jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu, saya selaku penulis berharap adanya kritik, saran
dan usulan demi perbaikan makalah yang telah penulis buat di masa yang akan datang,
mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.
Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bandung, 24 Maret 2016
Penulis
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari tentunya kita tidak dapat terlepas dari kegiatan
pengukuran. Dalam pemanfaatannya untuk hal kuantitatif ataupun kualitatif. Tentunya
dalam pengukuran dibutuhkan suatu alat ukur, untuk mendapatkan suatu data yang
terukur. Penggunaan suatu alat ukur sangatlah luas. Dalam kaitannya ruang lingkup
akademisi, alat ukur digunakan untuk mendapatkan sebuah data yang terukur saja, yang
nantinya digunakan untuk perbandingan dengan teori yang sudah ada. Namun dalam
ruang lingkup dunia kerja, alat ukur digunakan sebagai salah satu pengendalian proses
dari data yang dihasilkan ataupun untuk safety. Contohnya pada penggunaan sound
level meter dalam industri untuk kebisingan.
Kebisingan merupakan problem lingkungan yang timbul akibat pertumbuhan
pesat komunikasi, industrialisasi, transportasi, dan populasi penduduk. Kebisingan
adalah suara yang tidak diiinginkan. Kebisingan dapat menyebabkan kerusakan pada
mekanisme alat pendengaran yang ada di telinga dalam, yaitu tempat suara diubah
dalam bentuk impuls syaraf. misalnya yang merintangi terdengarnya suara-suara, musik
dan sebagainya atau yang menyebabkan rasa sakit atau yang menghalangi. Kebisingan
merupakan sejenis polusi udara dan seperti halnya polusi zat-zat kimia, dia dapat
melukai/merusak, menyebabkan ketulian dan kebutaan yang serius bila polusi tersebut
berlangsung terus menerus dalam jangka waktu yang lama.ini merupakan alasan
diciptakannya sound meter. Sound meter diciptakan untuk mengukur kebisingan atau
taraf intensitas bunyi yang ditimbulkan oleh transportasi, mesin industrialisasi,
peralatan rumah tangga dan lain-lain. Dengan mempertimbangkan hal tersebut, maka
penulis menyusun makalah ini untuk membahas sound level meter baik itu tipe, prinsip
kerja dan hal lain.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah penulis uraikan, dirumuskan masalah sebagai
berikut.
1. Apa itu sound level meter ?
2. Apa saja tipe dari sound level meter ?
3. Bagaimana prinsip kerja dari sound level meter ?
4. Apa saja aplikasi sound level meter ?
5. Bagaimana standar sound level meter ?
6. Bagaimana cara kalibrasi sound level meter ?
1.3 Tujuan
Tujuan dari penulisan makalah ini adalah.
1) Untuk mengetahui definisi sound level meter.
2) Untuk mengetahui tipe dari sound level meter.
3) Untuk mengetahui prinsip kerja sound level meter.
4) Untuk mengetahui aplikasi sound level meter.
5) Untuk mengetahui standar dari sound level meter untuk digunakan dalam industri
6) Untuk mengetahui cara kalibrasi sound level meter.
1.4 Metode Pengumpulan Data
Dalam menyusun makalah ini, metode yang penulis gunakan adalah studi pustaka.
Dengan menggunakan literatur-literatur dari website produsen alat, website edukasi dan
buku.
1.5 Sistematika Penulisan
Dalam menyusun makalah ini, penulis membagi menjadi tujuh bab, yakni Bab I
pendahuluan, memaparkan mengenai latar belakang dari penyusunan makalah ini,
rumusan masalah yang akan dikaji serta tujuan dari penulisan makalah ini, metode
pengunpulan data yang berkenaan dengan cara mendapatkan sumber-sumber referensi
dan sistematika penulisan tentang bagaimana makalah ini disajikan. Bab II Pembahasan
berisi mengenai definisi sound level meter, tipe-tipe dan aplikasi sound level meter.
Standar dan prinsip kerja sound level meter serta Kalibrasi sound level meter. Dan yang
terakhir bab III kesimpulan, memaparkan kesimpulan topik yang dibahas oleh penulis.
BAB IIPEMBAHASAN
2.1 Definisi Sound Level Meter
“Sound level meter merupakan instrumen untuk menentukan tingkat suara
( kebisingan ) dengan mengukur tingkat tekanan suara”( PCE technicians, “Sound
Level Meter” dalam PCE Instrument: 2012 ). Alat ini didesign memberikan respon
seperti telinga manusia dengan memasukkan sebuah penguat dalam rangkaian
elektroniknya yang memberikan penguatan tegangan yang lebih kecil pada frekuensi
rendah dan tinggi. Alat ukur ini ditandai dalam
satuan desibel (disingkat dB). Desibel (Lambang Internasional = dB) adalah satuan
untuk mengukur intensitas suara. Huruf "B" pada dB ditulis dengan huruf besar karena
merupakan bagian dari nama penemunya, yaitu "Bell" (Alexander Graham Bell).
Spesifikasi dari Sound Level Meter adalah sebagai berikut:
1. Pengukuran berkisar dari 26dB (A).
2. Catatan fungsi hingga 99 catatan.
3. 6 rentang pengukuran yang disesuaikan.
4. Dimensi 264 x 68 x 27 mm.
5. Berat 260 g.
( Extech technicians, “Sound meter” dalam Extech Instrument: 2010 ).
2.2 Tipe Sound Level Meter
Sound meter, ada 2 jenis yaitu :
1. Sound meter analog
Pada instrumen ini disusun dari rangkaian listrik yang didesign khusus akan
mengkonversi sinyal listrik dari mikropon menjadi suatu bacaan angka pada skala
( Inspect USA technicians, “Sound meter analog” dalam
http://inspectusa.com/sound-level-meter-analog-50-126db-avm2050-with-
weighting-p-1001.html : 2012 ).
Features.
• 7 sound level ranges: 50 to 126dB
• A and C weighting
• Fast/slow response for intermediate and high level measurements
• Battery level indicator
• RCA output jack
• User calibratable (using an acoustic calibrator)
• Threaded fitting; lets you attach the meter to a camera tripod for increased
accuracy
Specifications.
• Sound level range: 50 to 126dB
• Positions: 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120dB
• Standard: 0 dB = 0. 0002 ubar
• Load impedance: 1 k ohm minimum
• Distortion: < 2% at 1kHz, 0.5v
• Microphone: Electret condenser microphone, Omni directional, directionality
increases at higher frequencies
• Accuracy: ±2dB at 144dB
Gambar 1. Sound Level meter analog
• Weighting:
• A: 500 to 10.000Hz
• C: 32 to 10,000Hz
• Response: slow or fast
• Output signal: max. 1v deviation at 1kHz
for the entire range
• Power supply: (1) 9v battery (included)
• Battery test: OK indication between 7 and 10.5v
• Battery life: 110 operating hours (alkaline batteries)
• Dimensions: 6.3" x 2.4" x 1.7"
• Weight: approximately 6.53oz
( Inspect USA technicians, “Sound meter analog” dalam
http://inspectusa.com/sound-level-meter-analog-50-126db-avm2050-with-
weighting-p-1001.html : 2012 ).
2. Sound meter digital
Pada instrument ini disusun dari rangkaian listrik yang di design khusus
akan mengonversi sinyal listrik dari mikropon menjadi bacaan angka yang
terdisplai pada layar. ( TECPEL technicians, “Sound Level Meter” dalam
http://www.tecpel.net/Sound_level_Meter.html :2010 )
Gambar 2. Sound level meter digital
Beberapa sound meter digital mengatur rentang pengukuran sendiri. Ia
mampu memilih pengukuran yang terbaik, lalu memperlihatkan pada display.
Ketepatan alat jenis ini jauh lebih baik daripada jenis analog pada umumnya,
yaitu lebih kecil daripada 1% dan sering hanya 0,1 %. Kesalahan penunjukan
akan dihilang oleh display digital. Walaupun instrumen digital pasti lebih mudah
dan jelas dibaca oleh semua orang, tetapi itu hanya benar kalau besaran yang
diukur bersifat statis. Untuk mengukur besaran secara relatif berubah pelan-pelan,
sound meter analog lebih sesuai. Karena itulah, sound meter analog lebih cocok
untuk memperlihatkan trend ( kecendrungan ) jenjang ukuran.
2.3 Prinsip Kerja Sound Level Meter
Dalam setiap alat ukur pastilah memiliki prinsip kerja yang harus dipahami oleh
orang atau praktikan yang akan menggunakan alat ukur yang akan digunakan. Dalam
alat ukur Sound Meter menggunakan sistem pengukuran ini biasanya dibangun dari
sejumlah hubungan antar komponen.
Pada gambar 3 menunjukkan prinsip dasar alat meteran kebisingan suara (Sound
Meter)
Gambar 3. Prinsip Kerja Sound Level Meter
Keterangan gambar 3 :
Tekanan suara diubah menjadi tegangan melalui mikrofon.Pada umumnya
Mikrofon menggunakan diafragma tipis untuk mengubah tekanan menjadi gerakan.
Gerakan ini selanjutnya diubah menjadi tegangan oleh tranduser yang cocok
biasanya tipe kapasitansi piezoelektrik atau tipe kumparan berputar.
Tegangan keluaran mikrofon secara umum adalah sangat kecil dan pada suatu
tingkat impedansi tinggi; sehingga pada keluaran mikrofon dipergunakan penguat
dengan impedansi masukan dan penguatan yang tinggi. Penguat ac sederhana
relative dapat digunakan, karena tidak diperlukan tanggapan terhadap tegangan
yang static (tak berubah) atau tegangan yang berubah secara perlahan.
Berikutnya setelah penguat pertama adalah jaringan imbangan. Jaringan ini adalah
suatu filter elektris yang mempunyai tanggapan frekuensi disesuaikan sehingga
mendekati tanggapan frekuensi telinga manusia rata-rata.
Jaringan timbangan adalah filter elektris yang dirancang mendekati tanggapan
pendengaran manusia pada tiga tingkat kenyaringan yang berbeda. Sehingga
pembacaan instrument akan menyatakan kenyaringan yang terasakan. Biasanya
disediakan tiga buah filter, yaitu A ( mendekati tanggapan pendengaran 40 phon ),
B ( 70 phon ), dan C ( 100 phon ). Kenyataannya, banyak pengukuran praktis dibuat
dengan menggunakan skala A karena ini merupakan pendekatan sederhana yang
memberikan hasil baik dalam banyak kasus dan telah ditulis ke dalam banyak
standard dan kode. Pembacaan dilakukan pada jaringan timbangan disebut tingkat
suara.
Keluaran jaringan timbangan selanjutnya diperkuat dan suatu jack keluaran tersedia
untuk mengeluarkan sinyal ke osiloskop ( jika diinginkan pengamatan bentuk
gelombangnya ) atau ke penganalisis gelombang ( jika akan menentukan kandungan
frekuensi suara ). Pemfilteran dilengkapi dengan filter RC lolos rendah sederhana
dan meter dinamika lolos rendah.
Beberapa meter memiliki perpindahan tanggapan cepat maupun pelan yang
mengubah pemfilteran. Posisi pelan memberikan suatu kemantapan, memudahkan
pembacaan posisi jarum, tetapi tidak mampu membaca bila terjadi perubahan sinyal
dalam waktu yang pendek. Jika diinginkan pembacaan pada perubahan waktu
pendek, maka pengamatan pada meter dialihkan ke tanggapan cepat.
Selanjutnya pembacaan meter adalah nilai rms dan tekanan suara, ini dikalibrasi
dalam desibel ( dB ) karena desibel mendefinisikan dengan baik suatu hubungan
antara tekanan suara dalam alat.
Berikut Mekanisme penggunaan Sound Level Meter :
1. Pilih selektor pada posisi:
a. Fast : untuk jenis kebisingan kontinu
Bising dimana fluktuasi dari intensitasnya tidak lebih dari 6 dB dan tidak
putus-putus. Bising kontinu dibagi menjasi dua yaitu:
b. Wide Spectrum merupakan bising dengan spectrum frekuensi yang luas.
Bising ini relatif tetap dalam batas kurang dari 5 dB untuk periode 0.5
detik berturut-turut, seperti suara kipas angin, suara mesin tenun.
c. Narrow Spectrum merupakan bising yang relative tetap akan tetapi hanya
mempunyai fekuensi tertentu saja (frekuensi 500, 1000, 4000) misalnyaa
gergji sirkuler, katup gas.
d. Slow : untuk jenis kebisingan impulsif / terputus-putus. Bising ini sering
disebut juga intermitten noise, yaitu bising yang berlangsung secara tidak
terus terusan, melainkan ada periode rekatif tenang misalnya lalu lintas,
kendaraan, kapal terbang, kereta api.
2. Pilih selektor range intensitas kebisingan.
3. Tentukan lokasi pengukuran.
4. Setiap lokasi pengukuran dilakukan pengamatan selama 1-2 menit
dengan kurang lebih 6 kali pembacaan. Hasil pengukuran adalah angka
yang ditunjukkan pada monitor.
5. Catat hasil pengukuran dan hitung rata-rata kebisingan (Lek)
Lek = 10 log 1/n (10 L1/10+10L2/10+10L3/10+....) dBA
( TECPEL technicians, “Sound Level Meter” dalam
http://www.tecpel.net/Sound_level_Meter.html :2010 )
2.4 Aplikasi Sound Level Meter
Aplikasi Sound Level Meter biasanya dipakai dipabrik, untuk menganalisi
kebisingan peralatan dipabrik tersebut misalnya pada pabrik pupuk, alat yang
berpotensi menimbulkan kebisingan seperti turbin, compressor, condenser, pompa
drum dan lain-lain.
2.5 Cara Kalibrasi
Sebelum dan sesudah pengukuran, perlulah untuk mengecek bahwa bacaan yang
ditayangkan adalah benar dan kalibrasikan meteran tingkat kebisingan. Kalibrasi dapat
dilakukan dengan dua cara: secara internal dengan sinyal-sinyal listrik atau secara
akustik dengan kalibrator suara atau pistonphon.
Kalibrasi internal dilakukan dengan menggunakan referensi tegangan pada
rangkaian-rangkaian listrik dari meteran tingkat kebisingan serta amplitude
disesuaikan. Penyesuaian dilakukan dengan membandingkan nilai yang ditunjukkan
oleh fitur kalibrasi internal terhadap nilai tertayang dari meteran tingkat kebisingan.
Kalibrasi akustik dilakukan dengan menyisipkan generator suara atau pistonphon ke
dalam mikrofon dari meteran tingkat kebisingan dan menggunakan tekanan ssuara
referensi (berbeda menurut alatnya, misalnya 94 dB pada 1 kHz, 124 dB pada 250
Hz, dll.). Skala penuh (FS) dari meteran tingkat kebisingan yang dipakai oleh
masukan sinyal kalibrasi disetel 6 dB lebih tinggi dari pada tingkat tekanan suara
dari sinyal kalibrasi normal. Misalnya, bila suara sinyal kalibrasi adalah 124 dB,
130 dB disetel, atau bila suara sinyal kalibrasi adalah 94 dB, 100 dB disetel pada
alat.
Cara Mengkalibrasi Sound Level Meter :
a. Hidupkan kalibrator dan sound level meter.
b. Putar tombol penyetel, dan atur tingkat tekanan suara.
c. Pastikan kalibrator berada pada sound level meter yang benar.
d. Lalu sesuaikan sound level meter untuk memperoleh hasil yang benar.
2.6 Standarisasi
2.6.1 sound level meter
IEC61672-1 Ed. 1.0 (2002–05)
Example :
IEC 61672-1:2013 gives electroacoustical performance specifications for three
kinds of sound measuring instruments:
- time-weighting sound level meters that measure exponential-time-weighted,
frequency-weighted sound levels;
- integrating-averaging sound level meters that measure time-averaged,
frequency-weighted sound levels; and
- integrating sound level meters that measure frequency-weighted sound
exposure levels. Sound level meters specified in this standard are intended to
measure sounds generally in the range of human hearing. Two performance
categories, class 1 and class 2, are specified in this standard. Acceptance limits
for class 2 are greater than, or equal to, those for class 1. This standard is
applicable to a range of designs for sound level meters. A sound level meter
may be a self-contained hand-held instrument with an attached microphone
and a built-in display device. A sound level meter may be comprised of
separate components in one or more enclosures and may be capable of
displaying a variety of acoustical signal levels. Sound level meters may
include extensive analogue or digital signal processing, separately or in
combination, with multiple analogue and digital outputs. Sound level meters
may include general-purpose computers, recorders, printers, and other devices
that form a necessary part of the complete instrument. Sound level meters may
be designed for use with an operator present or for automatic and continuous
measurements of sound level without an operator present. Specifications in
this standard for the response to sound waves apply without an operator
present in the sound field. This second edition cancels and replaces the first
edition published in 2002. It constitutes a technical revision. In this second
edition, conformance to specifications is demonstrated when measured
deviations from design goals do not exceed the applicable acceptance limits,
and when the uncertainty of measurement does not exceed the corresponding
maximum-permitted uncertainty, with both uncertainties determined for a
coverage probability of 95 %.
IEC60651 Ed 1.2 (2001) plus Amendment 1 (1993-02) and Amendment 2 (2000–10)
IEC60804 (2000–10)
ANSI S1.4-1983 (R2006) plus Amendment S1.4A-1985 (R2006)
ANSI S1.43-1997 (R2007)
DIN 45657
2.6.2 Octave filters
IEC61260 Ed. 1.0 (1995-08) plus Amendment 1 (2001-09), 1/1 and 1/3-octave Bands
ANSI S1.11-2004 (R2009)
2.6.3 Personal noise dosimeters
IEC61252 Ed. 1.1 (2002–03) ANSI S1.25-1991(R2007)
2.6.4 Measurement microphones
IEC 61094 : 2000
2.6.5 Room acoustics
ISO 3382-1:2009 Measurement of Room Acoustic Parameters Part 1: Performance Rooms
ISO 3382-2:2008 Measurement of Room Acoustic Parameters Part 2: Reverberation Time in Ordinary Rooms
ASTM E2235 (2004) Standard Test Method for Determination of Decay Rates for Use in Sound Insulation Test Methods.
2.6.6 Equipment safetyIEC61010-1 Ed. 2.0 (2001–02)
2.6.7 International Standards
The following International standards define sound level meters, PSEM and associated devices. Most countries' national standards follow these very closely, the exception being the USA. In many cases the equivalent European standard, agreed by the EU, is designated for example EN 61672 and the UK national standard then becomes BS. EN 61672.
IEC 61672 : 2013 "Electroacoustics - sound level meters" IEC 61252 : 1993 "Electroacoustics - specifications for personal sound
exposure meters"
IEC 60942 : 2003 "Electroacoustics - sound calibrators"
These International Standards were prepared by IEC technical committee 29:Electroacoustics, in cooperation with the International Organization of Legal Metrology (OIML).
Until 2003 there were separate standards for exponential and linear integrating sound level meters, but since then IEC 61672 has described both types. The classic exponential meter was originally described in IEC 123 for 'industrial' meters followed by IEC 179 for 'precision' meters. Both of these were replaced by IEC 651, later renamed IEC 60651, while the linear integrating meters were initially described by IEC 804, later renamed IEC 60804. Both IEC 60651 and 60804 included four accuracy classes, called "types". In IEC 61672 these were reduced to just two accuracy classes 1 and 2. New in the standard IEC 61672 is a minimum 60 dB linear span requirement and Z-frequency-weighting, with a general tightening of limit tolerances, as well as the inclusion of measurement uncertainty in the testing regime. This makes it unlikely that a sound level meter designed to the older 60651 and 60804 standards will meet the requirements of IEC 61672 : 2013. These 'withdrawn' standards should no longer be used, especially for any official purchasing requirements, as they have significantly poorer accuracy requirements than IEC 61672.
2.6.8 Military standardsMIL-S-1474.This standard establishes acoustical noise limits and prescribes testing requirements and measurement techniques for determining conformance to the noise limits specified herein. This standard applies to the acquisition and product improvement of all designed or purchased (non-developmental items) systems, subsystems, equipment, and facilities that emit acoustic noise. This standard is intended to address noise levels emitted during the full range of typical operational conditions.TOP-1-2-608A.This Test Operations Procedure (TOP) describes procedures for measuring the sound levels transmitted through air of developmental and production materiel as a means of evaluating personnel safety, speech intelligibility, security from acoustic detection and recognition, and community annoyance. It covers tests for steady-state noise from military vehicles and general equipment, and impulse noise from weapon systems and explosive-ordnance materiel.( N.N., “Standardization of level meter” dalam https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_level_meter#cite_note-5 : 2010 )
KESIMPULAN Kesimpulan
Dari hasil makalah diatas maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut ini:
1. Kebisingan merupakan suara yang biasanya tidak diinginkan akibat problem
lingkungan yang timbul akibat pertumbuhan pesat komunikasi, industry, dan
teknologi.
2. Dan alat yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur tingkat kebisingan ini
adalah Sound Meter dan decibel merupakan satuan internasional yang digunakan
sebagai standard alat.
3. Prinsip kerja dari alat ini adalah menjabarkan tekanan suara menjadi sinyal-sinyal
listrik oleh mikrofon. Sebanding dengan tekanan suara, sinyal-sinyal listrik lewat
melalui rangkaian kompensasi frekwensi dan suatu rangkaian deteksi RMS (root
mean square), dan akhirnya ditunjukkan pada meteran dalam dB.
4. Kalibrasi alat ini dapat dilakukan dengan dua cara: secara internal dengan sinyal-
sinyal listrik atau secara akustik dengan kalibrator suara atau pistonphon.
5. Serta prosedur pengukuran alat memerlukan ketelitian dan ketentuan-ketentuan yang
telah dijelaskan, dan untuk prosedur pembacaan alat dapat langsung dilihat pada alat
ukur itu sendiri.
Daftar Pustaka
Doebelin, D, Ernest.1987. Sistem Pengukuran edisi 3 Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Extech technicians. 2010. “Sound meter” dalam
http://www.extech.com/instruments/categories.asp?catid=18 .Extech Instrument: west
nasuha ( diakses : 26 Maret 2016 )
Inspect USA technicians.2012. “Sound meter analog” dalam http://inspectusa.com/sound-
level-meter-analog-50-126db-avm2050-with-weighting-p-1001.html .Inspect USA:
Washington DC ( diakses : 23 Maret 2016 )
TECPEL technicians.2010. “Sound Level Meter Digital” dalam
http://www.tecpel.net/Sound_level_Meter.html . TECPEL: Taipei
( diakses : 24 Maret 2016 )
PCE technicians.2012. “Sound Level Meter” dalam https://www.pce-
instruments.com/english/?action=Query&_from=katnav&_qprof=query&-
query.=&query.slot=&query.katalog.key=40095&query.katalog.submode=1&query.st
ichwort=&query.hersteller ( diakses : 25 Maret 2016 )
N.N.2010. “Standardization of level Meter” dalam
https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_level_meter#cite_note-5
( diakses : 28 Maret 2016 )