Modul1 pendahuluan Metrologi Industri

METROLOGI

INDUSTRI

Modul 1 PENDAHULUAN

DR. Ir. Sally Cahyati MT.

T. Mesin -Fakultas Teknologi Industri- Universitas Trisakti

01.1. Produk MampuTukar Karakteristik Produk :

◦ Karakteristik Fungsional

◦ Karakteristik Geometrik

◦ Karakteristik Material

Geometri ideal produk :

◦ Ukuran/dimensi yang teliti

◦ Bentuk yang sempurna

◦ Permukaan

Penyebab Penyimpangan –penyimpangan selama prosespembuatan yang menyebabkan tidak tercapainya bentukgeometrik ideal dari produk adalah:

◦ Penyetelan mesin perkakas

◦ Pengukuran geometri produk

◦ Gerakan mesin perkakas

◦ Keausan pahat

◦ Perubahan temperatur

◦ Besar gaya pemotongan

T. Mesin -Fakultas Teknologi Industri-

Universitas Trisakti

Komponen:◦ Tidak mampu tukar◦ Mampu tukar

Keuntungan :1. Waktu perakitan dapat diperpendek2. Tidak perlu membuat semua komponen, yang standar dapat dibeli

dipasaran3. Suku cadang dapat dibuat dalam dalam jumlah yang banyak dan

ongkos relatif lebih murah, perawatan lebih mudah.4. Produktivitas dan fleksibilitas produksi terjamin.

Pengontrolan Dimensi Komponen Tiga masalah dasar industri yang berkaitan dengan

geometri:◦ Spesifikasi geometri ( gambar teknik, yang menjadi acuan pada saat proses

pembuatan,perakitan dan pengukuran geometrik produk) Dimensi Bentuk dan Posisi Kekasaran /kehalusan Permukaan



01.2.METROLOGI

Metrologi mencakup tiga hal utama



Metrologi : Ilmu pengukuran besaran teknik

1. Penetapan definisi satuan-satuan ukuran yang diterimasecara internasional

misal: meter, kilogram, Kelvin, Ampere, Second, dll.

2. Perwujudan satuan-satuan ukuran berdasarkan metode-metode ilmiah

misal: perwujudan nilai meter menggunakan sinar laser, kilogram dalam bentuk prototipe benda fisik.

3. Penetapan rantai ketertelusuran dengan menentukan danmerekam nilai akurasi suatu pengukuran danpenyebarluasan pengetahuan tersebut

Misal: hubungan (perbandingan) antara nilai ukur sebuah mikrometerulir di bengkel dan standar panjang di laboratorium standar panjang.

Pembagian dalam MetrologiSecara umum Metrologi dikelompokkan menjadi tiga kategori utamadengan tingkat kerumitan dan akurasi yang berbeda-beda:

1.Metrologi Ilmiah (Scientific Metrology):

Metrologi yang berhubungan dengan pengaturan dan pengembanganstandar-standar pengukuran dan pemeliharaan dari tingkat standar kerjahingga standar internasional.

2.Metrologi Industri (Industrial Metrology) :

Metrologi yang bertujuan untuk memastikan bahwa sistem pengukurandan alat-alat ukur di industri berfungsi dengan akurasi yang memadai, baikdalam proses persiapan, produksi maupun pengujiannya.

3.Metrologi Legal (Legal Metrology) :

Metrologi yang berkaitan dengan pengukuran yang berdampak padatransaksi perdagangan, kesehatan, keselamatan dan kepentingan umum.



Metrologi Ilmiah

BIPM ( Buro Internationale Poid & Measure) atau Pusat

InternasionalTimbangan danTakaran, metrologi ilmiah

dikelompokan menjadi 9 bidang teknis. yaitu:



No BidangTeknis Satuan

1 Massa dan besaran yang terkait kg, N, Pa

2 Panjang dan Sudut m, rad

3 Waktu dan Frequensi s, Hz

4 Suhu K, % RH

5 Kelistrikan A, V, Ώ

6 Akustik danVibrasi dB

7 Fotometri dan Radiometri cd, lux

8 Radiasi Pengion dan Radioaktivitas Bq, Sv

9 Jumlah Zat mol

Bidang , subbidang dan standar pengukuran

yang diperlukan diantaranya:

Bidang Sub-bidang Standar pengukuran

yang penting

Massa dan

besaran

terkait

Pengukuran

Massa

Standar massa timbangan

Standar mass comparator

Gaya dan

tekanan

Load cell, dead weight

tester, force machine,

torsi meter, manometer

Volume, densitas

dan viskositas

Areometer gelas, glass

ware, vibration

densitometer, viscometer

kapiler gelas, viscometer

rotasi



Bidang KelistrikanBidang Sub-bidang Standar pengukuran yang

penting

Kelistrikan dan

kemagnitan

Kelistrikan DC Komparator arus kriogenis,

efek Josephson dan efek

Quantum, acuan diode Zener

metode potensiometer,

jembatan komparator dsb

Kelistrikan AC Pengubah (converter) AC/DC,

kapasitor standar, kapasitor

udara, induktasi standar,

kompensator, wattmeter dsb

Kelistrikan frekuensi

tinggi

Pengubah termal, kalorimeter,

bolometer

Arus kuat dan

tegangan tinggi

Tranformator pengukur arus

tegangan, sumber tegangan

tinggi acuan



Bidang Panjang (Dimensi)Bidang Sub-bidang Standar pengukuran

yang pentingPanjang Panjang gelombang dan

interferometer

Stabilized Laser, Laser

Measuring System, Interfero

meter system

Metrologi dimensi Gauge Block, standard scale,

step gauge, height master, dial

gauge , CMM, UMM dsb

Pengukuran sudut Angle block, autocollimator,

rotary table, precision level,

sine bar

Metrologi geometrik Kelurusan, kerataan,

kesejajaran,

ketegaklurusan,kebundaran

dsb

Kekasaran permukaan Standar kekasaran , step

height and grove srandard,

Roughness TesterT. Mesin -Fakultas Teknologi Industri-


Bidang Waktu,Frekuensi dan Temperatur

Bidang Sub-bidang Standar pengukuran

yang pentingWaktu dan

Frekuensi

Pengukur Waktu Standar frekuensi atomic

Cesium, alat ukur iterval

waktu

Frekuensi Standar frekuensi atomic

Cesium, Isolator Kuarsa,

Laser. Pencacah elektronik

Termometri Pengukur Suhu

kontak

Termometer gas, titik tetap

ITS 90

Termometer tahanan,

termokoel

Pengukur suhu non

kontak

Black body suhu tinggi,

radiometer kriogenis,

pirometer, foto diode Si

Kelembaban Miror dew point meter atau

higrometer elektronis, doble

pressure/ humidity generator.



Bidang RadiasiBidang Sub-bidang Standar pengukuran

yang pentingRadiasi pengion

dan radioaktif

Dosis terserap- produk

Industri tingkat tinggi

Kalorimeter, high dose rate

cavity terkalibrasi, disimeter

dikromat

Dosis terserap- produk Kalorimeter, kamar ionisasi

Perlindungan terhadap

radiasi

Kamar ionisasi,

berkas/medan radiasi acuan

pencacah proposional,

Spektro meter neutron

Borner

Radioaktif Kamar ionisasi tipe sumur

(well), sumber radioaktivitas

bersertifikat, spektrokopi

gamma dan alpha, ditektor 4

gamma

Serat optis Bahan acuan – Serat Au



Bidang Fotometri, Radiometri dan

AliranBidang Sub-bidang Standar pengukuran yang

penting

Fotometri dan

Radiometri

Radiometri Optis Radiometer kriogenis, ditektor,

sumber acuan laser stabil, bahan

acuan- serat Au

Fotometri Detektor cahaya tampak,

fotodioda Si, detektor efisiensi

kuantum

Kalorimetri Spektrofotometer

Aliran Aliran gas (volume) Bell prover, gas meter rotary,

meter gas turbin, meter transfer

dengan critical nozzle.

Aliran air (volume,

massa dan energi)

Aliran zat cair selain air

Standar volume, standar terkait

massa Coriolis, level meter,

pengukur aliran induktif dan

ultrasonik

Anemometri AnemometerT. Mesin -Fakultas Teknologi Industri-


Bidang Akustik, Ultrasound dan

VibrasiBidang Sub-bidang Standar pengukuran yang

pentingAkustik,

Ultrasound dan

Vibrasi

Pengukuran akustik

dalam gas

Mikropon standar, pistonphone,

mikropon, kondensor, kalibrasi

suara

Akselerometri Akselerometer, tranduser gaya,

vibrator, interferometer laser

Pengukuran akustik

dalam cairan

Hidropon

Ultrasound Pengukur daya ultrasonik,

radiation force balance

Jumlah zat Kimia lingkungan

Kimia klinis

CRM (Certified reference

material), spektrometer massa,

kromatograf

Kimia bahan Bahan murni, CRM

Kimia pangan

Biokimia

Mikrobiologi

Pengukuran keasaman

CRM



Metrologi yang bertujuan untuk memastikan bahwa sistem pengukuran danalat-alat ukur di industri berfungsi dengan akurasi yang memadai, baik dalamproses persiapan, produksi maupun pengujiannya.

Mutu atau Kualitas : istilah yang mengandung arti relatif yang digunakanuntuk menilai tingkat persesuaian suatu hal terhadap acuannya

Kontrol Kualitas : melakukan karakteristik produk yang kemudiandibandingkan dengan acuan yang dibakukan, distandarkan

Gambar Teknik :

◦ Bidang Datum / Bidang acuan untuk pengukuran

◦ Besar toleransi : penyimpangan yang diperbolehkan pada alat ukur,

dapat dilihat pada tabel toleransi

- Simbol toleransi

Contoh : 32 H7 (0+0,025 ) berarti ukuran dasar/nominal 32 mm, penyimpangan

atas 32,025 dan penyimpangan bawah 32,000 , alat ukur mikrometer atau kaliber

batas



METROLOGI INDUSTRI



Penyimpangan yang diperbolehkan untuk ukuran /

dimensi / sudut tanpa tanda toleransi (Toleransi Terbuka)



Tabel 2.23. Penyimpangan yang diperbolehkan bagi ukuran /

dimensi tanpa tanda toleransi ( Toleransi terbuka)

Ukuran nominal (mm) 0,5 s/d 3 Di atas 3

s/d 6

Di atas 6

s/d 30

Di atas 30

s/d 120

Di atas

120 s/d

315

Di atas

315 s/d

1000

Di atas

1000 s/d

2000

Teliti ± 0,05 ± 0,05 ± 0,1 ± 0,15 ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5

Sedang ± 0,1 ± 0,1 ± 0,2 ± 0,3 ± 0,5 ± 0,8 ± 1,2 Penyimpangan

yang diizinkan Kasar ± 0,2 ± 0,5 ± 0,8 ± 1,2 ± 2 ± 3

Tabel 2.24. Penyimpangan yang diperbolehkan bagi sudut tanpa tanda

toleransi ( Toleransi terbuka)

Panjang dari sisi yang pendek s/d 10 Di atas 10 s/d

50

Di atas 50 s/d

120

Di atas 120 s/d

400

dlm derajat dan

menit ± 1° ± 30’ ± 20’ ± 10’

Penyimpangan

yang diizinkan dlm mm tiap 100

mm ± 1,8 ± 0,9 ± 0,6 ± 0,3

02. Pengenalan Besaran Panjang

02.1Satuan Pengukuran ,Satuan Dasar,

turunan, dan tambahan

02.2 Besaran Standar Panjang dengan

satuan Dasar Meter



Apakah Standar ?

Standar adalah suatu pengukuran materi

atau sifat fisik yang mendefinisikan atau

menghasilkan unit pengukuran suatu

kuantitas dasar atau turunan

Suatu standar harus dicek terhadap standar

yang lebih tinggi untuk mengetahui

keakurasian dan keterlacakannya

(traceability)



Hirarki Standar Standar Fundamental atau absolut: sebuah nilai yang telah

ditetapkan tanpa bantuan dari standar lain dengan kuantitas yang sama.

Standar International: suatu standar yang diakui berdasarkanperjanjian internasional sebagai dasar untuk menetapkan nilai darisemua standar lain terhadap jumlah tertentu

Standar National atau Standar Primer: suatu standar yang menetapkan nilai dari semua standar lainnya terhadap suatu jumlah tertentu dalam suatu negara tertentu.

Standar Sekunder: suatu standar yang nilainya ditetapkanberdasarkan hasil pembandingan dengan standar primer

Standar Kerja: sebuah standar sekunder yang digunakan untukmenverifikasi instrumen-instrumen pengukuran pada suatu pabrik,toko dan sebagainya.



Pengukuran : "Membandingkan suatu besaran dengan besaran acuan /standar". Syarat-syarat besaran standar :

Dapat didefinisikan secara fisik. Jelas dan tidak berubah dengan waktu Dapat digunakan sebagai pembanding, dimana saja di dunia ini.



02. SATUAN PENGUKURAN



Standar Panjang tanganSatuan Radial dan Steradial



Definisi Massa, Panjang dan Temperatur Satuan besaran massa dalam SI adalah kilogram (Kg),

ditetapkan dalam CGPM ke 3 th 1901, adalah:

1 Kg :Massa yang sama dengan massa prototipeinternasional kilogram pada The International Bureau of Weights and Measures di Se’vres, Perancis.

Satuan besaran panjang dalam SI adalah 1 meter (m), ditetapkan dalam CGPM ke 17 th 1983 adalah:

1 Meter : Jarak (dimensi ) yang ditempuh sinar (Laser Merah yang berasal dari gas Argon yang di-ion-kan yang distabilkan panjang gelombangnya) pada ruang hampaselama 1/299 792 458 sekon".

Satuan besaran suhu termodinamik dalam SI adalah Kelvin (K), ditetapkan dalam CGPM ke 14 th 1968, adalah:

1 Kelvin, satuan temperatur termodinamik adalah fraksi1/273,16 dari temperatur termodinamik titik tripel air.



Satuan besaran arus listrik dalam SI

adalah Ampere 1 Ampere (1948): adalah arus konstan

yang jika dipelihara dalam dua

konduktor lurus sejajar dengan

panjang tak terbatas dan penampang

diabaikan, dan ditempatkan terpisah 1

meter dalam ruang hampa, diantara

konduktor akan menghasilkan suatu

gaya sama dengan 2 x 10-7 newton

per meter panjang.



Satuan Cahaya dalam SI adalah Candela

1Candela (1979): Intensitas cahaya, dalamarah tertentu, dari sebuah sumber yang memancarkan radiasi monokromatik padafrekuensi 540 x 1012 hertz dan memilikiintensitas pancaran 1 / 683 watt per steradianke arah itu.

1 Mol (1971): Jumlah substansi suatu sistemyang mengandung banyaknya entitaselementer seperti atom-atom dalam 0,12 kilogram atom karbon.



Satuan Jumlah Zat dalam SI adalah Mol



Tabel 3.3

Nama depan untuk menyingkat

penulisan angka hasil pengukuran

Besaran

Turunan

Nama Satuan Standar Simbol

Luas Bidang

Volume

Kecepatan

Percepatan

Gaya

Tekanan

Energi (Kerja)

Daya

Potensial Listrik

Tahanan Listrik

Meter Persegi

Meter Kubik

Meter Per Sekon

Meter PerSekon Kuadrat

Newton

Pascal

Joule

Watt

Volt

Ohm

m2

m3

m/s

m/s2

N; kg m/s2

Pa, N/ m2; kg/(m. s2 )

J; N.m ; kg. m2 /s2

W ; J/s ; kg. m2 /s3

V ; W/A ; kg. m2 /(s3.A)

; V/A ; kg. m2/ ( s3.A2)



Tabel 3.3 Nama depan untuk menyingkat penulisan angka hasil pengukuran

Tugas Metrologi

1. Cari alat ukur yang mempunyai komponen lengkap : sensor, pengubah, penunjuk

2. Uraikan cara kerjanya, kecermatannya, lengkapi dengan gambar detailnya.

3. Buat studi kasus ( contoh) pemakaian alat ukur tersebut terhadap suatu produk.

4. Dibuat masing2 mahasiswa.Studi kasus tidak boleh sama.

5. Benda Ukur digambar dengan cad ( bebas)

6. Presentasi dua minggu sebelum UAS, nilai 30%



Education

Modul1 pendahuluan Metrologi Industri