Aplikasi Sistem Pengukuran

Tidak ada pengukuran = Tidak ada ilmu pengetahuan
No Measurement = No Science

Ungkapan itulah yang diucapkan oleh Bapak Dosen Pengampu Mata Kuliah Sistem Pengukuran dan Kalibrasi, Bapak Ali Musyafa diawal perkuliahan.

 

Jika dipikir-pikir lagi, dengan lebih mendalam, memang benar. Sains/ilmu pengetahuan tidak akan pernah ada dan berkembang tanpa adanya pengukuran. Bagaimana bisa mengetahui karakteristik sesuatu jika tidak ada parameter-parameter yang dapat diukur baik kualitatif dan kuantitatif? Untuk itulah mengapa mempelajari sistem pengukuran menjadi sangat penting, terutama bagi engineer, wabil khusus engineer teknik fisika.

Ketika mendengar kata pengukuran, saya tebak pasti yang Anda pikirkan adalah mengukur panjang menggunakan instrumen yang bernama penggaris, atau mungkin mengukur berat menggunakan timbangan. Memang tidak salah, tetapi sistem pengukuran tidak hanya sesempit dan sebatas itu saja. Fungsi sistem pengukuran tidak melulu hanya untuk mengukur saja,hmm, maksudnya seperti apa? ayo dilanjutkan membacanya.

Owh ya, untuk merefresh pemahaman kita, dalam bahasa saya, pengertian dari sistem adalah kesatuan komponen-komponen penyusun untuk mencapai suatu tujuan tertentu. Jadi, sistem pengukuran adalah kesatuan dari komponen-komponen yang digunakan untuk mengukur. Dikarenakan mengukur adalah suatu aktivitas, maka dibutuhkan teknik pengukuran.

Disadari atau tidak, saat ini teknik pengukuran memainkan peranan yang besar dalam peradaban manusia terutama bidang teknologi. Kata teman saya jurusan Teknik Perkapalan, salah beberapa mili saja dalam pembuatan body kapal, dapat menyebabkan kapal menjadi tenggelam. Jadi, teknik pengukuran untuk mendapatkan ketelitian mili meter tersebut sangat penting karena dapat menyangkut kerugian yang sangat besar dan hilangnya nyawa.

Secara umum, pemanfaatan atau aplikasi dari sistem pengukuran dapat digolongkan menjadi tiga kategori. Kategori pertama adalah penggunaan sistem pengukuran dalam aktivitas perdagangan, penggunaan instrumen untuk mengukur kuantitas fisik seperti panjang, volume dan massa dalam suatu satuan yang telah terstandarisasi (biasanya sistem SI). Instrumen dan transduser khusus juga digunakan dalam aktivitas perdagangan. Pemanfaatan sistem pengukuran seperti ini sangat mudah kita jumpai pada saat pergi kepasar, ke pom bensin, dan lain-lain.

Aplikasi kedua dari sistem pengukuran adalah fungsi monitoring. Ini yang dimaksud saya diawal bahwa sistem pengukuran tidak untuk mengukur saja, tetapi lebih dari sekedar mengukur, memonitoring. Fungsi dari monitoring adalah menyediakan informasi yang memungkinkan pengguna untuk mengambil tindakan awal sebelum kejadian yang tidak diinginkan terjadi dan juga memastikan bahwa semua berjalan sesuai dengan rencana. Sebagai contoh, tukang kebun menggunakan termometer untuk menentukan apakah harus menyalakan pemanas dalam rumah kacanya atau membuka jendela rumah kacanya jika terlalu panas.

Sistem monitoring digunakan secara luas untuk menyedikan informasi yang dibutuhkan operator dalam mengontrol proses industri. Sebagai contoh proses kimia, keberlangsungan reaksi kimia ditandai oleh pengukuran pada temperatur dan tekanan pada beberapa titik, dan pengukuran mengizinkan operator untuk mengambil keputusan yang tepat dengan mengontrol asupan listrik ke pemanas, mendinginkan air yang mengalir, merubah posisi valve (dalam bahasa sederhanya adalah kran) dan lain sebagainya, Salah satu penggunaan penting dari peralatan monitoring pada kalibrasi instrumen yang digunakan pada proses kontrol otomatis dijelaskan di bagian bawah tulisan ini.

Digunakan sebagai bagian dari umpan balik (feedback) dalam sistem kontrol adalah aplikasi kategori ketiga dari sistem pengukuran. Gambar dibawah menunjukkan diagram blok fungsional dari sistem kontrol temperatur sederhana, dimana temperatur ruangan (Ta) diatur oleh nilai temperatur referensi (Td). Temperatur referensi adalah temperatur yang diinginkan. Besarnya temperatur ruangan (Ta) diatur oleh alat pengatur temperatur yang dibandingkan dengan nilai temperature referensi (Td). Perbedaan nilai Td dan Ta adalah e yang merupakan sinyal error yang masuk kedalam pemanas/heater. Heater kemudian menjadikan suhu ruangan sedemikian rupa hingga Ta = Td. Karakteristik dari alat ukur yang digunakan dalam sistem kontrol umpan balik sangatlah penting dalam pencapaian kualitas kontrol (Quality of Control). Akurasi dan resolusi dari output yang dihasilkan dari proses yang telah dikontrol tidak pernah bisa lebih baik/bagus dibandingkan dengan akurasi dan resolusi alat ukur yang digunakan. Ini adalah suatu prinsip yang sangat penting, tetapi jarang didiskusikan didalam buku kontrol sistem otomatis. Buku-buku kontrol sistem otomatis hanya menjabarkan secara teori mengenai aspek dari perancangan sistem kontrol secara mendalam, tetapi gagal untuk memberikan penekanan pada fakta bahwa semua peningkatan dan batas perhitungan performa, dan lain sebagainya seluruhnya bergantung pada kualitas dari proses pengukuran yang diperoleh.

Komponen sistem control loop tertutup sederhana

Nur Abdillah Siddiq

Mahasiswa Jurusan Teknik Fisika ITS, sedang menggeluti NanoTeknologi dan dunia pengembangan diri.Memiliki misi besar untuk menjadi insan yang memberikan kontribusi nyata pada agama Islam, Negara Indonesia, dan Orang Tua Tercinta (H. Fajar Rahman dan Hj. Sri Tumiasih).