Modul Praktikum Instrumentasi Dan Pengukuran 2018.pdf

POLBAN

PETUNJUK PRAKTIKUM

INSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2018

TATA TERTIB I. KEHADIRAN 1. Mahasiswa wajib mengisi daftar hadir. 2. Keterlambatan lebih dari 20 menit tidak boleh mengikuti praktikum kecuali atas persetujuan dosen pembimbing atau kepala laboratorium. 3. Apabila dosen pembimbing tidak hadir, bilamana kondisi memungkinkan, mahasiswa tetap menjalankan praktikum dengan dibimbing oleh dosen yang ditunjuk. Bilamana kondisi tidak memungkinkan, mahasiswa boleh meninggalkan laboratorium dan waktu praktikum pengganti dapat dirundingkan dengan dosen pembimbing. II. PRAKTIKUM 1. Praktikan wajib memakai jas-lab. 2. Tidak diperkenankan membawa tas dan buku-buku di meja praktikum, kecuali petunjuk praktikum, alat tulis, jurnal praktikum dan peralatan/berkas tugas yang harus dilakukan. 3. Tidak boleh makan/minum dan bergurau di laboratorium. 4. Setiap selesai praktikum mahasiswa wajib membereskan seluruh peralatan dan menyerahkan data pengamatan kepada pembimbing sebelum pulang. III. PRAKTIKUM SUSULAN Praktikum susulan hanya diberikan kepada mahasiswa yang sakit atau keperluan yang tidak bisa ditinggalkan. IV. LAPORAN 1. Laporan praktikum berupa laporan singkat dibuat satu buah untuk setiap kelompok, tetapi pembahasan dibuat oleh masing-masing mahasiswa. 2. Laporan singkat memuat : TUJUAN, DATA PERCOBAAN, HASIL PERCOBAAN, PEMBAHASAN, dan KESIMPULAN. 3. Pada praktikum paling akhir, mahasiswa membuat laporan lengkap. 4. Laporan lengkap memuat : KATA PENGANTAR, DAFTAR ISI, ABSTRAK, PENDAHULUAN, TINJAUAN PUSTAKA, METODOLOGI, DATA PERCOBAAN, HASIL DAN PEMBAHASAN, KESIMPULAN, DAFTAR PUSTAKA, LAMPIRAN (bila ada). 5. Laporan ditulis di atas kertas ukuran A-4 (70 - 80 gram/m2). 6. Penyerahan laporan paling lambat satu minggu setelah praktikum yang bersangkutan. V. PENILAIAN Komponen penilaian: 1) Praktikum (P) Tes awal (20%), Praktik(40%), Laporan (40%). 2) Ujian Praktik (U) Persiapan (15%), Pengoperasian (40%), Sikap (10%), Hasil (25%), Waktu (10%) Nilai Praktikum = 0,6 P + 0,4 U;

JADWAL PRAKTIKUM ISNTRUMENTASI DAN PENGUKURAN SEM. GANJIL 2018/2019 NAMA MAHASISWA

Sept 28

Okt 5

12

Des

Nov 19

26

2

9

16

23

7

14

UJIAN PRAKTIK

NIM

Praktikum Susulan

KEL

Kelas : 2A-TKI

30

171411001 ANNISA AULIA ANSHARI 1A

171411002 ANISSA FENI HARYATI 171411003 DIENI NURUL FATHIYYAH

P

T

L

F

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171411004 EGITA MAULIDA HERDIANI 171411005 ELSA DWI APRILIA 2A

171411006 ERYAN GABRIEL 171411007 FAISAL KAMALLUDIN 171411008 FATHURRAHMAN 171411009 FAULIKA GUSTIANA VANNY

3A

171411010 FITRI SRIKANDINAWATI NABILA 171411011 GABRIELLA VIALINA PUSPANINGT

4A

171411015 IQBAL MUHAMAD FARIZ 171411016 KAMIL HAIKAL FAUZI

UJIAN PRAKTIK

171411014 INSANI MARDLIYYAH

171411017 KAUTSAR YUDHA PRATAMA 171411018 KISMIAZI 5A

171411019 MAR'ATUS SHOLIKHAH 171411020 MENTARI SALMA FAUZIAH

UTS

171411013 HANA SELVYANA

P

T

L

F

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171411021 NANDA LIANT KUMARA 171411022 REGINA TASKIA AMALIA 6A

171411023 RIZA YULIAWATI NURHALIPAH 171411024 SAEFUL HIDAYAT 171411025 SAHRUL MULYADI 171411026 SHERLY DEA YOLANDITA LUKMAN

7A

171411027 TEGUH FATWA PANUNTUN 171411028 TRI SATRIO MULYONO 171411029 VALENTINO SIHOMBING

8A

171411030 VERA AMELIA PERMATASARI 171411031 WIDYA FITRIANA NURFAUZIAH

JUDUL P Instrumentasi dan Pengukuran Tekanan F Instrumentasi dan Pengukuran Aliran L Instrumentasi dan Pengukuran Level T Instrumentasi dan Pengukuran Suhu

PEMBIMBING Dian Ratna Suminar, S.T., M.T. Dian Ratna Suminar, S.T., M.T. Ir. Heriyanto, M.T. Ir. Heriyanto, M.T.

Bandung, 27 Agustus 2018 Kepala Laboratorium

Ir. Heriyanto, M.T. NIP 195705071989031001

21

JADWAL PRAKTIKUM ISNTRUMENTASI DAN PENGUKURAN SEM. GANJIL 2018/2019 NAMA MAHASISWA

Okt

Sept 26

3

10

17

Nov 24

31

7

14

Des 28

5

12

L

F

UJIAN PRAKTIK

NIM

Praktikum Susulan

KEL

Kelas : 2B-TKI

21

171411033 AISTYA SALSABILA AULIA 1B

171411034 ALIFAH NUR ASTARI 171411035 ALISHA ANANTIA

P

T

L

F

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171411036 ANDIKA SURYA KILANA 171411037 BELLA NABILA 2B

171411038 DELIFA ARIESTA 171411039 DHARA FIRDAUSA 171411040 DHEA ELITA PERMANA 171411041 DINDA NURHALIZZAH

3B

171411042 FANNY AINUNNISA 171411043 GALUH RIDZKIA UTAMI 171411044 Harry Pujianto 171411046 INTAN PUSPITARINI 171411047 ISMAIL HAMZAH 171411048 JIHAN AZIZAH 171411049 KEMAL VASSA PRATAMA MUSLIH

5B

171411050 M. RISNANDAR ZIRKHAN 171411051 MELINDA INDAH KUSUMA

UTS

4B

UJIAN PRAKTIK

171411045 HERI KURNIAWAN

P

T

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171411052 MIRANTI NUR ARAFAH 171411053 MUHAMMAD AKHID MAULANA AKB 6B

171411054 MUHAMMAD NUR MISSUARI 171411055 MUHAMMAD RIZKY PRADHANA 171411056 OKI ANDRI OKTAVIANA 171411057 RADEN SUKMAWATI

7B

171411058 RANI HUSNA SYAMDHIYA 171411060 RISA NURLAILI QODARIAH 171411061 RIZKY ADITYA CAHYA 171411062 SILVILLA SANI

8B

171411063 WELDY PUTERA 171411064 YASIR MOHAMMAD NAUFAL ATTA

KETERANGAN P Instrumentasi dan Pengukuran Tekanan F Instrumentasi dan Pengukuran Aliran L Instrumentasi dan Pengukuran Level T Instrumentasi dan Pengukuran Suhu

PEMBIMBING Ayu Ratna Permanasari, S.T., M.T. Ayu Ratna Permanasari, S.T., M.T. Ir. Heriyanto, M.T. Ir. Heriyanto, M.T.

Bandung, 27 Agustus 2018 Kepala Laboratorium

Ir. Heriyanto, M.T. NIP 195705071989031001

19

JADWAL PRAKTIKUM ISNTRUMENTASI DAN PENGUKURAN SEM. GANJIL 2018/2019 NAMA MAHASISWA

Okt

Sept 26

3

10

17

Nov 24

31

7

14

Des 28

5

12

L

F

UJIAN PRAKTIK

NIM

Praktikum Susulan

KEL

Kelas : 2C-TKI

21

171411065 AFFAN AZZAKY 1C

171411066 ALLYSA RAHMAGUSTIANI 171411067 ANDI HAEKAL

P

T

L

F

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171411068 ANNISA NUR AINI 171411069 ANNISAA AZHAAR ARIFIN 2C

171411070 AURISTA FEBRIANTO 171411071 BILQISH ERAWAN 171411072 DEVI RISTAMA 171411073 DHEA PUTRI APRILIANTI

3C

171411074 DINA NUR AMALIA 171411075 DINA OCKTAFIANI 171411076 EKA PUTRI LARASATI LESTARI 171411079 FATIMAH 171411080 HAFIZHA TSALIS NAILATUZZULFA 171411081 IFFATUL AZIZA 171411082 ISNANIAH WAHYUNI

5C

171411083 MEGA MARDIANTI PURNAMA DEW 171411084 MOCHAMAD RIFKY PRATAMA HEN

UTS

4C

UJIAN PRAKTIK

171411078 FARHAN DEDI SOFIAN

P

T

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171411085 MUHAMMAD FARHAN DENISYA 171411086 NABILA KHAIRUNNISA 6C

171411087 NANDA HASRI DWIRIZKY 171411088 NISYA QONITTA ZAHRA 171411089 RIANNY PUSPA RISMAYANI 171411090 RIVANKA AL-FAJAR

7C

171411091 ROYFA FENANDITA FINADZIR 171411092 SITI NURJANAH 171411093 SYNTIA JULIANA 171411094 Tresna Kemala Dewi

8C

171411095 VINA MELINDA 171411096 ZAKIYAH WAFDAH

KETERANGAN P Instrumentasi dan Pengukuran Tekanan F Instrumentasi dan Pengukuran Aliran L Instrumentasi dan Pengukuran Level T Instrumentasi dan Pengukuran Suhu

PEMBIMBING DR. Shoerya S, M.T. DR. Shoerya S, M.T. Ir. Heriyanto, M.T. Ir. Heriyanto, M.T.

Bandung, 27 Agustus 2018 Kepala Laboratorium

Ir. Heriyanto, M.T. NIP 195705071989031001

19

JADWAL PRAKTIKUM ISNTRUMENTASI DAN PENGUKURAN SEM. GANJIL 2018/2019 NAMA MAHASISWA

Okt

Sept 25

2

9

16

Nov 23

30

6

13

Des 20

4

11

UJIAN PRAKTIK

NIM

Praktikum Susulan

KEL

Kelas : 2A-TKPB

27

171424004 ANNISA 1P

171424023 MUHAMMAD MISBAHUSSALAM 171424027 NIRA AULIA HANIFAH

P

T

L

F

F

P

T

L

L

F

P

T

T

L

F

P

171424032 ZACHRA FADHILA NASTITI 171424007 DEFINA RIZKITA NITIMIHARDJA 2P

171424013 HANIF 171424028 OKTAVIAN DIDIK NUR HOLIQ 171424029 Rawiyah Khairunida' Shalihah

3P

171424017 MARIO KONSACHRISTIAN 171424018 MARISSA SILVI DWI LESTARI

UJIAN PRAKTIK

171424021 MUHAMMAD FIKRI RAHMADILLAH 171424002 AHMAD MUHAMMAD 4P

171424006 AWAYNI HUSNA 171424009 DEWI LUTFI JULIANA 171424031 SYIFA RURI SANDYANTI 171424008 Devita Utami Mardiani

5P

171424014 HIKMAH BUDIARTI 171424024 Muhammad Naufal Mahdy

UTS

171424016 ISMI FAUZIAH AZHARI

P

T

L

F

F

P

T

L

L

F

P

T

171424025 NADYA AMELINDA ZAHAR 171424003 AISYAH HAURAINA ANDIKARINI 6P

171424015 ISMA NUR AZIZAH 171424022 MUHAMMAD HELDY RIVALDY 171424030 RISYDA FUADAH 171424010 DHIYA NADHIFAH SALSABILA

7P

171424012 GAMALIEL TANAKA 171424020 MUHAMMAD AZMAN HIZBURROHM 171424026 NEILA ZAKIAH HANUN

KETERANGAN P Instrumentasi dan Pengukuran Tekanan F Instrumentasi dan Pengukuran Aliran L Instrumentasi dan Pengukuran Level T Instrumentasi dan Pengukuran Suhu

PEMBIMBING Harita N Chamidy, LRSC, M.T. Harita N Chamidy, LRSC, M.T. Ir. Heriyanto, M.T. Ir. Heriyanto, M.T.

Bandung, 27 Agustus 2018 Kepala Laboratorium

Ir. Heriyanto, M.T. NIP 195705071989031001

18

PETUNJUK PRAKTIKUM

POLBAN

1.

INSTRUMENTASI PENGENDALIAN (Tekanan, Aliran, Level, Suhu)

Revisi 1/2018 Laboratorium Instrumentasi dan Pengendalian Proses Ir. Heriyanto, M.T.

TUJUAN

Setelah melakukan praktikum ini diharapkan mahasiswa mampu: 1) melakukan identifikasi unit-unit/elemen-elemen pengendalian proses; 2) menjelaskan jenis alat beserta fungsinya pada setiap unit/elemen pengendalian proses; 3) melakukan identifikasi variabel-variabel/sinyal-sinyal pengendalian proses dan media transmisinya. 2.

DASAR TEORI

Instrumen dalam sistem pengendalian dirangkai membentuk konfigurasi pengendalian. Instrumen utama dalam sistem pengendalian adalah: unit pengukuran, unit pengendali, dan unit pengendali akhir. Unit pengukuran terdiri atas sensor dan transmitter. Unit pengendali dapat berua pengendali analog, digital (microcontroller), atau berupa komputer. Unit kendali akhir terdiri atas penggerak yang dilengkapi elemen pengatur aliran massa/energi. Unit kendali akhir paling populer dalam teknologi proses adalah control valve. Diagram blok sistem pengendalian yang merangkai instrumen tersebut disajikan pada Gambar 1.

Gambar 1. Diagram Blok Sistem Pengendalian Prinsip pengendalian adalah mengukur nilai PV kemudian memandingkan dengan nilai yang diinginkan (setpoint, SP). Jika terjadi perbedaan antara PV dan SP, maka pengendali akan memberikan perubahan sinyal kendali ke unit kendali akhir untuk mengatur laju alir massa/energi agar PV kembali ke nilai SP. Pengendalian proses memerlukan unitunit/elemen pengendalian berikut. (1) Unit Proses (process) atau plant. Unit tempat proses berlangsung. Variabel yang akan dikendalikan dalam unit ini disebut dengan variabel proses terkendali (process variable

2

disingkat PV), variabel yang dikendalikan (controlled variable), atau variabel terukur (measured variable).

Gambar 2. Unit sistem proses

(2) Unit Pengukuran (measurement unit). Unit yang berfungsi untuk mengukur variabel proses (PV). Unit pengukuran terdiri atas sensor saja atau sensor dan transmitter.

Gambar 3. Unit pengukuran terdiri atas sensor dan transmiter

(3) Unit Kendali (controling unit). Unit ini merupakan otak dari sistem pengendalian proses. Unit kendali menerima sinyal dari unit pengukuran dan membandingkan hasil pengukuran dari varibel proses (PV) untuk kemudian mengambil keputusan dan memberikan perintah kepada Unit kendali akhir untuk melakukan tindakan tertentu. Unit pengendali menerima sinyal pengukuran dan memberikan sinyal kendali. (4) Unit Kendali Akhir (Final Control Unit). Unit ini merupakan unit yang akan melakukan tindakan akhir sesuai dengan keputusan dan perintah dari unit kendali. Kebanyakan unit ini berupa katup kendali (control valve). Tindakan yang dilakukan adalah memperbesar atau memperkecil bukaan valve. Unit kendali akhir menerima sinyal kendali dan memberikan aksi pengendalian melalui manipulated variable (variabel pengendali).

Gambar 4. Penggerak (actuator) dan elemen regulasi.

1.1

3

Gambar 5. Sketsa control valve.

(5) Unit Pengubah (transducer atau converter). Unit ini mengubah informasi dalam besaran mekanik menjadi elektrik atau sebaliknya. Pengubah yang umum adalah I/P (arus listrik ke pneumatik) atau P/I (pneumatik ke arus listrik).

Gambar 6. Unit Pengubah

1.1

4

INSTRUMENTASI PENGENDALIAN TEKANAN 1.

ALAT DAN BAHAN

1.1 Diagram Instrumen dan Diagram Pengkabelan (wiring diagram) Rangkaian pengendalian tekanan dalam bentuk diagram instrumen disajikan pada Gambar-1.

Gambar 1. Diagram instrumen pengendalian tekanan.

Gambar 2. Susunan peralatan dan diagram pengkabelan pengendalian tekanan. 1.1

5

1.2 Instrumentasi dan Variabel Sistem Pengendalian Gambar instrumentasi pengendalian lengkap disajika pada Gambar-3. Sistem prosesnya adalah tangki peredam dan perpipaan antara sensor tekanan dan control valve. Variabel pengendali adalah aliran gas masuk. Gangguan sistem adalah aliran gas buang. Variabel proses terkendali adalah tekanan gas dalam pipa dan/atau tangki peredam. Variabel proses terukur adalah tekanan dalam perpipaan dan/atau tangki peredam. Sinyal pengukuran keluar dalam bentuk arus listrik 4-20 mA.

I/P Converter, mengubah sinyal listrik 4-20 mA menjadi sinyal pneumatik 3-15 psig

Jembatan Wheatstone yang berisi sensor tekanan jenis strain gauge

Tangki peredam atau penampung

Control valve jenis fail-open

Pressure gauge untuk indikator tekanan proses

Pressure regulator untuk mengatur tekanan gas ke I/P converter

Pressure regulator untuk mengatur tekanan gas ke aliran proses

Gambar 3. Foto rangkaian peralatan pengendalian tekanan Tampilan tegangan 0-1 volt yang bersesuain dengan tekanan 0-10 psig Saklar utama (MCB). Ke atas adalah ON. Pastikan dua tombol hitam dalam kondisi tertekan (ON).

Signal conditioning untuk sinyal tekanan dari sensor

Gambar 4. Foto PCT-10 unit penyesuai sinyal dan pengendali. 1.1

6

2.

PROSEDUR

Identifikasi unit dan varibel pengendalian proses dilaksanakan dengan prosedur sebagai berikut.  Penentuan peralatan yang terdapat sistem pengendalian proses yang akan diidentifikasi.  Identifikasi untuk semua unit/elemen serta verrabel/sinyal dalam peralatan tersebut.  Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/elemen.  Mengukur dan mencatat semua spesifikasi alat dan semua data dalam peralatan. Instrumen yang terlibat adalah sebagai berikut. 1) Sensor Sensor tekanan adalah berupa strain gauge yang dirangkai sebagai jembatan Wheatstone. Perubahan tegangan dalam lengan jembatan, diperkuat dan dikonversi menjadi sinyal arus 4-20 mA dalam signal conditioner yang bertindak sebagai pressure transmitter. Sehingga masukan sensor adalah tekanan gas proses (0-10 psig). Keluaran sensor setelah diproses di transmitter adalah sinyal listrik 4-20 mA. Sinyal 4 mA bersesuaian dengan tekanan 0 psig. Sinyal 20 mA bersesuaian dengan tekanan 10 psig. 2) I/P Converter I/P Converter adalah piranti yang mengubah arus 4-20 mA menjadi sinyal pneumatik (tekanan udara) 3-15 psig (0,2-1 barg). Sinyal pnuematik 3-15 psig dipakai untuk membuka atau menutup control valve. Sehingga masukan I/P Converter adalah sinyal listrik 4-20 mA dan keluarannya sinyal pneumatyik 3-15 psig./ 3) Control Valve Control valve adalah elemen kendali akhir yang berfungsi mengatur aliran fluida (gas atau cair). Control valve yang dipakai jenis fail-open (FO). Artinya, dalam keadaan tanpa energi tekanan udara atau kegagalan energi, maka katup akan terbuka penuh. Bila mendapat sinyal pneumatik maksimum (15 psig), katup akan tertutup penuh. Sinyal kendali antara 3-15 psig maka katup akan sebagian, proposional dengan besarnya sinyal pneumatik.Semakin kecil sinyal penumatik, maka katup semakin terbuka. Dan sebaliknya. Sebagai sistem, maka masukan control valve adalah sinyal pneumatik 3-15 psig dan keluarannya adalah aliran udara proses yang menghasilkan tekanan proses 10-0 psig. Pada saat sinyal masuk 3 psig, maka tekanan udara proses 10 psig. Saat sinyal 15 psig, tekanan udara proses 0 psig. 3.

DATA PERCOBAAN

Hasil identifikasi, pengukuran dan pencatatan dari semua unit/elemen dan sinyal dari percobaan ini dilaporkan dalam bentuk tiga data sebagai berikut.  Gambarkan sketsa semua elemen pengendalian yang ada.  Berikan label dan penjelasan mengenai unit/elemen dan variabel/sinyal pada gambar yang saudara buat.

1.1

7

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke 2

Tanggal

Fungsi Sensor

Jenis Besaran yang diukur Rentang pengukuran

Transmiter Jenis

....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... Elektronik/Pneumatik (coret yang tidak perlu)

Sinyal Keluaran .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

8

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke 2

Tanggal

Fungsi Pengendali

Jenis

□ Elentronik □ Elektronik

□ Pneumatik □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

9

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke 2

Tanggal

Fungsi Konverter

Jenis

□ I/P □ Elektronik

□ P/I □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

10

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Final Control Element

Aksi

□ FO □ Elektronik

□ FC □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi Besaran yang keluar

.......................................................................................

Kapasitas Valve (Cv) Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

Catatan: FO-Fail Open, FC-Fail Closed 1.1

11

4.

KESELAMATAN KERJA DAN POTENSI BAHAYA

Potensi bahaya yang perlu diwaspadai.  Hati-hati dengan listrik bolak-balik 220 V dari PLN  Pada saat bekerja, di sekitar meja tidak terdapat pemasangan listrik yang berbahaya.  Selidiki dengan test-pen atau peralatan lain, apakah semua peralatan telah ditanahkan dengan baik. Hal ini untuk menghindari sengatan listrik akibat efek kapasitif.  Berhati-hatilah dengan perhiasan logam, seperti cincin, jam tangan, mistar logam, dan lain-lain alat yang mampu membuat hubung singkat.  Usahakan agar tidak seorangpun dapat tersandung oleh kawat-kawat atau tidak sengaja merobohkan peralatan.  Bila menghubungkan peralatan, maka hubungan dengan jaringan listrik dilakukan paling akhir.  Jika terjadi sengatan listrik dan korban terbelit kawat, jangan panik! Cepat putuskan sambungan listrik, baru menolong korban. 5.

PENGOLAHAN DATA

5.1

Hasil Percobaan  Tampilkan gambar sketsa peralatan berikut penunjukkan elemen/unit dan sinyal atau variabelnya.  Lengkapi tabulasi data yang tersedia

5.2

Pembahasan  Membahas masing-masing unit, fungsinya dalam sistem pengedalian proses, sinyal masuk dan sinyal keluar.  Membahas jenis sinyal, arah sinyal dan sistem transmisinya.

1.1

12

INSTRUMENTASI PENGENDALIAN ALIRAN 1.

ALAT DAN BAHAN

1.1 Diagram Instrumen Rangkaian pengendalian aliran disajikan pada Gambar-1 dan 2.

Gambar 1. Susunan peralatan. Keterangan Gambar 1: (1) Bak berisi air (2) Pompa (3) Control valve (4) I/P Transducer (5) Udara instrumen (6) Manometer (7) Regulator tekanan udara

(8) Pengendali luar (9) Panel kendali (10) Komputer (11) Rotameter (12) Katup buang manual (13) Sensor aliran (jenis turbin) (14) Katup solenoida

X = Sinyal kendali (controller output, keluaran pengendali), arus 4 – 20 mA Y = Sinyal pengukuran aliran (masukan pengendali), arus 1-5 V

Gambar 2. Diagram Instrumen Pengendalian Aliran 1.1

13

Keterangan Gambar-2: FT – Flow Transmitter, piranti yang mengukur dan mengirimkan data aliran FC – Flow Controller, pengendali aliran FY – Flow Converter, piranti I/P converter untuk mengubah sinyal listrik menjadi pnemuatik. Tulisan FC di bawah control valve berarti fail-closed. Huruf R di atas FC adalah reverse acting, bila laju alir naik, sinyal kendali turun.

1.2 Instrumentasi dan Variabel Sistem Pengendalian Sistem proses dalam pengendalian aliran adalah perpipaan antara sensor aliran dan control valve. Variabel pengendali adalah aliran air masuk. Gangguan sistem adalah aliran air keluar. Variabel proses terkendali adalah aliran air. Variabel proses terukur adalah laju alir air. Sinyal pengukuran keluar dalam bentuk tegangan listrik 1-5 V. Saklar ON-OFF

Saklar ON-OFF pompa

Tampilan laju alir air (L/h) I/P Converter, mengubah sinyal listrik 4-20 mA menjadi sinyal pneumatik 3-15 psig

Saklar pemilih. Pilih PC atau MANUAL Control valve jenis fail-closed

Katup pengatur aliran keluar Sensor aliran

Rotameter, alat ukur aliran

Gambar 2. Foto sistem pengendalian aliran.

1.1

14

Katup pengatur aliran keluar

Gambar 3. Foto sensor aliran.

2.

Gambar 4. Foto katup aliran.

PROSEDUR

Percobaan modul konfigurasi pengendalian yang berupa identifikasi unit dan varibel pengendalian proses dilaksanakan dengan prosedur sebagai berikut.  Penentuan peralatan yang terdapat sistem pengendalian proses yang akan diidentifikasi.  Identifikasi untuk semua unit/elemen serta verrabel/sinyal dalam peralatan tersebut.  Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/elemen.  Mengukur dan mencatat semua spesifikasi alat dan semua data dalam peralatan. Instrumen yang terlibat adalah sebagai berikut. 1) Sensor Sensor aliran adalah berupa turbin. Oleh putaran turbin dihasilkan pulsa-pulsa listrik. Jumlah pulsa tiap detik diubah menjadi sinyal tegangan listrik 1-5 V yang merepresentasikan laju alir 0-100 L/h. Sehingga masukan sensor adalah laju alir air (0-100 L/h). Keluaran sensor setelah diproses di transmitter adalah sinyal listrik 1-5 V. Sinyal 1 V bersesuaian dengan laju alir 0 L/h. Sinyal 5 V bersesuaian dengan laju alir 100 L/h. 2) I/P Converter I/P Converter adalah piranti yang mengubah arus 4-20 mA yang berasal dari pengendali menjadi sinyal pneumatik (tekanan udara) 3-15 psig (0,2-1 barg). Sinyal pnuematik 3-15 psig dipakai untuk membuka atau menutup control valve. Sehingga masukan I/P Converter adalah sinyal listrik 4-20 mA dan keluarannya sinyal pneumatyik 3-15 psig. 3) Control Valve Control valve adalah elemen kendali akhir yang berfungsi mengatur aliran fluida (gas atau cair). Control valve yang dipakai jenis fail-closed (FC). Artinya, dalam keadaan tanpa energi tekanan udara atau kegagalan energi, maka katup akan tertutup penuh. Bila mendapat sinyal pneumatik maksimum (15 psig), katup akan terbuka penuh. Sinyal kendali antara 3-15 psig maka katup akan sebagian, proposional dengan besarnya sinyal pneumatik. Semakin besar sinyal penumatik, maka katup semakin terbuka. Dan sebaliknya. Sebagai sistem, maka masukan control valve adalah sinyal pneumatik 3-15 psig dan keluarannya adalah aliran air 0-100 L/h. Pada saat sinyal masuk 3 psig, maka laju alir 0 L/h. Saat sinyal 15 psig, laju alir 100 L/h. 1.1

15

3.

DATA PERCOBAAN

Hasil identifikasi, pengukuran dan pencatatan dari semua unit/elemen dan sinyal dari percobaan ini dilaporkan dalam bentuk tiga data sebagai berikut. DATA:

 

Gambarkan sketsa semua elemen pengendalian yang ada. Berikan label dan penjelasan mengenai unit/elemen dan variabel/sinyal pada gambar yang saudara buat.

1.1

16

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Sensor

Jenis Besaran yang diukur Rentang pengukuran

Transmiter Jenis

....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... □ Elektronik □ Pneumatik

Sinyal Keluaran .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

17

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Pengendali

Jenis

□ Elektronik □ Elektronik

□ Pneumatik □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

18

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Konverter

Jenis

□ IP □ Elektronik

□ P/I □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

19

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Final Control Element

Aksi

□ FC □ Elektronik

□ FO □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi Besaran yang keluar

.......................................................................................

Kapasitas Valve (Cv) Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

Catatan: FO-Fail Open, FC-Fail Closed 1.1

20

4.

KESELAMATAN KERJA DAN POTENSI BAHAYA

Potensi bahaya yang perlu diwaspadai.  Hati-hati dengan listrik bolak-balik 220 V dari PLN  Pada saat bekerja, di sekitar meja tidak terdapat pemasangan listrik yang berbahaya.  Selidiki dengan test-pen atau peralatan lain, apakah semua peralatan telah ditanahkan dengan baik. Hal ini untuk menghindari sengatan listrik akibat efek kapasitif.  Berhati-hatilah dengan perhiasan logam, seperti cincin, jam tangan, mistar logam, dan lain-lain alat yang mampu membuat hubung singkat.  Usahakan agar tidak seorangpun dapat tersandung oleh kawat-kawat atau tidak sengaja merobohkan peralatan.  Bila menghubungkan peralatan, maka hubungan dengan jaringan listrik dilakukan paling akhir.  Jika terjadi sengatan listrik dan korban terbelit kawat, jangan panik! Cepat putuskan sambungan listrik, baru menolong korban. 5.

PENGOLAHAN DATA

5.1

Hasil Percobaan  Tampilkan gambar sketsa peralatan berikut penunjukkan elemen/unit dan sinyal atau variabelnya.  Lengkapi tabulasi data yang tersedia

5.2

Pembahasan  Membahas masing-masing unit, fungsinya dalam sistem pengedalian proses, sinyal masuk dan sinyal keluar.  Membahas jenis sinyal, arah sinyal dan sistem transmisinya.

1.1

21

INSTRUMENTASI PENGENDALIAN LEVEL 1.

ALAT DAN BAHAN

1.1 Diagram Instrumen Rangkaian pengendalian aliran disajikan pada Gambar-1 dan 2.

Gambar 1. Diagram Instrumen Pengendalian Level

Gambar 2. Susunan peralatan pengendalian level. Keterangan Gambar 2: (15) Bak berisi air (16) Pompa (17) Control valve (18) I/P Transducer (19) Udara instrumen (20) Manometer (21) Regulator aliran udara

(22) Pengendali luar (23) Panel kendali (24) Komputer (25) Tangki Penampung (26) Katup buang utama (27) Sensor dan transmiter level (28) Katup solenoida (29) Katup buang gangguan X = Sinyal kendali (controller output, keluaran pengendali), arus 4 – 20 mA Y = Sinyal pengukuran aliran (masukan pengendali), arus 1-5 V 1.1

22

1.2 Instrumentasi dan Variabel Sistem Pengendalian Sistem proses dalam pengendalian level adalah tangki penampung. Variabel pengendali adalah aliran air masuk. Gangguan sistem adalah aliran air keluar. Variabel proses terkendali adalah level air (tinggi air). Variabel pengendali adalah aliran air masuk. Gangguan sistem adalah aliran air keluar. Sinyal pengukuran level dalam bentuk arus listrik 4-20 mA.

Tangki penampung

Saklar ON-OFF

Tampilan level

Saklar pemilih PC atau MANUAL

Control valve jenis fail-closed

Level Transmitter, berisi sensor level dan penyesuai menjadi sinyal standar 4-20 mA

I/P Converter mengubah sinyal listrik 4-20 mA menjadi pneumatik 3-15 psig

Gambar 3. Foto peralatan pengendalian level. 1.1

23

2.

PROSEDUR

Percobaan modul konfigurasi pengendalian yang berupa identifikasi unit dan varibel pengendalian proses dilaksanakan dengan prosedur sebagai berikut.  Penentuan peralatan yang terdapat sistem pengendalian proses yang akan diidentifikasi.  Identifikasi untuk semua unit/elemen serta verrabel/sinyal dalam peralatan tersebut.  Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/elemen.  Mengukur dan mencatat semua spesifikasi alat dan semua data dalam peralatan. Instrumen yang terlibat adalah sebagai berikut. 1) Sensor Sensor level bekerja berdasar tekanan hidrostatik air. Pada tekanan tetap, maka tekanan hidrostatik sebanding dengan level air. Tekanan hidrostatik diolah oleh rangkaian penyesuai menjadi arus 4-20 mA yang merepresentasikan level 0-100%. Sehingga masukan sensor adalah level air (0-100%). Keluaran sensor setelah diproses di transmitter adalah sinyal listrik 4-20 mA. Sinyal 4 mA bersesuaian dengan level 0. Sinyal 20 mA bersesuaian dengan level air 100%. 2) I/P Converter I/P Converter adalah piranti yang mengubah arus 4-20 mA yang berasal dari pengendali menjadi sinyal pneumatik (tekanan udara) 3-15 psig (0,2-1 barg). Sinyal pnuematik 3-15 psig dipakai untuk membuka atau menutup control valve. Sehingga masukan I/P Converter adalah sinyal listrik 4-20 mA dan keluarannya sinyal pneumatyik 3-15 psig./ 3) Control Valve Control valve adalah elemen kendali akhir yang berfungsi mengatur aliran fluida (gas atau cair). Control valve yang dipakai jenis fail-closed (FC). Artinya, dalam keadaan tanpa energi tekanan udara atau kegagalan energi, maka katup akan tertutup penuh. Bila mendapat sinyal pneumatik maksimum (15 psig), katup akan terbuka penuh. Sinyal kendali antara 3-15 psig maka katup akan sebagian, proposional dengan besarnya sinyal pneumatik. Semakin besar sinyal penumatik, maka katup semakin terbuka. Dan sebaliknya. Sebagai sistem, maka masukan control valve adalah sinyal pneumatik 3-15 psig dan keluarannya adalah aliran air. 3.

DATA PERCOBAAN

Hasil identifikasi, pengukuran dan pencatatan dari semua unit/elemen dan sinyal dari percobaan ini dilaporkan dalam bentuk tiga data sebagai berikut. DATA:

 

Gambarkan sketsa semua elemen pengendalian yang ada. Berikan label dan penjelasan mengenai unit/elemen dan variabel/sinyal pada gambar yang saudara buat.

1.1

24

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Sensor

Jenis Besaran yang diukur Rentang pengukuran

Transmiter Jenis

....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... □ Elektronik □ Pneumatik

Sinyal Keluaran .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

25

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Pengendali

Jenis

□ Elektronik □ Elektronik

□ Pneumatik □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

26

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Konverter

Jenis

□ I/P □ Elektronik

□ P/I □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

27

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Final Control Element

Aksi

□ FC □ Elektronik

□ FO □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi Besaran yang keluar

.......................................................................................

Kapasitas Valve (Cv) Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

Catatan: FO-Fail Open, FC-Fail Closed 1.1

28

4.

KESELAMATAN KERJA DAN POTENSI BAHAYA

Potensi bahaya yang perlu diwaspadai.  Hati-hati dengan listrik bolak-balik 220 V dari PLN  Pada saat bekerja, di sekitar meja tidak terdapat pemasangan listrik yang berbahaya.  Selidiki dengan test-pen atau peralatan lain, apakah semua peralatan telah ditanahkan dengan baik. Hal ini untuk menghindari sengatan listrik akibat efek kapasitif.  Berhati-hatilah dengan perhiasan logam, seperti cincin, jam tangan, mistar logam, dan lain-lain alat yang mampu membuat hubung singkat.  Usahakan agar tidak seorangpun dapat tersandung oleh kawat-kawat atau tidak sengaja merobohkan peralatan.  Bila menghubungkan peralatan, maka hubungan dengan jaringan listrik dilakukan paling akhir.  Jika terjadi sengatan listrik dan korban terbelit kawat, jangan panik! Cepat putuskan sambungan listrik, baru menolong korban. 5.

PENGOLAHAN DATA

1.3 Hasil Percobaan  Tampilkan gambar sketsa peralatan berikut penunjukkan elemen/unit dan sinyal atau variabelnya.  Lengkapi tabulasi data yang tersedia  Gambarkan diagram pengendalian proses dan isikan nama alat pada kotak elemen/unit, serta nama dan jenis sinyal pada garis tramsmisi. 1.4 Pembahasan  Membahas masing-masing unit, fungsinya dalam sistem pengedalian proses, sinyal masuk dan sinyal keluar.  Membahas jenis sinyal, arah sinyal dan sistem transmisinya.

1.1

29

INSTRUMENTASI PENGENDALIAN SUHU 1.

ALAT DAN BAHAN

Rangkaian pengendalian suhu

Gambar 1. Diagram Instrumen Pengendalian Suhu.

Control valve jenis fail-closed Sensor suhu PT-100

Gambar 2. Susunan Peralatan Pengendalian Suhu 1.1

30

Sistem prosesnya adalah penukar panas pelat (plate heat exchanger). Variabel pengendali adalah laju aliran air panas. Gangguan sistem adalah laju dan suhu aliran air dingin, suhu air panas, dan kehilangan panas. Variabel proses terkendali adalah suhu air keluar penukar panas. Sinyal pengukuran keluar dalam bentuk arus listrik 4-20 mA. Sinyal kendali berupa sinyal arus 4-20 mA.

2.

PROSEDUR

Percobaan modul konfigurasi pengendalian yang berupa identifikasi unit dan varibel pengendalian proses dilaksanakan dengan prosedur sebagai berikut.  Penentuan peralatan yang terdapat sistem pengendalian proses yang akan diidentifikasi.  Identifikasi untuk semua unit/elemen serta verrabel/sinyal dalam peralatan tersebut.  Penelusuran sinyal-sinyal yang menghubungkan antar unit/elemen.  Mengukur dan mencatat semua spesifikasi alat dan semua data dalam peralatan. Instrumen yang terlibat adalah sebagai berikut. 1) Sensor Sensor suhu bekerja berdasar perubahan hambatan (resistansi) karena perubahan suhu. Sensor PT-100 artinya pada suhu 0-oC memiliki hambatan 100 ohm. Pada suhu 100oC memiliki hambatan 138,5 ohm. Perubahan hambatan diolah oleh rangkaian penyesuai menjadi arus 4-20 mA yang merepresentasikan suhu 0-100oC. Sehingga masukan sensor adalah suhu air (0-100oC). Keluaran sensor setelah diproses di transmitter adalah sinyal listrik 4-20 mA. Sinyal 4 mA bersesuaian dengan suhu 0oC . Sinyal 20 mA bersesuaian dengan level air 100oC. 2) I/P Converter I/P Converter adalah piranti yang mengubah arus 4-20 mA yang berasal dari pengendali menjadi sinyal pneumatik (tekanan udara) 3-15 psig (0,2-1 barg). Sinyal pnuematik 3-15 psig dipakai untuk membuka atau menutup control valve. Sehingga masukan I/P Converter adalah sinyal listrik 4-20 mA dan keluarannya sinyal pneumatyik 3-15 psig./ 3) Control Valve Control valve adalah elemen kendali akhir yang berfungsi mengatur aliran fluida (gas atau cair). Control valve yang dipakai jenis fail-closed (FC). Artinya, dalam keadaan tanpa energi tekanan udara atau kegagalan energi, maka katup akan tertutup penuh. Bila mendapat sinyal pneumatik maksimum (15 psig), katup akan terbuka penuh. Sinyal kendali antara 3-15 psig maka katup akan sebagian, proposional dengan besarnya sinyal pneumatik. Semakin besar sinyal penumatik, maka katup semakin terbuka. Dan sebaliknya. Sebagai sistem, maka masukan control valve adalah sinyal pneumatik 3-15 psig dan keluarannya adalah aliran air. 3.

DATA PERCOBAAN

Hasil identifikasi, pengukuran dan pencatatan dari semua unit/elemen dan sinyal dari percobaan ini dilaporkan dalam bentuk tiga data sebagai berikut.

1.1

31

DATA:

 

Gambarkan sketsa semua elemen pengendalian yang ada. Berikan label dan penjelasan mengenai unit/elemen dan variabel/sinyal pada gambar yang saudara buat.

1.1

32

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Sensor

Jenis Besaran yang diukur Rentang pengukuran

Transmiter Jenis

....................................................................................... ....................................................................................... ....................................................................................... □ Elektronik □ Pneumatik

Sinyal Keluaran .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

33

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Pengendali

Jenis

□ Elektronik □ Elektronik

□ Pneumatik □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

34

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Konverter

Jenis

□ I/P □ Elektronik

□ P/I □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi □ Elektronik □ Pneumatik Besaran yang keluar .................................................................... mA/bar/psi Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

1.1

35

DATA INSTRUMEN/ALAT Nama Instrumen:

Revisi ke

Tanggal

Fungsi Final Control Element

Aksi

□ FC □ Elektronik

□ FO □ Pneumatik

Besaran yang masuk .................................................................... mA/bar/psi Besaran yang keluar

.......................................................................................

Kapasitas Valve (Cv) Sketsa Instrumen/Alat beserta keterangan

Catatan: FO-Fail Open, FC-Fail Closed 1.1

36

4.

KESELAMATAN KERJA DAN POTENSI BAHAYA

Potensi bahaya yang perlu diwaspadai.  Hati-hati dengan listrik bolak-balik 220 V dari PLN  Pada saat bekerja, di sekitar meja tidak terdapat pemasangan listrik yang berbahaya.  Selidiki dengan test-pen atau peralatan lain, apakah semua peralatan telah ditanahkan dengan baik. Hal ini untuk menghindari sengatan listrik akibat efek kapasitif.  Berhati-hatilah dengan perhiasan logam, seperti cincin, jam tangan, mistar logam, dan lain-lain alat yang mampu membuat hubung singkat.  Usahakan agar tidak seorangpun dapat tersandung oleh kawat-kawat atau tidak sengaja merobohkan peralatan.  Bila menghubungkan peralatan, maka hubungan dengan jaringan listrik dilakukan paling akhir.  Jika terjadi sengatan listrik dan korban terbelit kawat, jangan panik! Cepat putuskan sambungan listrik, baru menolong korban. 5.

PENGOLAHAN DATA

5.1

Hasil Percobaan  Tampilkan gambar sketsa peralatan berikut penunjukkan elemen/unit dan sinyal atau variabelnya.  Lengkapi tabulasi data yang tersedia

5.2

Pembahasan  Membahas masing-masing unit, fungsinya dalam sistem pengedalian proses, sinyal masuk dan sinyal keluar.  Membahas jenis sinyal, arah sinyal dan sistem transmisinya.

1.1

PETUNJUK PRAKTIKUM

POLBAN

PENGUKURAN, KETIDAKPASTIAN DAN KALIBRASI

Revisi 3/2018 Laboratorium Instrumentasi dan Pengendalian Proses Ir. Heriyanto, M.T.

1. Pengukuran dan Ketidakpastian Pengukuran adalah penentuan kuantitas suatu besaran (variabel proses) dengan bantuan instrumen ukur. Selama proses pengukuran sangat mungkin mengalami penyimpangan pengukuran dari nilai sebenarnya yang disebut measurement error (ralat, kesalahan atau galat pengukuran). Besar galat pengukuran tergantung pada dua karakterisitik penting instrumen yaitu presisi dan akurasi. Presisi adalah konsistensi hasil pengukuran. Artinya tingkat kedekatan nilai pengukuran dari nilai rata-ratanya setelah dilakukan pengukuran berulang kali. Dalam presisi terkandung nilai keterulangan (repeatability) dan reproduktifitas (reproduceability) termasuk histeresis, linieritas, dan pergeseran. Akurasi adalah tingkat kedekatan nilai pengukuran dari nilai sebenarnya (true value), Karena nilai sebenarnya tidak pernah diketahui, maka akurasi sering dinyatakan dengan kedekatan dari nilai standar. Dalam hal ini ada dua pendapat. Pertama, pendapat yang menyatakan akurasi sebagai besaran kuantitatif sehingga ada nilainya. Nilai akurasi dinyatakan dengan satuan teknik atau dalam persen. Pendapat kedua menyatakan bahwa akurasi adalah besaran kualitatif karena nilai sebenarnya tidak pernah diketahui. Oleh sebab itu dimunculkan istilah “ketidakpastian” (uncertainty) pengukuran yang merupakan kuantifikasi dari akurasi. Instrumen ukur yang dipakai harus diyakini dapat mengukur besaran dengan (akurat). Ketepatan hasil pengukuran tergantung pada kualitas instrumen ukur dan lingkungan pengukuran termasuk orang yang mengukur. Kesalahan atau error pengukuran yang disebabkan oleh kualitas instrumen ukur disebut kesalahan sistematik (systematic error). Kesalahan sistematik disebut juga sebagai bias yaitu selisih antara rata-rata pengukuran dengan nilai sebenarnya (atau nilai standar). Sedangkan kesalahan pengukuran karena pengaruh lingkungan dan orang yang mengukur bersifat acak maka disebut random

error atau kesalahan acak. Oleh sebab itu agar instrumen ukur menghasilkan pengukuran yang terpercaya perlu dilakukan kalibrasi. Ketidakpastian pengukuran dibedakan menjadi dua tipe, yaitu Tipe-A dan Tipe-B. Ketidakpastian tipe-A ditentukan dengan analisis statistika dari deretan pengamatan. Metode ini digunakan jika jumlah sampel tiap satu titik pengukuran berjumlah 10 atau lebih. Ketidakpastian tipe-B ditentukan berdasarkan pertimbangan saintifik memakai informasi yang relevan yang mencakup antara lain: spesifikasi peralatan pabrik, data dari laporan kalibrasi, ketidakpastian yang didapat dari data handbook sebagai petunjuk dan pengalaman atau pengetahuan umum dari sifat dan karakteristikyang terkait dengan bahan atau instrumen. 1.1 1)

Ketidakpastian Tipe-A Ketidakpastian pada Satu Titik Pengukuran

Prosedur perhitungan dari sejumlah data pengukuran berulang pada satu titik pengukuran adalah sebagai berikut. a) Menghitung rata-rata dari beberapa kali pengukuran

b) Menghitung standar deviasi sampel (jika kurang dari 30 data)

c) Menghitung ketidakpastian pengukuran (standard error)

d) Bilamana terdapat beberapa jenis pengukuran maka ketidakpastian dihitung ketidakpastian gabungan

e) Ketidakpastian diperluas (k adalah suatu faktor biasanya bernilai 2)

f) Nilai pengukuran dituliskan sebagai,

2)

Ketidakpastian pada Beberapa Titik Pengukuran Kurva Linier

Ketidakpastian pengukuran beberapa titik dari kurva linier yang menunjukkan hubungan antara nilai standar (x) dan nilai terukur/terkalibrasi (yc) dilakukan dengan prosedur sebagai berikut. a) Membuat persamaan garis lurus dari hasil regresi linier 𝑦 = 𝐴 + 𝐵𝑥 b) Nilai ketidakpastian adalah, 𝑢=

1.2

∑(𝑦 − 𝑦 ) 𝑛−2

Ketidakpastian Tipe-B

1) Ketidakpastian Satu Titik Pengukuran Prosedur Tipe-B dapat digunakan untuk data tunggal maupun data jamak. a) Ketidakpastian yang diperoleh dari sertifikat uji (us) 𝑢 𝑢= 2 b) Ketidakpastian pembacaan garis skala analog

(misalnya

skala

mistar,

termometer, pressure gauge, dll.) yang dianggap sebagai distribusi segi empat dengan a adalah setengah skala terkecil. 𝑎 𝑢= √3 c) Ketidakpastian pengukuran yang diperoleh dari hasil pada tabel, noise, atau vibrasi 𝑎 𝑢= √6

d) Ketidakpastian karena drift dan variasi suhu dalam interval a 𝑎 𝑢= √2 e) Ketidakpastian normal yang terjadi pada data acak (biasanya k = 2) 𝑢=

𝑈 𝑘

2) Ketidakpastian pada Beberapa Titik Pengukuran Kurva Linier Ketidakpastian pada beberapa titik pengukuran membutuhkan tiga kali pengukuran naik dan turun. Akurasi pengukuran adalah selisih maksimum antara error negatif dan positif. Ketidakpastian pengukuran diambil penyimpangan terbesar. Repeatability (keterulangan) atau presisi pengukuran diperoleh dari data yang memberikan selisih terbesar antara pembacaan tiga run pada saat pengukuran naik atau turun. Histeresis adalah selisih antara penyimpangan terbesar saat pengukuran naik dan turun. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat contoh kalibrasi dalam Tabel-1. 1.3

Memilih Ketidakpastian Tipe-A atau Tipe-B

Ketidakpastian tipe A adalah menarik jika data percobaan tersedia. Sebaliknya, tipe B adalah lebih cepat dan lebih mudah digunakan, khususnya pada ketidakpastian pertama di mana perusahaan mencoba mendapatkan sentuhan untuk ukuran kontribusi relatif. Selanjutnya, mulai dari ketidakpastian tipe B dan setelah kontribusi relatif dipahami, rubah beberapa dari kontribusi yang utama terhadap tipe A jika tidak cukup yakin pada tahap permulaan estimasi tipe B. 2. Kalibrasi Menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology (VIM), kalibrasi adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh

bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional maupun internasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional dan bahanbahan acuan tersertifikasi.

2.1

Lima Titik Uji (five-point check)

Pemeriksaan lima titik digunakan untuk menentukan apakah instrumen dikalibrasi dengan benar, dan merupakan prosedur rutin yang benar untuk menentukan linearitas. Pemeriksaan lima titik dinamakan demikian karena prosedur tersebut menggunakan standar kalibrasi untuk memeriksa penunjukan lima titik berbeda dalam kisaran instrumen yang diuji. Dalam seluruh rentang pengukuran pemeriksaan lima titik dilakukan pada 0, 25, 50, 75 dan 100 persen. Namun karena kebanyakan instrument dipakai dalam kisaran 10 sampai 90 persen dalam operasi normal maka pemeriksaan lima titik dapat dilakukan secara rata-rata pada titik 10, 30, 50, 70, dan 90 persen. 2.2

Data dan Kurva Kalibrasi

Pemeriksaan lima titik mudah diikuti dalam bentuk tabel laporan kalibrasi. Bilaman data kalibrasi hanya diulang tiga kali, maka penentuan akurasi, presisi (keterulangan) Tabel-1 menunjukkan contoh data kalibrasi. Pada praktiknya ketidakpastian Tipe-B dilakukan bila pengukuran naik dan turun dilakukan tiga kali. Dalam Tabel-1 error negatif maksimum adalah -0,35 yang terjadi dalam Run-1 pada nilai 30 saat pengukuran naik. Error positif maksimum adalah 0,29 yang terjadi dalam Run-3 pada nilai 80 saat pengukuran turun. Sehingga akurasi pengukuran adalah -0,35 hingga +0,29. Atau ketidakpastian pengukuran adalah ±0,35 (diambil penyimpangan terbesar). Repeatability ditentukan dengan melihat selisih maksimum antara pembacaan dari tiga run dalam satu titik pengukuran. Ini terjadi pada nilai 70 dalam pengukuran turun. Run-1 adalah 70,22 dan run-3 adalah 70,27. Perbedaannya adalah 0,05 ini adalah keterulangan atau ketelitian (presisis) pengukuran. Histeresis ditentukan dengan melihat selisih terbesar antara penyimpangan saat pengukuran naik dan turun. Dari Tabel-1 selisih terbesar terjadi pada nilai 50 yaitu

penyimpangan maksimum sebesar -0,15 dalam run-1 saat pengukuran naik dan -0,03 dalam run-3 saat pengukuran turun. Jadi nilai histeresis sebesar 0,12. Tabel 1. Laporan Kalibrasi (dalam persen) Standar

Error

Instrumen yang Diuji

Rata-rata

Run-1

Run-2

Run-3

Run-1

Run-2

Run-3

Uji

Error

10

9,80

9,82

9,84

-0,20

-0,18

-0,16

9,82

-0,18

30

29,65

29,67

29,69

-0,35

-0,33

-0,31

29,67

-0,33

50

49,85

49,86

49,87

-0,15

-0,14

-0,13

49,86

-0,14

70

70,14

70,16

70,17

0,14

0,16

0,17

70,16

0,16

90

90,19

90,22

90,23

0,19

0,22

0,23

90,21

0,21

70

70,22

70,24

70,27

0,22

0,24

0,27

70,24

0,24

50

49,96

49,97

49,98

-0,04

-0,03

-0,02

49,97

-0,03

30

29,73

29,75

29,77

-0,27

-0,25

-0,23

29,75

-0,25

10

9,84

9,85

9,86

-0,16

-0,15

-0,14

9,85

-0,12

Gambar 1. Kurva Kalibrasi untuk Error

Gambar 2. Kurva Kalibrasi untuk Hubungan antara Standar dan instrumen yang Diuji Gambar 1 dan 2 menyajikan dua bentuk kurva kalibrasi. Dalam Gambar 1, nilai error digambarkan terhadap nilai standar atau masukan instrumen. Ini memberikan detil error sepanjang rentang pengukuran. Dalam Gambr 2, penunjukkan instrumen yang diuji digambarkan terhadap nilai standar.Ini memberikan gambaran keseluruhan kinerja instrumen. Dalam Gambar 2 sebenarnya terdapat dua kurva, yaitu pengukuran aik dan turun. Karena perbedaannya sangat kecil, dua kurva nampak berimpit, sehingga tidak tergambar jelas.

PENGUKURAN TEKANAN 1.

TUJUAN

Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat 1) melakukan kalibrasi tekanan, 2) menentukan ketidakpastian Tipe-A dan Tipe-B 2.

ALAT DAN BAHAN

Kalibrasi tekanan memakai alat pengendalian tekanan. Bahan yang digunakan udara tekan.

Gambar 1. Rangkaian Kalibrasi sensor tekanan dan pengkondisi sinyal sinyal 3.

PROSEDUR 1) Buat rangkaian alat seperti pada gambar 1. a) Pasang modul pengatur tekanan (bukan tekanan diferensial) ke salah satu pengkondisi sinyal (signal conditioning) pada PCT-10 b) Hubungkan sensor tekanan ke masukan pengkondisi sinyal (signal conditioning) dan hubungkan voltmeter pada keluaran pengkondisi sinyal (signal conditioning) 2) Hubungkan pemasok udara tekan ke lobang pipa masukan.

3) Tutup katup V1, V2, V3, V5, V6 dan buka katup V4. 4) Atur tekanan sistem agar P4 menunjukkan angka 0,0 psig (atau tutup katup V2). Naikkan tekanan pada P4 secara bertahap sebesar 1 psig tiap tahap dengan membuka katup V2 sampai ke tekanan maksimumnya pada P4. Catat pembacaan pada P4 dan voltmeter (dan tampilan di komputer) untuk setiap tahap. 5) Turunkan tekanan pada P4 secara bertahap sebesar 1 psig dengan menutup katup V2 sampai ke tekanan minimumnya pada P4 yaitu 0 psig. Catat pembacaan pada P4 dan voltmeter (dan tampilan di komputer) untuk setiap tahap. 6) Ulangi langkah 4 dan 5 sebanyak tiga kali pembacaan. 7) Bila telah selesai matikan PCT-10 dan komputer. Cabut semua kabel listrik yang terhubung ke jaringan PLN. 4.

KESELAMATAN KERJA 1) Sebelum pemasangan, percobaan atau pengoperasian peralatan, semua petunjuk pelaksanaan yang sesuai dan aturan khusus harus dimengerti dan diterapkan. 2) Mahasiswa tidak diperkenankan mengoperasikan alat sebelum mendapat penjelasan atau izin dari pembimbing. 3) Mahasiswa tidak diperkenankan mengoperasikan alat melampaui batas maksimum. 4) Selama bekerja di laboratorium peralatan tidak boleh ditinggalkan dalam keadaan beroperasi tanpa diawasi. 5) Mahasiswa harus menyadari benar-benar bahwa listrik merupakan penyebab utama bahaya yang paling umum terjadi di laboratorium Instrumentasi dan Pengendalian Proses. Air dan listrik merupakan merupakan penyebab kecelakaan yang serius bila keduanya bertemu. 6) Jaga kondisi aliran udara pada kondisi operasi. 7) Peralatan harus dilepaskan dari sumber listrik bila tidak digunakan dalam jangka waktu yang lama.

5.

DATA PENGAMATAN

Buat data pengamatan sebagai berikut.

Nilai Standar Tekanan Tegangan (psi) (volt)

6.

Instrumen yang Diuji Run-1

Run-2

Run-3

PENGOLAHAN DATA

Kalibrasi sensor tekanan/pengkondisi sinyal (signal conditioning) 1) Buat kurva kalibrasi untuk error 2) Buat kurva kalibrasi untuk hubungan antara penunjukan instrumen yang diuji dan standar. 3) Dari seluruh data baik pengukuran naik maupun turun tentukan persamaan regresi linearnya. 4) Tentukan nilai akurasi, presisi, histeresis dan ketidakpastian Tipe B 5) Tentukan ketidakpastian Tipe A

PENGUKURAN ALIRAN 1.

TUJUAN

Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat 3) melakukan kalibrasi aliran, 4) menentukan ketidakpastian Tipe-A dan Tipe-B 2.

ALAT DAN BAHAN

Kalibrasi level memakai alat pengendalian aliran, stopwatch, dan gelas ukur. Untuk stopwatch bisa memakai HP. Bahan yang digunakan udara tekan dan air.

Gambar 1. Rangkaian Kalibrasi sensor aliran dan pengkondisi sinyal sinyal Keterangan Gambar: (1) Bak berisi air (2) Pompa (3) Control valve (4) I/P Transducer (5) Udara instrumen (6) Manometer (7) Regulator tekanan udara

(8) Pengendali luar (9) Panel kendali (10) Komputer (11) Rotameter (12) Katup buang manual (13) Sen (14) sor aliran jenis turbin (15) Katup solenoida

3.

PROSEDUR

3.1 Persiapan 1) Pastikan penampung air telah terisi paling sedikit tiga perempat penuh. 2) Pastikan selang air keluar menuju kembali ke bak penampung air atau keluarkan selang buang dan masukkan ke dalam tangki penampung luar (jerry can). 3.2 Pengoperasian Perangkat Keras 1) Pastikan udara instrumen telah mengalir pada tekanan masuk 140 kPa (1,4 bar) atau maksimum 200 kPa (2 bar). Jika perlu atur regulator tekanan udara instrumen agar memenuhi tekanan tersebut. 2) Nyalakan peralatan CRF dengan menekan tombol daya 3) Ubah saklar pemilih ke posisi manual. 4) Nyalakan pompa untuk membuat sirkulasi air. 3.3 Kalibrasi Aliran 1) Pastikan pengatur sinyal kendali manual pada posisi maksimum. 2) Atur laju alir dengan mengatur katup buang manual hingga rotameter menunjuk nilai 0 L/jam 3) Siapkan gelas ukur dan dengan cepat pindahkan selang air ke dalam gelas ukur. Tepat saat air masuk, tekan stopwatch (START). 4) Tekan stopwatch (STOP) jika air telah mengisi sekitar 200-500 mL. 5) Catat penunjukan rotameter, volume air, waktu dan penujukan digital laju alir pada panel kendali (no 9 di Gambar 1). 6) Ulangi dengan mengatur aliran ke 25, 50, 75, dan 100 L/jam 7) Ulangi untuk pengukuran turun dari 100, 75, 50, 25, dan 0 L/jam. 8) Ulangi langkah (2) sampai dengan (7) sebanyak tigak kali. 4.

KESELAMATAN KERJA 1) Sebelum pemasangan, percobaan atau pengoperasian peralatan, semua petunjuk pelaksanaan yang sesuai dan aturan khusus harus dimengerti dan diterapkan. 2) Mahasiswa tidak diperkenankan mengoperasikan alat sebelum mendapat penjelasan atau izin dari pembimbing. 3) Mahasiswa tidak diperkenankan mengoperasikan alat melampaui batas maksimum. 4) Selama bekerja di laboratorium peralatan tidak boleh ditinggalkan dalam keadaan beroperasi tanpa diawasi. 5) Mahasiswa harus menyadari benar-benar bahwa listrik merupakan penyebab utama bahaya yang paling umum terjadi di laboratorium Instrumentasi dan Pengendalian Proses. Air dan listrik merupakan merupakan penyebab kecelakaan yang serius bila keduanya bertemu. 6) Jaga kondisi aliran udara pada kondisi operasi. 7) Peralatan harus dilepaskan dari sumber listrik bila tidak digunakan dalam jangka waktu yang lama.

5.

DATA PENGAMATAN

Buat data pengamatan sebagai berikut Tabel-1. Kalibrasi dengan Gelas Ukur-1 Penampungan Air dengan Gelas Ukur (Standar) Volume Waktu Laju (mL) (detik) (L/jam)

Alat Ukur yang Diuji (L/jam)

Tabel-2. Kalibrasi dengan Gelas Ukur-2 Penampungan Air dengan Gelas Ukur (Standar) Volume Waktu Laju (mL) (detik) (L/jam)

Alat Ukur yang Diuji (L/jam)

Tabel-3. Kalibrasi dengan Gelas Ukur-3 Penampungan Air dengan Gelas Ukur (Standar) Volume Waktu Laju (mL) (detik) (L/jam)

6.

Alat Ukur yang Diuji (L/jam)

PENGOLAHAN DATA

Kalibrasi sensor laju alir/pengkondisi sinyal (signal conditioning) 1) Buat kurva kalibrasi untuk error 2) Buat kurva kalibrasi untuk hubungan antara penunjukan instrumen yang diuji dan standar. 3) Dari seluruh data baik pengukuran naik maupun turun tentukan persamaan regresi linearnya. 4) Tentukan nilai akurasi, presisi, histeresis dan ketidakpastian Tipe B 5) Tentukan ketidakpastian Tipe A

PENGUKURAN LEVEL 1.

TUJUAN

Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan dapat 5) melakukan kalibrasi level, 6) menentukan ketidakpastian Tipe-A dan Tipe-B 2.

ALAT DAN BAHAN

Kalibrasi level memakai alat pengendalian level. Bahan yang digunakan udara tekan dan air.

Gambar 2. Susunan peralatan. Keterangan Gambar 2: (16) Bak berisi air (23) (17) Pompa (24) (18) Control valve (25) (19) I/P Transducer (26) (20) Udara instrumen (27) (21) Manometer (28) (22) Regulator aliran udara (29) (30)

Pengendali luar Panel kendali Komputer Tangki Penampung Katup buang utama Sensor dan transmiter level Katup solenoida Katup buang gangguan

Gambar 1. Rangkaian Kalibrasi sensor level dan pengkondisi sinyal

3.

PROSEDUR

3.4 Persiapan 1) Pastikan penampung air telah terisi paling sedikit tiga perempat penuh. 2) Pastikan peralatan kontrol CRL bekerja. 3.5 Pengoperasian Perangkat Keras 1) Pastikan udara instrumen telah mengalir pada tekanan masuk 140 kPa (1,4 bar) atau maksimum 200 kPa (2 bar). Jika perlu atur regulator tekanan udara instrumen agar memenuhi tekanan tersebut. 2) Nyalakan peralatan CRL dengan menekan tombol daya 3) Ubah saklar pemilih ke posisi manual. 3.6 Kalibrasi Level 1) Tutup kedua katup buang bagian bawah kolom air (nomor 12 dan 15) 2) Atur level dengan mengatur kontrol manual (diputar) hingga level 0% 3) Catat level dan penunjukkan digital di panel kontrol CRL. 4) Ulangi dengan mengatur level ke 25, 50, 75, dan 100% 5) Ulangi untuk mengukuran turun dari 100, 75, 50, 25, dan 0% 4.

KESELAMATAN KERJA 1) Sebelum pemasangan, percobaan atau pengoperasian peralatan, semua petunjuk pelaksanaan yang sesuai dan aturan khusus harus dimengerti dan diterapkan. 2) Mahasiswa tidak diperkenankan mengoperasikan alat sebelum mendapat penjelasan atau izin dari pembimbing. 3) Mahasiswa tidak diperkenankan mengoperasikan alat melampaui batas maksimum. 4) Selama bekerja di laboratorium peralatan tidak boleh ditinggalkan dalam keadaan beroperasi tanpa diawasi. 5) Mahasiswa harus menyadari benar-benar bahwa listrik merupakan penyebab utama bahaya yang paling umum terjadi di laboratorium Instrumentasi dan Pengendalian Proses. Air dan listrik merupakan merupakan penyebab kecelakaan yang serius bila keduanya bertemu. 6) Jaga kondisi aliran udara pada kondisi operasi. 7) Peralatan harus dilepaskan dari sumber listrik bila tidak digunakan dalam jangka waktu yang lama.

5.

DATA PENGAMATAN

Buat data pengamatan sebagai berikut

Tabel-1. Kalibrasi Level Standar (%)

6.

Terukur (%)

Standar (%)

Terukur (%)

Standar (%)

Terukur (%)

PENGOLAHAN DATA

Kalibrasi sensor level/pengkondisi sinyal (signal conditioning) 1) Buat kurva kalibrasi untuk error 2) Buat kurva kalibrasi untuk hubungan antara penunjukan instrumen yang diuji dan standar. 3) Dari seluruh data baik pengukuran naik maupun turun tentukan persamaan regresi linearnya. 4) Tentukan nilai akurasi, presisi, histeresis dan ketidakpastian Tipe B 5) Tentukan ketidakpastian Tipe A

PETUNJUK PRAKTIKUM

POLBAN

PENGUKURAN SUHU (Karakteristik Dinamik)

Revisi 0/2017 Laboratorium Instrumentasi dan Pengendalian Proses Ir. Heriyanto, M.T.

TUJUAN Setelah melakukan praktikum diharapkan mahasiswa dapat, menentukan (1) konstanta waktu instrumen ukur. (2) waktu tanggap (response time) instrumen ukur. (3) waktu naik (rise time) instrumen ukur.

TEORI SINGKAT Karakteristik dinamik menunjukkan performa instrumen ukur ketika mengukur variabel yang berubah cepat. Kebanyakan sensor tidak dapat mengikuti perubahan cepat, tetapi memerlukan waktu beberapa saat sebelum mencapai tanggapan penuh. Waktu yang digunakan, tergantung pada resistansi, kapasitasni, massa atau inersia, dan waktu mati instrumen. Karakteristik dinamik dapat dinyatakan dengan tanggapan undak (step response), tanggapan miring (ramp response), dan tanggapan frekuensi dari intrumen ukur. Tanggapan Undak Tanggapan undak instrumen ukur dalam mengukur variabel biasa digunakan untuk menentukan karakteristik dinamik. Perubahan mendadak (undak) terjadi ketika variabel terukur secara tiba-tiba berubah dari kondisi nilai tunak pertama (first steady-state) ke kondisi nilai tunak kedua (second steady-state). Sebagai contoh, perubahan mendadak sebesar 100 oC dapat dilakukan dengan memindahkan sensor suhu dari es mencair ke dalam air mendidih. Tanggapan undak sebuah instrumen dapat digolongkan ke dalam: sangat teredam (overdamped), redaman kritik (critically damped), atau osilasi teredam (underdamped). Tanggapan sangat teredam atau redaman kritik dinyatakan dalam waktu tanggap (response time) dan waktu naik (rise time). Tanggapan osilasi teredam

dinyatakan dalam waktu naik (rise time), persentase overshoot, dan waktu mantap (settling time). Dengan menganggap instrumen ukur sebagai sistem orde-1, maka nilai pengukuran mengikuti persamaan, t    y  KA1  e    y o   dengan: y = nilai keluaran setiap saat, A = nilai perubahan masukan (selisih antara steady-state akhir dan awal), yo = nilai keluaran mula-mula saat steady-state awal,   konstanta waktu. y K = steady state gain = x = perubahan keluaran setelah steady state = ymax - yo y x = perubahan masukan. Time constant (konstanta waktu) adalah waktu yang diperlukan keluaran untuk mencapai 63,2% dari nilai perubahan keseluruhan. Response time (waktu tanggap) adalah waktu yang diperlukan keluaran untuk mencapai persentase tertentu (biasanya 95% atau 98%) dari nilai perubahan keseluruhan. tr = 2,9957  Rise time (waktu naik) adalah waktu yang diperlukan keluaran untuk berubah dari persentase tertentu (biasanya 5% atau 10%) ke persentase yang lebih besar (biasanya 90% atau 95%). 5 – 95% rise time = 2,9444  10 – 90% rise time = 2,2972 

DAFTAR ALAT Sensor PT-100 Waterbath Gelas kimia 1 atau 2 L Modul Pengendalian Suhu

1 buah 1 buah 1 buah 1 buah

LANGKAH PERCOBAAN PERSIAPAN (1) Isi waterbath dan gelas kimia dengan air keran secukupnya. (2) Panaskan air dalam waterbath sampai suhu sekitar 40-50 oC (3) Nyalakan peralatan pengendalian suhu dan komputer

(4) Pilih PILOT dari start menu atau dari desktop. Kemudian klik EV dan pilih aplikasi atau klik dua kali PILOT_E (5) Pilih OPEN atau klik CTRL+A lantas pilih MPB.PIL dalam folder EV sehingga muncul tampilan berikut.

(6) Pilih menu REAL TIME DATA dan pilih TREND, akan tampil grafik (trend) dari variabel proses. Suhu ditunjukkan oleh grafik merah.

(7) Tampilan spreadsheet dapat dilakukan dengan memilih menu REAL TIME DATA dan pilih SPREADSHEET

PERCOBAAN (1) Celupkan sensor suhu ke dalam gelas kimia yang berisi air dingin. Tunggu sampai tercapai keadaan tunak (steady state). (2) Perhatikan data dalam spreasheet. Pada saat waktu tertentu dengan cepat, pindahkan termometer ke dalam air panas. Harus diamati/dicatat waktu pada saat sensor suhu tepat menyentuh air panas dan. Perhatikan trend kenaikan suhu suhu. (3) Bila grafik sudah konstan (steady state) kembalikan sensor suhu ke air dingin dan tunggu sampai konstan. (4) Ulangi langkah (1) sampai dengan (3) paling sedikit sebanyak lima kali. (5) Data yang diperoleh bisa disimpan ke dalam harddisk atau flashdrive untuk pengolahan data berikutnya DATA PERCOBAAN Data percobaan ada dua macam: (1) Grafik suhu terhadap waktu untuk perubahan naik dan turun. (2) Data dalam format EXCEL untuk diolah. PENGOLAHAN DATA Karakterisitk dinamik: 1) Buat respons suhu terhadap waktu untuk ke lima percobaan naik dan turun 2) Tentukan (perhatikan ketidakpastian pengukuran) a) konstanta waktu, b) waktu tanggap dan c) waktu naik