 |
| Alat Ukur |
Alat Ukur
Beberapa persyaratan yang harus dimiliki sebuah alat ukur, yaitu:
- a. Konsisten (tidak berubah dan selalu tetap) terhadap pengaruh lingkungan, seperti suhu, kelem baban, tekanan dan lainnya.
- b. Universal atau dapat diterima dan digunakan di berbagai daerah.
- c. Mudah dibuat dari bahan yang ada di lingkungan sekitar.
Beberapa alat ukur yang digunakan sebagai satuan standar antara lain :
1. Alat Ukur Besaran Panjang
Acuan atau standar yang digunakan sebagai satuan besaran panjang adalah meter. Satu meter standar internasional setara dengan seper 10 juta jarak dari kutub hingga garis khatulistiwa. Meter standar disimpan di Sevres, dekat Paris, terbuat dari bahan campuran platina yang tidak mudah terpengaruh oleh kondisi lingkungan, seperti suhu yang bisa menyebabkan memuai, kelembaban yang menyebabkan berkarat, dan pengaruh lainnya.
Mengikuti perkembangan zaman, meter standar diperbaharui berdasarkan sesuatu yang tidak akan berubah dalam berbagai kondisi, yaitu gelombang elektromagnet dimana 1 meter standar setara dengan panjang gelombang cahaya jingga yang dipancarkan oleh atom kripton-86 dalam ruang hampa.
Kelihatannya acuan meter standar di atas masih sulit digunakan karena gas kripton-86 tidak mudah diperoleh. Saat ini satu meter standar diperbaharui lagi, yaitu berdasarkan jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama seper 299 794 458 detik.
Alat Ukur Panjang ada tiga macam, yaitu :
a. Mistar
Mistar yang biasa kita gunakan adalah mistar yang panjangnya antara 20 cm hingga 30 cm. Mistar ini biasanya menggunakan dua skala yaitu : cm dan mm. Skala terkecil atau ketelitian mistar adalah 1 mm.
Angka-angka yang tertera pada mistar menunjukkan skala satuan centimeter menurut jarak yang bersesuaian. Diantara setiap angka-angka tersebut terdapat 10 garis pen dek-pendek menunjukkan skala satuan milimeter. Skala satuan terkecil ini yang menunjukkan ketelitian suatu alat ukur. Dalam hal ini, mistar tersebut memiliki ketelitian 1 mm.
b. Jangka Sorong
Jangka sorong memiliki ketelitian melebihi mistar, yaitu sebesar 0,1 mm. Beberapa bahkan memiliki ketelitian hingga 0,05 mm. Jangka sorong memiliki dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius atau vernier. Skala utama bersifat tetap atau tidak bergerak, sementara skala nonius berada pada posisi digeserkan atau disorong. Skala nonius mempunyai panjang 0,9 cm = 9 mm, atau setiap garis skala bernilai 9 mm : 10 = 0,9 mm (ketelitian 0,1 mm).
Cara Penggunaan Jangka Sorong:
- Pengukuran terhadap suatu benda dilakukan dengan menggeser-geser rahang hingga posisi kedua rahang berhimpit dengan benda yang akan diukur (hati-hati agar tidak menekan terlalu keras pada kedua rahang jangka sorong tersebut, karena bisa merusak ujung rahang dan data hasil pengukuran akan menyimpang),
- Kemudian mengamati letak angka nol dari skala nonius, di garis yang berimpit dengan salah satu garis pada skala utama satuan mm. Pada garis yang kurang lebih berimpit tersebut menunjukkan nilai hingga satuan terkecil 1 mm. Misalnya nilai 0 pada skala nonius berimpit paling dekat dengan garis pada skala utama bernilai 1,2 cm = 12 mm.
- Pada skala nonius bisa ditentukan hingga ketelitian 0,1 mm dengan menentukan garis pada skala nonius yang berimpitan dengan garis pada skala utama. Misalnya garis pada skala nonius yang berimpit dengan skala utama bernilai 0,6 maka nilai terkecil hasil pengukuran 0,6 mm.
- Nilai total hasil pengukuran adalah 12 mm + 0,6 mm = 12,6 mm.
c. Mikrometer Sekrup
Mikrometer sekrup merupakan alat ukur besaran panjang yang paling teliti dibandingkan alat ukur yang telah dibahas sebelumnya. Ketelitiannya mencapai 0,01 mm. Biasanya digunakan mengukur ketebalan suatu benda yang sangat tipis atau kecil. Seperti juga jangka sorong, mikrometer sekrup terdiri dari bagian yang tetap berfungsi sebagai skala utama dalam satuan 0,5 mm untuk setiap celah garis, dan bagian yang bisa digeserkan berupa selubung luar yang diputar seperti sekrup.
Cara Penggunaan Mikrometer Sekrup:
- Pengukuran dilakukan dengan cara menggeserkan bagian yang bisa digeserkan dengan cara memutarkannya seperti sekrup hingga ujung rahang menyentuh dan berhimpit dengan benda yang akan diukur. Ujung rahang agar jangan ditekan terlalu keras karena akan merusak ketepatan pengukuran.
- Kemudian mengamati posisi ujung selubung yang berimpit dengan skala utama hingga kita memperoleh nilai mencapai ketelitian 0,5 mm. Misalnya posisi ujung selubung menunjukkan angka sekitar 3,5 mm.
- Selanjutnya mengamati skala satuan yang terdapat pada selubung. Skala satuan tersebut melingkari selubung terdiri dari 50 bagian (atau garis) dimana setiap garis menunjukkan ketelitian pengukuran hingga 0,01 mm. Misalnya garis pada skala selubung yang berimpit pada garis melintang pada skala utama menunjukkan nilai 32, maka dinyatakan sebagai 0,32 mm.
- Nilai total hasil pengukuran adalah 3,5 mm + 0,32 mm = 3,82 mm.
2. Alat Ukur Massa
Satuan standar internasional untuk massa adalah kilo gram. Kilogram yang digunakan sebagai standar in ternasional adalah suatu silinder yang dibuat dari campuran platina dan disebut kilogram standar. Silinder ini disimpan di Sevres, dekat Paris. Semua alat ukur massa (atau istilahnya 'berat' dalam konteks kehidupan sehari-hari), seperti timbangan, neraca, dan lainnya, dibuat dengan mengacu pada kilogram standar tersebut.
Beberapa satuan massa dan konversi terhadap satuan internasional (kg):
- 1 ton = 1 000 kg
- 1 kwintal = 100 kg
- 1 ons = 0,1 kg *)
Keterangan:
*) 1 ons = 0,1 kg = 100 g hanya berlaku di Indonesia.
Di luar negeri 1 ons (ounce/oz) = 28,35 g. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur besaran massa antara lain :
a. Timbangan
Alat ukur massa ini biasanya terdapat di dapur sebagai bagian dari alat rumah tangga atau sebagai timbangan badan. Timbangan ini biasanya digunakan dalam membuat masakan atau kue berdasarkan resep tertentu, atau sebagai alat untuk menimbang badan dalam skala ukuran yang lebih besar. Biasanya menggunakan pegas atau per agar timbangan dapat berfungsi.
b. Neraca
Neraca biasanya menggunakan prinsip kesetimbangan antara sisi yang satu sebagai beban dan sisi yang lain sebagai pengukur beban. Sering dijumpai di pasar atau toko-toko yang biasa menjual barang secara kiloan (menjual barang berdasarkan massa benda tersebut). Benda atau beban yang akan diukur diletakkan di salah satu sisi timbangan, sedangkan pada sisi lainnya diletakkan anak timbangan sebagai pengukur, sehingga antara sisi yang satu dengan sisi yang lain terjadi keseimbangan.
Neraca yang lain, seperti neraca dua lengan, mampu mengukur massa secara lebih teliti, misalnya mengukur massa emas, perak dan lainnya dalam satuan gram. Biasanya neraca ini digunakan dalam jual beli barang berharga seperti emas dan perak.
Di dalam laboratorium, tersedia juga neraca dengan ketelitian mencapai 1 gram, biasanya disebut sebagai neraca O'hause, biasa juga disebut sebagai neraca tiga lengan. Cara menggunakan neraca ini dengan cara menggeser-geserkan beban pada tiga lengan neraca hingga di per oleh suatu kesetimbangan.
Pada masa kini sudah terdapat tim bangan dengan menggunakan prinsip kerja elektronika, biasa disebut sebagai timbangan elektronik. Tim bangan jenis ini biasanya terdapat di pasar modern, seperti supermarket atau supermal. Kita tinggal menaruh benda yang akan diukur massanya di atas bidang beban pada alat elektronik tersebut. Selanjutnya pada tampilan akan muncul angka yang menunjukkan massa (atau istilahnya 'berat' dalam konteks sehari-hari) benda tersebut.
3. Alat Ukur Waktu
Standar satuan internasional waktu adalah sekon atau detik. Satu detik pada awalnya disamakan dengan seper 86400 selang waktu yang diperlukan oleh matahari dalam melakukan gerak semu mengelilingi bumi selama 1 hari. Namun diketahui kemudian bahwa 1 hari matahari mengelilingi bumi tidak tepat 24 jam atau 86 400 detik. Oleh karena itu standar 1 detik diubah menjadi setara dengan atom cesium 133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali.
Ukuran Waktu :
- 1 jam = 60 menit
- 1 menit = 60 detik
- 1 jam = 3.600 detik
- 1 hari = 24 jam
- 1 hari = 1.440 menit
- 1 hari = 86.400 detik
Alat ukur waktu antara lain :
a. Arloji atau jam
Arloji atau jam tangan merupakan alat ukur waktu yang sering dipasang di tangan. Bisa juga dipasang di dinding sebagai jam dinding, atau dipasang di atas meja/bufet sebagai jam meja atau jam weker. Jam weker bisa memberikan tanda berupa alarm pada suatu waktu yang telah ditentukan. Jam/arloji ini terbagi dua, yaitu yang menggunakan jarum penunjuk, dan ada yang menggunakan sistem digital.
b. Stopwatch
Alat ukur waktu yang digunakan untuk ketelitian yang lebih tinggi disebut stopwatch. Biasanya alat ini digunakan untuk olahraga yang membutuhkan kecepatan setinggi mungkin dimana membutuhkan waktu yang sesingkat mungkin dengan ketelitian yang tinggi, seperti lari dan berenang.
Ketelitian stopwatch dengan jarum penunjuk bisa mencapai 0,1 detik. Sekarang ini sudah ada stopwatch sistem digital yang bisa mencapai ketelitian 0,01 detik.
Keterangan Mengenai Kalibrasi:
Beberapa alat ukur seperti timbangan/neraca yang berfungsi mengukur massa (berat dalam konteks sehari-hari), ternyata tidak selalu konsisten dan bisa berubah nilai hasil pengukurannya setelah jangka waktu tertentu. Ini mengakibatkan hasil pengukuran menjadi tidak benar dan menyimpang dari yang seharusnya. Penyimpangan nilai bisa terjadi karena adanya karat atau korosi pada alat timbangan, baterai yang sudah lemah pada arloji yang kita gunakan, atau tumbukan/benturan pada alat ukur tersebut.
Untuk mengatasi penyimpangan ini, perlu dilakukan kalibrasi ulang terhadap alat ukur tersebut. Kalibrasi merupakan suatu kegiatan yang diperlukan agar alat ukur tersebut sesuai dengan standar acuan nasional maupun internasional yang telah ditentukan.
Di Indonesia ada Lembaga yang khusus menangani masalah kalibrasi, yaitu Lembaga Metrologi Nasional yang terdapat di Pusat Penelitian Kalibrasi Instrumen dan Metrologi LIPI (Puslit KIM LIPI) di Kompleks Puspiptek Gedung 420, Tangerang Selatan, Banten, Indonesia.