Makalah Alat-Alat Ukur "Instrumen-Instrumen Elektronik Untuk Pengukuran Tegangan, Arus, Tahanan dan Parameter Rangkaian Lainnya" (Voltmeter Digital, Alat Ukur Q, Alat Ukur Impedansi Vektor dan Voltmeter Vektor)

pada tanggal


BAB I
PENDAHULUAN
1.1  LATAR BELAKANG
Dengan  perkembangan teknologi semakin banyak hal baru yang ditemukan yang akan mempermudah manusia untuk melakukan suatu aktivitas dalam kehidupan sehari-hari,  munculnya suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur besaran-besaran.
Berkembangnya penemuan awal alat untuk pengukuran , maka muncul alat-alat ukur lain seperti penggaris, timbangan, neraca, stopwatch, amperemeter, voltmeter, multitester dan masih banyak yang lainnya sehingga semakin mudah saja untuk menentukan suatu besaran.  Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur potensial listrik perbedaan antara dua titik dalam rangkaian listrik. Namun, banyak yang belum mengetahui bagaimana rangkaian dasar atau ini dari sebuah voltmeter. Dalam makalah ini akan dbahas mengenai rangkaian-rangkaian penyusun dari voltmeter tersebut.
Voltmeter adalah alat pengukur beda potensial (tegangan) antara dua titik. Voltameter juga digunakan untuk mengukur besarnya potensial listrik, mengukur tingkat tegangan yang ada dalam batterei, dan mengukur turunan tegangan dalam sirkuit. Untuk mengukur beda potensial antara dua titik pada suatu komponen, kedua terminal voltmeter harus dihubungkan dengan kedua buah titik yang tegangannya akan diukur sehingga terhubung secara parallel dengan komponen tersebut.Voltmeter digital memperagakan pengukuran tegangan dc atau ac dalam bentuk angka diskrit, sebagai pengganti defleksi jarum penunjuk pada sebuah skala kontinu seperti dalam alat ukur analog. Digital voltmeter merupakan suatu instrumen yang dapat diandalkan dan teliti, yang dapat digunakan dalam banyak pemakaian pengukuran di laboratorium.
1.2    RUMUSAN MASALAH
1.    Bagaimana karakteristik umum voltmeter digital?
2.    Bagaimana rangkaian dasar alat ukur Q (Q-meter)?
3.    Bagaimana cara kerja alat ukur impedansi vektor?
4.    Bagaimana cara kerja voltmeter vektor?
1.3    TUJUAN PENULISAN
1.    Dapat mengetahui karakteristik umum voltmeter digital
2.    Dapat mengetahui rangkaian dasar alat ukur Q (Q-meter)
3.    Dapat mengetahui cara kerja alat ukur impedansi vektor
4.    Dapat mengetahui cara kerja voltmeter vektor.

BAB II
PEMBAHASAN

2.1 VOLTMETER DIGITAL
2.1.1 Karakteristik Umum
        Voltmeter digital (DVM) memperagakan pengukuran tegangan dc atau ac dalam bentuk angka diskrit angka sebagai pengganti defleksi jarum penunjuk pada sebuah skala kontinu seperti dalam alat-alat analog. Dalam banyak pemakaian penunjukan dengan angka adalah menguntungkan sebab mengurangi kesalahan pembacaan manusia dan kesalahan interpolasi, menghilangkan kesalahan paralaksis, memperbesar kecepatan pembacaan, dan kerapkali melengkapi keluaran dalam bentuk digital yang sesuai bagi pengelohan dan pencatatan selanjutnya.
Gambar diagram balok dari voltmeter standar dc/selisih dalam modus operandi selisih. Bagian pencatat menunjukkan kesetimbangan tegangan antara bagian referensi dan bagian penguat dc.
DVM merupakan suatu instrumen yang terandalkan dan teliti yang dapat digunakan dalam banyak pemakaian pengukuran di laboratorium. Karena perkembangan dan penyempurnaan modul-modul rangkaian terpadu (integrated circuit IC), ukuran, kebutuhan daya dan harga DVM telah berkurang secara drastis sehingga DVM secara aktif dapat bersaing terhadap instrumen-instrumen analog konvensional, baik dalam portabilitas maupun harga.
Kualitas DVM yang menonjol dapat digambarkan dengan mengemukan sebagian karakteristik operasi dan karakteristik prestasi yang khas. Spesifikasi berikut tidak semua berlaku pada suatu instrumen tertentu, tetapi mereka betul-betul menyatakan informasi yang absah mengenai keadaan sekarang ini :
a)   Rangkuman masukan : dari ± 1,000000 V sampai ± 1000,000 V, dengan pemilihan rangkuman secara otomatis dan indikasi beban lebih.
b)   Ketelitian mutlak sebesar ± 0,005 % dari pembacaan.
c)   Stabilitas : jangka pendek 0,002 % dari pembacaan untuk periode 24 jam ; jangka panjang 0,008 % pembacaan untuk periode 6 bulan.
d)   Resolusi : 1 bagian dalam 106 ( 1 V dapat dibaca pada rangkuman masukaan 1 V)
e)   Karakteristik masukan : tahanan masukan khas adalah 10  ; kapasitas masukan khas adalah 40PF.
f)    Kalibrasi : standar kalibrasi internal yang memungkinkan kalibrasi tidak bergantung pada rangkaian ukur diperoleh dari sumber referensi yang distabilkan.
g)   Sinyal – sinyal keluaran : perintah mencetak memungkinkan keluaran menuju unit pencetak ( printer ) keluaran BCD ( Binary Coded Decimal = bilangan desimal yang masing-masing angka dinyatakan oleh empat bit ) untuk pengolahan atau pencatatan diital.
      Ciri pilihan biasa mencakup rangkaian tambahan untuk mengukur arus, tahanan dan perbandingan tegangan. Variavel –variabel fisis lainnya dapat diukur dengan menggunakan transducer yang sesuai. Voltmeter digital dapat dikelompokan sesuai  dengan kategori berikut :
a.       Voltmeter digital jenis tanjak (ramp type DVM)
b.      Volmeter digital jenis penggabungan / integritas (integratign DVM)
c.       Voltmeter digital setimbang kontinu (continuous balance DVM )
d.      Voltmeter digital dengan pendekatan berturut-turut (succeive approximatiion DVM)

2.1.2 DVM Tipe Tanjak
Prinsip operasi DVM tipe tanjak (ramp type) didasarkan pada pengukuran waktu yang diperkirakan oleh sebuah tegangan tanjak linear agar naik dari level 0 V ke level tegangan masukan, atau agar berkurang dari level tegangan masukan ke nol. Selang waktu ini diukur dengan sebuah pencacah selang waktu elektronik, dan pencacah diperagakan dalam sejumlah angka pada tabung penunjuk elektronik.
Pengubahan dari sebuah tegangan ke suatu selang waktu digambarkan oleh diagram bentuk gelombang pada gambar 10-16. Pada permulaan siklus pengukuran, sebuah tegangan tanjak dimulai ; tegangan ini bisa menuju positif atau negatif. Tanjakan yang menuju negatif ditunjukan pada gambar 10-16, dibandingkan secara kontinu terhadap tegangan masukan yang tidak diketahui. Pada saat dimana tegangan tanjak sama dengan tegangan yang tidak diketahui, sebuah rangkaian pembanding atau komparator membangkitkan sebuah pulsa yang membuka sebuah gerbang. Tegangan tanjak terus berkurang terhadap waktu sampai akhirnya mencapai 0 V (atau potensial tanah), dan sebuah pembanding lainnya membangkitkan sebuah pulsa keluaran yang menutup gerbang.
Sebuah osilator membangkitkan pulsa-pulsa lonceng yang diijinkan lewat melalui gerbang menuju sejumlah unit pencacah kelipatan sepuluh (DCU-decade counting unit ) yang menjumlahkan jumlah pulsa yang lewat melalui gerbang. Bilangan desimal, yang diperagakan oleh tabung indikator yang bergantung dengan DCU, merupakan suatu ukuran dari besarnya tegangan masukan.
Multivibrator atas dasar cuplikan ( sample rate multivibrator) menentukan laju kecepatan pada mana siklus pengukuran dimulai. Osilasi multivibrator ini biasanya dapat diatur oleh sebuah alat kontrol dipanel depan dengan diberi tanda rate, yakni dari beberapa getaran per-sekon sampai sebesar 1000 atau lebih. Rangkaian atas dasar cuplikan melengkapi pulsa permulaan bagi generator tanjak guna memulai tegangan tanjak berikutnya. Pada waktu yang bersamaan dibangkitkan sebuah pulsa untuk me-nol-kan (reset pulsa) yang mengembalikan semua DCU ke keadaan nol, menghilangkan peragaan dari tabung-tabung penunjuk secara seketika.

2.1.3 DVM Tanjak Tipe Anak Tangga (Staircase-ramp DVM)
DVM tipe anak tangga ditunjukkan dalam diagram balok pada gambar 10-18. Dia merupakan suatu variasi dari DVM tipe tanjak tetapi sedikit lebih sederhana dalam  rancangan keseluruhan, memperlihatkan suatu instrumen pemakaian umum dengan harga yang sedang yang dapat digunakan di laboratorium, pada pangkalan uji produksi, bengkel perbaikan, dan pada stasiun-stasiun pemeriksaan.
DVM ini melakukan pengukuran tegangan dengan membandingkan tegangan masukannya terhadap sebuah tegangan tanjak anak tangga yang dibangkitkan secara internal. Instrumen yang ditunjukkan pada gambar 10-18 mengandung pelemah masukan 10MΩ, memberikan lima rangkuman masukan dari 100 mV sampai 100 V skala penuh. Penguat arus searah, dengan penguatan tetap sebesar 100, memberikan 10 V ke pembanding pada setiap penyetelan tegangan skala penuh dari pembagi tegangan masukan. Pembanding megindera kesamaan antara tegangan masukan yang diperkuat dan tegangan tanjak anak tangga yang dibangkitkan sebagai pengukuran yang berjalan meneruskan siklusnya.
Bila pertama-tama siklus pengukuran dimulai, lonceng (osilator relaksasi 4,5 kHz) menyediakan pulsa ke ketiga DCU dalam bentuk air terjun. Pencacah satuan-satuan  (units counter) menyediakan sebuah pulsa pembawa ke dekade sepuluh pada setiap sepersepuluh pulsa masukan. Dekade sepuluh tersebut mencacah pulsa pembawa dari dekade satuan dan menyediakan pulsa pembawanya sendiri setelah dia mencacah sepuluh pulsa pembawa ke sebuah rangkaian rangkuman lebih. Rangkaian rangkuman lebih menyebabkan sebuah indikator pada panel depan menyala, mengingatkan operator bahwa kapasitas masukan dari instrumen telah dilewati. Selanjutnya operator akan memindahkan pelemah masukan ke kedudukan yang lebih tinggi berikutnya.
Masing – masing unit pencacah dihubungkan dengan sebuah pengubah digital-ke analog (digital to analog converter, D/A). Keluaran dari pengubah D/A in terhubung secara pararel dan memberikan arus keluaran yang sebanding dengan pencacah arus dari DCU. Penguat anak tangga mengubah arus D/A menjadi tegangan anak tangga yang dimasukan kepembanding. Bila pembanding mengindera kesamaan tegangan masukan dan tegangan anak tangga, dia menyediakan sebuah pulsa pemicu guna menghentikan osilator. Maka kandungan arus dari pencacah sebanding dengan besarnya tegangan masukan.
Laju pencuplikan dikontrol oleh sebuah osilator rileksasi yang sederhana. Osilator ini memicu dan me-nol-kan penguat alih dengan laju kecepatan sebesar dua cuplikan setiap sekon. Penguat alih menyediakan sebuah pulsa yang mengalihkan informasi yang di simpan didalam pencacah dekade menuju unit peraga di panel depan. Sisi belakang (trailing edge) pulsa ini memicu penguat pembuat nol (reset amplifier) yang menyetel ketiga pencacah dekade menjadi nol dan memulai suatu siklus pengukuran yang baru dengan menghidupkan osilator majikan (master oscillator) atau lonceng (clock).
Rangkaian peraga menyimpan tiap-tiap pembacaan sampai selesai suatu pembacaan  baru, dan menghilingkan setiap kedip (blinking) atau pencacahan selama perhitungan.
2.1.4 Multimeter Digital Tipe Penggabungan (Integrating DVM)
Multimeter digital tipe penggabungan / integrasi tegangan masukan rata-rata sebenarnya melalui suatu periode pengukuran yang telah tertentu berbeda dengan DVM tipe tanjak yang mencuplik tegangan pada akhir siklus pengukuran. Suatu teknik yang digunakan secara luas untuk melakukan integrasi adalah menggunakan  sebuah pengubah tegangan ke frekuensi (voltage to frequency converter, V/F converter). Penguat volt ke frekuensi ini berfungsi sebagai sistem kontrol umpan balik yang mengatur laju pembangkitan pulsa agar setimbang dengan besarnya tegangan masukan.
Diagram balok yang disederhanakan untuk sebuah voltmeter digital jenis integrasi. Tegangan dc yang diuji dimasukan ke tingkatan masukan yang memisahkan rangkaian voltmeter terhadap rangkaian uji dan menyediakan pelemahan masukan yang dibutuhkan. Sinyal masukan yang diperlemah ini dihubungkan ke pengubah V/F. Rangkaian ini terdiri dari penguat integrasi, pendeteksi level tegangan (rangkaian pembanding), dan generator pulsa. Penguat integrasi menghasilkan suatu tegangan keluaran yang sebanding dengan tegangan masukan yang dikaitkan ke elemen masukan dan elemen um̲pan balik oleh persamaan.
     Vout =   ʃ i dt
              =  ʃ V­in dt
Jika tegangan masukan adalah konstan, keluaran adalah sebuah tegangan tanjak linear yang memenuhi persamaan
Vout = V­in  -1/RC


Bila tegangan tanjak mencapai suatu level tegangan negatif tertentu, alat deteksi level memicu generator pulsa, yang memasukkan suatu langkah tegangan negatif ketitik penjumlahan dari penguat integrasi. Hasil penjumlahan tegangan masukan dan tegangan pulsa adalah negatif, menyebabkan  tegangan tanjak mengubah (membalik) arahnya. “Penjejakan (retrace) “ ini sangat cepat karena amplitudo pulsa adalah besar dibandingkan terhadap tegangan masukan. Bila tanjak menuju positif yang sekarang mencapai 0 V, alat deteksi level membangkitkan sebuah pemicu untuk me-nol-kan (reset trigger) generator pulsa. Pulsa negatif diambil dari titik penjumlahan penguat integrasi dan yang tertinggal hanya tegangan masukan mula-mula. Selanjutnya penguat menghasilkan kembali sebuah tegangan tanjak menuju negatif dan prosedur berulang.
Laju pembangkit pulsa diatur oleh besarnya tegangan masukan dc. Tegangan masukan yang lebih besar menyebabkan tanjakan lebih curam dan berarti laju pengulangan pulsanya (pulse repetitian rate), PRR) lebih cepat.
Keuntungan utama dari sistem pengubah analog ke digital adalah kemampuannya mengukur adanya campuran derau yang besar secara cermat disebabkan masukan yang digabungkan.
Pulsa keluaran dari alat deteksi level mengontrol gerbang sinyal memungkinkan pencacah desimal untuk mengumpulkan suatu pencacah yang diberikan oleh rangkaian osilator kristal. Bagian rangkuman yang selebihnya pada dasarnya identik dengan pencacah konvensional lainnya dan tidak memerlukan pengembangan selanjutnya.
2.1.5 DVM setimbang kontinu
                     Voltmeter digital jenis setimbang kontinu (continuous balance DVM) merupakan instrumen yang harganya murah tapi memberikan prestasi yang sangat baik. Ketelitian voltmeter ini biasanya adalah dalam orde 0,1 persen rangkuman masukannya. Dia mempunyai impedansi masukan sebesar sekitar 10MΩ dengan resolusi yang dapat diterima secara umum.
Gambar Diagram balok fungsional dari sebuah volt meter digital jenis potensiometer setimbang servo (servo-balancing potentiometer)
Tegangan masukan dc dimasukkan ke sebuah pelemah masukan yang memberikan penyakelaran rangkuman yang tepat. Pelemah masukan berupa alat kontrol pada panel depan yang juga menyebabkan sebuah penunjuk titik decimal bergerak pada permukaan peraga sesuai dengan rangkuman masukan yang dipilih. Setelah lewat melalui sebuah rangkaian proteksi kelebihan tegangan dan sebuah tapis pengapkiran arus bolak-balik ( ac rejection filter), tegangan masukan dihubungkan ke satu sisi pembanding pencincang mekanis. Sisi lain dari pembanding tersebut dihubungkan ke sebuah lengan geser (wiper) dari potensiometer presisi yang dikemudikan oleh motor, yang dihubungkan pada sumber tegangan referensi. Keluaran pembanding pencincang yang dikemudikan oleh tegangan jala-jala dan bergetar pada frekuensi jala-jala, merupakan sebuah sinyal gelombang persegi. Sinyal gelombang persegi diperkuat oleh sebuah prapenguat berimpedansi tinggi berderau rendah dan diumpamakan ke sebuah penguat daya. Penguat ini mempunyai redaman khusus guna memperkecil lonjakan (overshoot)dan ayunan (hunting) pada posis nol. Motor servo, sewaktu menerima selisih sinyal gelombang persegi, mengemudikan lengan potensiometer presisi menurut arah yang dibutuhkan untuk menghilangkan (cancel) tegangan selisih pada pembanding pecincang. Motor servo juga mengemudikan sebuah inndikator mekanis tipe drum yang memiliki angka 0 sampai 9 yang tertera disekeliling segmen-segmen drum. Posisi dari poros motor servo sesuai dengan jumlah tegangan umpan balik yang dibutuhkan guna menolkan masukan pecincang, dan posisi ini ditunjukkan oleh indicator tipe drum. Degan demikian, posisi poros merupakan indikasi besarnya tegangan masukan.
Adalah jelas bahwa instrument ini tidak “mecuplik” tegangan dc yang tidak diketahui secara teratur seperti dalam halnya instrumen-instrumen yang lebih njelimet, tetapi secara kontinu mencari kesetimbangan tegangan masukan terhadap tegangan referensi yang dibangkitkan secara internal. Karena didalam mekanisme ini tercakup gerak mekanis yang berbeda seperti halnya pengaturan posisi lengan potensiometer dan putaran mekanisme indicator, waktu pembacaan rata-rata adalah kira-kira 2 s. Akan tetapi, kesederhanaan perencanaan dan biaya murah membuat instrumen ini suatu pilihan yang sangat menarik bila ketelitian yang ekstrim tidak diperlukan.
2.1.6 Voltmeter digital dengan pendekatan secara berturut-turut( successive  approximation DVM)
Sekarang ini voltmeter digital dengan kemampuan 1000 pembacaan setiap sekon atau lebih tersedia secara komersial. Umumnya, instrumen ini menggunakan konvertor dari jenis pendekatan berturut-turut guna melakukan digitasi (digitization, pengubahan analog menjadi digital ).
Pada permulaan siklus pengukuran, sebuah pulsa pemulai dimasukkan ke multivibrator untuk menghidupkan dan mematikan (star-stop mutivibrator). Ini menyetel angka 1 dalam register angka biner yang paling berarti (MSB, most significant bit) dan 0 dalam semua angka biner yang kurang berarti. Dengan menganggap register pengontrol adalah 8 bit, maka pembacaannya akam menjadi 10000000. Penyetelan  permulaan pada register pengontrol  ini menyebabkan keluaran converter D/A menjadi setengah tegangan suplai referensi (1/2 v). keluaran konvertor dibandingkan oleh pembanding terhadap masukan yang tidak diketahui. Jika tegangan masukan lebih besar dari tegangan referensi konvertor, pembanding menghasilkan suatu keluaran yang menyebabkan register pengontrol menahan penunjukan 1 di dalam MSB nya, dan konvertor terus menyalurakan tegangan keluaran referensi sebesar ½ v
Selanjutnya pencacah cincin (ring counter) bertambah satu hitungan, menggeser angka 1 dalam MSB ke dua dari register pengontrol, dan pembacannya menjadi 110000000. Ini menyebabkan konvertor D/A memperbesar keluaran referensinya sebesar satu pertambahan menjadi ½ V+1/4 V, dan pembanding yang lain terjadi terhadap tegangan masukan yang tidak diketahui. Jika dalam hal ini tegangan referensi terkumpul sehingga melebihi tegangan yang tidak diketahui, pembanding menghasilkan suatu keluaran yang menyebabkan register pengontrol membuat MSB kedua menjadi 0 (reset). Kemudian keluaran konvertor kembali ke level semula yaitu ½ V dan menunggu masukan lainnya dari register pengontrol guna pendekatan berikutnya. Bila pencacah cincin menambah satu hitungan berikutnya, MSB ketiga dari register pengontrol disetel ke 1 dan keluaran konvertor diperbesar oleh pertambahan berikutnya menjadi ½ V + 1/8 V. jadi siklus pengukuran berjalan melalui sederetan pendekatan berturut-turut dengan menahan atau menolak keluaran konvertor dalam cara yang telah dijelaskan. Akhirnya bila “pencacah cincin” mencapai hitungan terakhir, siklus pengukuran berhenti dan keluaran digital dari register pengontrol memperlihatkan pendekatan terakhir dari tegangan masukan yang tidak diketahui.
Untuk tegangan masukan selain dc, level masukan berubah selama digitasi dan keputusan yang dibuat selama pengubahan tidak konsisten (tetap). Untuk mencegah kesalahan pengubahan ini, sebuah rangkaian cuplik dan penahan (sample and hold circuit, SH) ditempatkan didalam masukan, langsung dibelakang pelemah masukan dan penguat. Dalam bentuk yang paling sederhana, rangkaian SH dapat dinyatakan oleh sebuah sakelar dan sebuah kapasitor.
Dalam modus cuplik (sampel) sakelar tertutup dan kapasitor mengisi ke nilai sesaat tegangan masukan. Dalam modus tertahan (hold) sakelar terbuka dan kapasitor menahan tegangan yang telah dimilikinya pada saat sakelar terbuka. Jika pengemudian sakelar selaras dengan pulsa “ring counter”, pengukuran actual dan konversi berlangsung bila rangkaian SH berada dalam mous tertahan. Dalam sebuah rangkaian yang praktis sakelar sederhana diganti oleh sakelar transistor yang bekerja cepat; dan guna memperbesar arus pengisian ke dalam kapasitor, ditambahkan sebuah penguat operasional.
2.2 ALAT UKUR Q (Q-METER)
2.2.1 Rangkaian dasar alat ukur Q
Alat ukur Q adalah sebuah instrumen yang dirancang guna mengukur beberapa sifat listrik dari kumparan dan kapsitor. Bekerjanya instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat ini didasarkan pada karakteristik sebuah rangkaian resonansi seri yang telah dikenal, yakni bahwa tegangan pada kumparan atau kapasitor sama dengan tegangan yang dimasukkan dikalikan dengan Q rangkaian. Jika sebuah tegangan yang nilainya tetap dimasukkan ke rangkain, sebuah voltmeter yang dihubungkan ke kapasitor dapat dikalibrasi agar langsung menunjukkan Q.
Hubungan tegangan dan arus dari sebuah rangkaian resonansi seri ditunjukkan pada Gambar. Pada resonansi, persyaratan-persayaratan berikut adalah sah:
Xc=Xl
Ec=lXc=Ixl
E=IR
Dimana   E= tegangan yang dimasukkan
               I= arus rangkaian
               Ec =tegangan pada kapsitor
               Xc =reaktansi kapasitif
               Xl =reaktansi induktif
                R= tahanan kumparan
Gambar rangkaian resonansi seri
Menurut definisi, penguatan rangkaian adalah Q, dimana
   Q= =      (10-7)
Berarti jika E dipertahankan konstan dan levelnya diketahui, sebuah voltmeter yang dihubungkan pada kapasitor dapat dikalibrasi langsung dalam Q rangkaian.
Sebuah rangkaian praktis untukm mengukur Q ditunjukkan pada gambar 10-25. Osilator rangkuman lebar dengan rangkuman frekuensi dari 10 kHz sampai 50 MHz menyalurkan arus ke sebuah tahanan shun R­SH yang nilainya rendah. Nilai shunt ini sangat rendah, khasnya dalam orde 0,02 Ω. Dia memberikan tahanan yang hampir sama dengan nol ke dalam rangkaian osilator dan berarti dia menyatakan sebuah sumber tegangan yang besarnya E dengan tahanan  dalam yang sangat kecil (dalam kebanyakan hal diabaikan). Tegangan E pada shunt, berhubungan dengan E pada Gambar 10-24, diukur dengan alat ukur termokopel yang diberi tanda “kalikan Q dengan” (“Multiply Q by”).
Tegangan pada kapasitor variable berkaitan dengan Ec diukur dengan sebuah voltmeter elektronik yang skalanya dikalibrasi langsung dalam nilai-nilai Q.
Guna melakukan suatu pengukuran, kumparan yang nilainya tidak diketahui dihubungkan ke terminal uji instrument, dan rangkaian disetalakan (tuned) ke resonansi dengan menyetel osilator pada suatu frekuensi tertentu dan mengubah-ubah kapasitor penggetar internal, ataupun dengan menyetel sebelumnya kapasitor pada suatu nilai yang diinginkan dan mengatur frekuensi osilator. Pembacaan Q pada alat pencatat harus dikalikan dengan indeks yang disetel dari “Kalikan Q dengan “ guna mendapatkan nilai Q actual.
Q yang ditunjukkan (yang merupakan pembacaan pada alat-alat ukur “Q rangkaian) disebut Q rangkaian sebab kerugian kapasitor penggetar, voltmeter, dan tahanan sisipan semuanya termasuk di dalam rangkaian pengukuran. Q efektif  dari kumparan yang diukur akan menjadi sedikit lebih besar dari Q yang di tunjukkkan. Umumnya perbedaan ini dapat diabaikan, kecuali dalam hal-hal tertentu dimana tahanan kumparan relative kecil dibandingkan terhadap nilai tahanan sisipan.
Induktansi kumparan dapat ditentukan dari nilai-nilai frekuensi (f) yang diketahui dan kapasitansi penggetar (C) karena
   X­L = X­c   dan  L=  henry                     
Metoda pengukuran
Untuk mengubungkan komponen-komponen yang tidak diketahui ke terminal-terminal uji sebuah alat ukur Q, terdapat tiga metoda yaitu :
a.       Hubungan langsung. Kebanyakan kumparan dapat dihubungkan langsung ke terminal uji, persis seperti yang ditunjukkan dalam rangkaian dasar alat ukur Q pada Gambar 10-25. Rangakaian dibuat berisonansi dengan mengatur salah satu frekuensi osilator atau kapasitor penggetar Q yang ditunjukkan, dibaca langsung pada alat ukur “Q rangkaian”, dimodifikasi dengan menyetel “Kalikan Q dengan” pada alat ukur . bila terakhir alat ukur disetel pada tanda kesatuan, alat ukur “Q rangakaian” membaca langsung nilai Q yang tepat.
b.      Sambungan seri. Komponen-komponen impedansi rendah seperti tahanan bernilai rendah, kumparan kecil dan kapasitor besar, diukur secara seri dengan rangakaian pengukuran. Disini, komponen yang akan diukur ditunjukkan oleh [Z], dihubungkan seri dengan sebuah kumparan kerja yang stabil pada terminal uji (kumparan kerja biasanya disuplai bersama instrumen). Dua pengukuran dilakukan : Dalam poengukuran pertama, yang tidak diketahui dihubungsingkatkan oleh sabuk hubung singkat (shorting strape) kecil dan rangkaian dibuat resonansi guna menetapkan suatu kondisi referensi. Nilai kapasitor penyetelan (C1) dan Q yang ditunjukan (Q1) dicatat. Dalam pengukuran kedua sabuk hubung singkat dilepas dan rangkaian disetalakan kembali, memeberikan suatu nilai baru bagi kapasitor penyetelan (C2) dan nilai Q dari Q1menjadi Q2 .
Untuk kondisi referensi,
                                                Xc1= XL 
Untuk pengukuran kedua, Reaktansi yang tidak diketahui dapat dinyatakan dalam nilai baru kapasitor penyetala (C2) dan dari inductor (L) yang berada didalam rangkaian.

               Xs = Xc1 – XL
Sehingga,          
               Xs =
Xs adalah induktif jika C1 > C2 dan kapasitas jika C1<C2. Komponen resistif dari impedansi yang tidak diketahui dapat diperoleh dinyatakan dalam reaktansi Xs dan nilai Q yang ditunjukkan, Karena

                        R1 =  dan  R2 =
Juga,                Rs = R2 – R1 =  -

Sehingga,        Rs =

Jika yang tidak diketahui adalah tahanan murni ; penyetelan kapasitor penyetelan seharusnya tidak akan berubah dalam proses pengukuran, sehingga C1=C2. Persamaan untuk tahanan berubah menjadi
                                                            Rs =

Jika yang tidak diketahui adalah sebuah inductor kecil nilai induktansi diperoleh :
                                    Ls =
Q kumparan diperoleh :
                                    Qs =
Maka,                          Qs =
Jika yang tidak diketahui adalah sebuah kapasitor besar, nilainya ditentukan :

                        Cs = 
             (Rumus yang lebih jelas dapat dibaca pada buku William David Cooper) 
(c) Sambungan parallel. Komponen komponen berimpedansi tinggi seperti tahanan-tahanan bernilai tinggi, inductor tertentu, dan kapasitor kecil, diukur dengan menghubungkannya secara parallel terhadap rangkaian pengukuran. Menunjukan sambungan tersebut. Sebelum dihubungkan kekomponen yang tidak diketahui rangkaian dibuat resonansi dengan menggunakan sebuah kumparan kerja yang sesuai, guna menetapkan nilai nilai referensi bagi Q dan C (Q1 dan C1). Selanjutnya bila komponen yang diuji dihubungkan kerangkaian, kapasitor diatur kembali agar beresonansi, sehingga diperoleh suatu nilai baru bagi kapasitor penyetalaan (C2). Dan perubahan Q rangkaian (  dari Q1 menjadi Q2.
Gambar Pengukuran komponen berimpedansi tinggi dalam hubungan parallel dengan menggunakan Q-meter.
Dalam sebuah rangkaian parallel perhitungan impedansi yang besarnya tidak diketahui paling baik didekati dinyatakan dalam komponen komponen paralelnya Xp dan Rp Seperti ditunjukkan pada gambar 10-27. Pada syarat awal resonansi bila yang tidak diketahui belum dihubungkan kerangkaian, kumparan kerja (L) disetalakan oleh kapasitor (C1). Dengan demikian,
ωL =                                                           
Sehingga                       
                           Q1 =  =                                                                      
Jika sekarang impedansi yang tidak diketahui dihubungkan ke rangkaian dan kapasitor disetarakan agar bersonansi, reaktansi kumparan kerja ( XL) sama dengan reaktansi paraler dari kapasitorpenyetaraan ( X C2 ) dan yang tidak diketahui ( X p ). Berarti,
                           X L =
Yang berubah menjadi
                           Xp =                                               
Jika yang tidak diketahui adalah induktif, Xp = ωLp, dan persamaan memberi nilai impedansi yang tidak diketahui yaitu :
                           Lp =
Jika yang tidak diketahui adalah kapasitif, Xp = 1/ωCp dan persamaan memberi nilai kapasitor yang tidak diketahui yaitu,
                           Cp = C1-C2                                                                                                      
Didalam sebuah rangkain resonansi peraler tahanan total pada resonansi adalah perkalian Q rangkaian terhadap reaktansi kumparan. Berarti
                           RT = Q2XL
Atau dengan mensubstansikan persamaan diperoleh
                           RT = Q2XC1 =                                                       
Tahanan (Rp) dari impedansi yang tidak diketahui paling mudah diperoleh dengan menghitung konduktansi didakam rangkaian gambar.
Misalnya            GT = konduktansi total rangkaian resonan,
               GP  = konduktansi impedansi yang tidak diketahui
               GP  = konduktansi kumparan kerja,
Maka
               GT= GP+ GL    atau     GP= GT– GL                                                                    
Dari persamaan (10-23),
                                       GT =  =
Maka,
                                        =   -
                                            =  – ( ) (  )
               =  -
Dengan mensubstitusikan persamaan kedalam bentuk yang terdahulu diperoleh
                                        =  -
Dan setelah disederhanakan menghasilkan
                                        =  =                                            

Selanjutnya Q yang tidak diketahui diperoleh dengan menggunakan persamaan dan persamaan sehingga
               =  =  =                                      
  (Rumus yang lebih jelas dapat dibaca pada buku William David Cooper)
2.2.3  Sumber-sumber kesalahan
Mungkin faktor paling penting yang mempengaruhi ketelitian pengukuran dan yang paling sering terlupakan adalah kapasitansi terbagi (distributed capacitance ) atau kapasitansi diri (self capaitance ) dari rangkaian pengukuran. Adanya kapasitansi terbagi di dalam sebuah kumparan mengubah Q aktual atau efektif dan induktansi kumparan. Pada frekuensi dimana kapasitansi diri dan induktansi kumparan adalah resonansi (turut bergetar), rangkaian memiliki suatu impedansi yang betul-betul resistif (tahanan murni).karakteristik ini dapat digunakan untuk mengukur kapasitansi terdistribusi.
Suatu cara sederhana guna mengetahui kapasitansi terbagi ( Cd) dari sebuah kumparan penyangkut pembuatan dua pengkuran pada frekuensi yang berbeda.kumparan yang akan diuji dihubungkan langsung ke terminal uji dari alat ukur Q seperti ditunjukkan pada rangkaian di Gambar 10-28. Kapasitor penyetaraan di setel ke suatu nilai yang tinggi, lebih diinginkan ke posisi  maksimalnya; dan rangkaian dibuat resonansi melalui pengaturann frekuensi osilator. Resonansi ditunjukkan oleh defleksi maksimal pada alat
Gambar penentuan kapasitansi terbagi pada sebuah induktor
Ukur “ Q rangkaian”. Nilai-nilai dari kapasitor penyetalaan (C1) dan frekuensi osilator (f1) dicatat. Selanjutnya frekuensi diperbesar menjadi duakali nilai mula-mula (f2 = 2f1) dan rangkaian disetalakan dengan mengatur kapasitor penggetar (c2).
Frekuensi resonan dari sebuah rangkaian LC diberikan oleh persamaan terkenal
                                                            f =                                                          
Pada syarat awal resonansi  kapasitansi rangkaian sama dengan C1+ Cd, dan frekuensi resonan sama dengan
                                                             =
Setelah mengatur osilator dan kapasitor penyetelan, kapasitansi rangkaian adalah C2 + Cd, dan frekuensi resonan sama dengan 
                                                             =
Karena f2 = 2f1. Persamaan (10-28) dan (10-29) adalah saling berhubungan, sehingga
                                                =
                                                 =
Atau
                                                 =

2.3 ALAT UKUR IMPEDANSI VEKTOR
Pengukuran impedansi adalah mengenai besarnya (Z) dan sudut fasa ( ) sebuah komponen. Pada frekuensi dibawah 100 MHz, pengukuran tegangan dan arus biasanya cukup untuk menentukan besarnya sebuah impedansi. Beda fasa antara bentuk gelombang tegangan dan arus enunjukkan apakah komponen tersebut induktif atau kapasitif. Jika sudut fasa dapat ditentukan, misalnya dengan menggunakan sebuah CRO yang memperagakan gambar Lissajous, reaktansi dapat ditentukan. Jika sebuah komponen harus dinyatakan secara lengkap, sifat-sifatnya harus ditentukan pada beberapa frekuensi yang berbeda, dan mungkin memerlukan banyak pengukuran. Khususnya pada frekuensi yang lebih tinggi pengukuran ini menjadi agak rumit dan menghabiskan waktu, dan mungkin diperlukan banyak tahapan guna mendapatkan informasi yang diinginkan.
               Pengembangan instrument sedemikian seperti halnya alat ukur impedansi vektor (vector impedance meter) memungkinkan pengukuran impedansi pada suatu rangkuman frekuensi yang lebar. Kurva-kurva frekuensi penyapu (sweep-frequency plots) dari impedansi dan sudut fasa terhadap frekuensi yang memberikan liputan lengkap dalam batas-batas frekuensi yang diselidiki, juga dapat dilakukan.
               Alat ukur impedansi vektor melakukan pengukuran impedansi dan sudut fasa secara bersamaan pada rangkuman frekuensi dari 5 Hz sampai 500 KHz. Komponen yang tidak diketahui cukup dihubungkan diantara terminal-terminal masukan instrument, frekuensi yang diinginkan dipilih dengan mengatur alat-alat kontrol panel depan, dan kedua alat pencatat pada panel depan akan menunjukkan besarnya impedansi dan sudut fasa.
                   Bekerjanya alat ukur impedansi vektor paling mudah dipahami dengan memperhatikan diagram balok berikut:
1.      Besarnya impedansi ditentukan dengan mengukur arus melalui komponen yang tidak diketahui bila tegangan yang diketahui dihubungkan kepadanya atau dengan mengukur tegangan komponen bila arus yang diketahui dilewatkan melaluinya.
2.      Sudut fasa diperoleh dengan menentukan beda fasa antara tegangan komponen dan arus melalui komponen tersebut.
Gambar alat ukur impedansi vektor (seijin Hewlett Packard Co)
Diagram balok menunjukkan bahwa instrument berisi sebuah sumber sinyal (osilator jembatan wien)  beserta dua control panel depan untuk memilih rangkuman frekuensi dan secara kontinu mengatur frekuensi yang dipilih. Keluaran osilator diumpankan ke sebuah penguat AGC yang memungkinkan pengaturan penguatan yang cermat melalui tegangan umpan baliknya. Pengaturan penguatan ini berupa suatu control internal yang digerakkan melalui penyetelan sakelar rangkuman impedansi, terhadap mana keluaran penguat AGC dihubungkan. Sakelar rangkuman impedansi merupakan sebuah jaringan pelemah presisi yang mengontrol tegangan keluaran osilator dan pada waktu yang sama menentukan cara enghubungkan komponen yang tidak diketahui ke rangkaian agar mengikuti sakelar rangkuman.
Sakelar rangkuman impedansi membolehkan instrument bekerja dalam dua modus yaitu modus arus konstan dan modus tegangan konstan. Ketiga rangkuman rendah (x1, x10, dan x100) bekerja dalam modus arus konstan dan keempat rangkuman tinggi (x1k, x10k, x100k, dan x1 M) bekerja dalam modus tegangan konstan.
               Dalam modus arus konstan, komponen yang tidak diketahui dihubungkan ke masukkan penguat selisih ac. Arus yang disalurkan ke komponen yang tidak diketahui bergantung pada penyetelan sakelar rangkuman impedansi. Arus ini dipertahankan konstan oleh tindakan tahanan alih penguat RT (RT amplifier) yang mengubah arus melalui komponen yang tidak diketahui menjadi sebuah keluaran tegangan yang besarnya sama dengan arus dikalikan dengan tahanan umpan baliknya. Penguat RT adalah sebuah penguat operasioanl yang tegangan keluarannya sebanding dengan arus masukkannnya. Keluaran penguat RT diumpankan ke sebuah rangkaian detektor dan dibandingkan terhadap sebuah tegangan referensi dc. Tegangan control yang dihasilkan mengatur penguatan penguat AGC dan berarti mengatur tegangan yang dimasukkan ke sakelar rangkuman impedansi. Keluar penguat selisih ac dimasukkan ke sebuah penguat dan filter yang berisi filter pita tinggi (high band filter) dan filter pita rendah (low band filter) yang berubah-ubah terhadap rangkuman frekuensi guna membatasi lebar bidang frekuensi penguat. Bila dipilih, keluaran filter pita pelewat (band pass filter) dihubungkan ke sebuah detektor yang mengemudikan alat ukur kebesaran Z. Karena arus melalui komponen yang tidak diketahui dipertahankan konstan oleh penguat RT, alat ukur kebesaran Z yang mengukur tegangan pada komponen yang tidak diketahui akan berdefleksi sebanding dengan besarnya impedansi yang tidak diketahui dan terkalibrasi secara tepat.
Gambar diagram balok alat ukur impedansi vektor (seijin Hewlett-pachard Co)
               Dalam modus tegangan konstan, kedua masukan tersambung ke penguat selisih. Terminal yang dihubungkan ke masukan penguat tahanan alih seperti terdapat pada modus arus konstan, sekarang ditanahkan. Masukan lain dari penguat selisih yang dihubungkan ke terminal tegangan dari komponen yang tidak diketahui sekarang dihubungkan ke sebuah titik pada sakelar rangkuman kebesaran Z yang dipertahankan pada suatu potensial konstan. Terminal masukan  dari komponen yang tidak diketahui dihubungkan ke titik yang sama dari potensial yang konstan atau bergantung pada penyetelan sakelar rangkuman kebesaran Z, dihubungkan ke suatu pecahan persepuluhan dari tegangan ini, dalam setiap hal, tegangan pada yang tidak diketahui ini dipertahankan pada suatu level konstan. Arus melalui yang tidak diketahui ini dimasukkan ke penguat tahanan alih yang juga menghasilkan suatu tegangan keluaran yang sebanding dengan arus masukannya.
               Peranan penguat selisih ac dan penguat tahanan alih sekarang dipertukarkan. Keluaran tegangan dari penguat RT dimasukkan ke detektor dan kemudian ke alat ukur kebesaran Z. Tegangan keluaran dari penguat selisih mengontrol penguatan penguat AGC dengan cara yang sama seperti yang dilakukan oleh penguat RT dalam modus arus konstan.
               Pengukuran sudut fasa dilakukan secara bersamaan. Keluaran dari kedua saluran tegangan dan saluran arus diperkuat dan masing-masing keluaran tersebut dihubungkan ke sebuah rangkaian pemicu Schmitt (Schmitt trigger circuit). Rangkaian pemicu Schmitt menghasilkan suatu “spike” yang menuju positif setiap kali gelombang masukan berbentuk sinus menuju sebuah titik potong nol. “Spikes” positif ini dihubungkan ke sebuah rangkaian detektor fasa biner (binary phase detector circuit). Detektor fasa ini terdiri dari multivibrator dengan dua kondisi stabil (bistabile multivibrator), penguat selisih, dan kapasitor pengumpul (integrasi). Pulsa saluran arus konstan yang menuju positif menyetel multivibrator, dan pulsa saluran tegangan konstan me-nol-kan multivibrator. Dengan demikian, lamanya penyetelan (set time) dari MV (multivibrator) ditentukan oleh titik-titik perpotongan nol dari bentuk-bentuk gelombang tegangan dan arus. Keluaran “set” dan “reset” dari MV dihubungkan ke penguat selisih, yang menghubungkan tegangan yang berbeda ke sebuah kapasitor integrasi. Tegangan kapasitor berbanding lansung dengan selang waktu perpotongan nol (zero-crossing time interval) dan dihubungkan ke alat ukur sudut fasa yang selanjutnya menunjukkan beda fasa antara bentuk gelombang tegangan dan arus (dalam derajat).
               Kalibrasi alat ukur impedansi vektor biasanya dilakukan dengan menghubungkan komponen-komponen standar terminal ke masukan. Komponen ini bisa tahanan standar atau kapasitor standar. Sebuah pencacah elektronik (electronic counter) diperlukan guna menentukan dengan tepat perioda dan frekuensi uji yang dihubungkan. Bila nilai komponen yang diuji dan frekuensi sinyal uji keduanya diketahui secara tepat, impedansi atau reaktansi dapat ditentukan dan dibandingkan terhadap penunjukan alat ukur kebesaran Z. dengan menghubungkan sebuah tahanan standar keterminal masukan, alat ukur sudut fasa akan menunjuk 0o.

2.4   VOLTMETER VEKTOR
Voltmeter  vector digunakan untuk mengukur amplitude sebuah sinyal pada dua titik didalam sebuah rangkaian dan secara bersamaan mengukur beda fasa antara bentuk-bentuk gelombang tegangan pada kedua titik tersebut. Voltmeter vector ini sangat bermanfaat dalam pemakaian VHF (Very High Frequency) dan dapat digunakan untuk mengukur :
a.       Penguatan penguat dan pergeseran fasa
b.      Kerugian sisipan yang kompleks
c.       Fungsi alih penapis
d.      Pengatur jaringan dengan dua titik singgah

Pada dasarnya voltmeter vector mengubah dua sinyal frekuensi radio (RF Radio frequency) dengan frequency dasar yang sama (dari 1 MHz sampai 1 GHz) menjadi dua sinyal IF (Intermediate Frequency) dengan Frekuensi dasar sebesar 20 kHz. Sinyal IF ini memiliki amplitude, bentuk gelombang dan hubungan fasa yang sama seperti sinyal RF yang asli. Sehingga, komponen dasar pada sinyal IF berhubungan dengan komponen dasar sinyal RF. Komponen dasar yang disaring oleh sinyal IF akan diukur dengan voltmeter dan alat ukur fasa. 5 bagian utama :
1.      Dua konvektor RF ke IF
2.      Satu pengontrol fasa otomatis
3.      Satu rangkaian alat ukur fasa
4.      Rangkaian voltmeter
Konvektor RF ke IF dan pengontrol fasa ini menghasilkan dua gelombang sinus 20 kHz dengan amplitude yang sama dan hubungan fasa yang sama dengan komponen dasar dari sinyal RF yang dimasukan pada saluran A dan B. Alat ukur fasa secara kontinu memonitor kedua gelombang sinus 20 kHz ini dan menunjukan fasa antara keduanya.
Masing-masing konvektor RF ke IF terdiri dari sebuah pencuplik (Sampler) dan penguat yang disetarakan (tuned amplifier). Pencuplik menghasilkan 20 kHz dari bentuk gelombang masukan RF.
Gambar diagram balok dari voltmeter vektor (seijin Hewlett Packard Co)
Gambar diagram yang disederhanakan dari sebuah rangkaian pencuplik
Gambar diatas menunjukan  diagram pencuplikan (sampling), Sebuah sakelar elektronik dihungkan antara gelombang masukan RF dan kapasitor penyimpanan. Setiap kali sakelar tertutup, kapasitor sesaat memuat nilai tegangan masukan dam mempertahankan nilainya sampai penutupan saklar berikutnya. Dengan pengaturan waktu yang sesuai, cuplikan diambil pada titik yang berurutan ke gelombang RF. 
Unit pengontrol fasa merupakan rangkaian yang agak rumit yang membangkitkan pulsa pencuplik bagi kedua RF ke IF dan secara otomatis mengontrol laju kecepatan pulsa agar menghasilkan sinyal IF sebesar 20 kHz. Laju kecepatan pulsa cuplikan diatur oleh sebuah osilator yang tegangannya disetarakan yang diatur oleh pengontrol fasa otomatis.
Penguat yang disetarakan hanya melewati komponen dasar 20 kHz sinyal IF dari masing masing saluran. Selanjutnya keluaran masing-masing penguat yang disetalakan berisi sebuah sinyal yang telah mempertahankan hubungan fasanya mula-mula dibandingkan terhadap sinyal dalam saluran lainnya dan juga hubungan amplitudonya yang tepat. Kedua sinyal IF yang ditapis dapat dihubungkan ke rangakaian voltmeter panel depan yang diberi tanda saluran A dan saluran B. Rangkaian voltmeter berisi sebuah pelemah masukan guna melengkapi rangkuman alat ukur yang sesuai. Pelemah ini juga merupakan alat control pada panel depan yang diberi tanda rangkuman amplitudo (amplitudo range). Penguat alat ukur terdiri dari sebuah penguat umpan balik stabil dengan penguatan yang tetap, disusul oleh sebuah penyearah dan sebuah penapis. Sinyal yang disearahkan dimasukkan ke voltmeter dc.
Untuk menentukan beda fasa antara kedua sinyal IF, penguat yang disetalakan disusul oleh rangkaian pengukur fasa. Pertama-tama masing-masing saluran yang diperkuat dan kemudian dibatasi, memperlihatkan gelombang sinyal persegi pada masukan menuju rangkaian penggeser fasa IF. Rangkaian di dalam saluran A menggeser fasa sinyal gelombang persegi sebesar +60 derajat. Rangkaian di dalam saluran B menggeser fasa sinyalnya sebesar -120 derajat. Kedua pergeseran fasa dilakukan oleh suatu gabungan jaringan kapasitif bersama penguat pembalik fasa (inverting amplifier) dan bukan pembalik fasa (non inverting amplifier) yang keluaran penjumlahan vektornya menyediakan pergeseran fasa yang diinginkan. Keluaran rangkaian penggeser fasa diperkuat dan dijepit, menghasilkan bentuk gelombang persegi dan dihubungkan ke penguat pemicu. Rangkaian ini mengubah sinyal masukan gelombang persegi menjadi “spike-spike” positif dengan kenaikan waktu yang sangat cepat. Multivibrator dengan dua kondisi stabil dipicu oleh pulsa-pulsa dari kedua saluran. Saluran A dihubungkan ke masukan “reset”. Jika pergeseran fasa mula-mula antara sinyal RF pada jarum penduga adalah 0 derajat, pulsa pemicu terhadap multivibrator berbeda fasa 180 derajat disebabkan oleh tindakan rangkaian penggeser fasa. Maka, MV menghasilkan sebuah keluaran gelombang persegi yang simetri terhadap nol. Setiap pergeseran fasa pada jarum penduga RF membantu keseluruhan system dan mengubah pulsa pemicu dari hubungan 180 derajat nya, menghasilkan suatu gelombang yang tidak simetri.
Gelombang persegi (tidak simetri) mengontrol sakelare arus yang berupa sebiah transistor yang dipindahkan ke konduksi oleh bagian negative dari gelombang persegi. Sakelar menghubungkan suplai arus konstan ke alat ukur fasa. Pada pergeseran fasa sebesar 0 derajat pada masukan RF, sakelar dimatikan dan dihidupkan pada jumlah waktu yang sama dan arus suplai diatur agar menyebabkan pembacaan 0 derajat pada alat pencatat atau skala tengah. Setiap pergeseran fasa memperlihatkan  suatu bentuk gelombang yang tidak simetri dan memungkinkan arus yang lebih besar ataupun lebih kecil ke alat ukur fasa bergantung pada apakah pergeseran fasa yang menyebabkan setengah siklus negative pada gelombang persegi menjadi lebih besar atau lebih kecil. Suatu pergeseran fasa sebesar 180 derajat akan menyebabkan gelombang persegi turun menjadi salahsatu dari tegangan dc positif atau negative dan kemudian sakelar tidak akan memperbolehkan arus atau arus maksimal ke alat ukur fasa. Penyimpangan-penyimpangan maksimal dari pembacaan 0 derajat. Penyimpangan-penyimpangan maksimal dari pembacaan 0 derajat ditandai pada permukaan alat ukur sebagai +180 derajat dan -180 derajat. Rangkuman fasa dapat dipilih oleh sebuah sakelar panel depan yang menempatkan sebuah shunt terhadap pengukur fasa dan mengubah sensitivitasnya.
   Instrumen berisi sebuah sumber daya yang tidak ditunjukkan pada diagram balok. Sumber daya ini membangkitkan semua tegangan suplai yang dibutuhkan oleh berbagai bagian instrument.
Prosedur kalibrasi dan pengujian spesifikasi prestasi berubah dari suatu instrumen ke yang lain. Keterangan lengkap dari berbagai pengujian diberikan pada buku pedoman instrumen dan biasanya mencakup prosedur dan instrument yang diperlukan guna pengujian tersebut.

BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
Voltmeter digital memperagakan pengukuran tegangan dc atau ac dalam bentuk angka diskrit, sebagai pengganti defleksi jarum penunjuk pada sebuah skala kontinu seperti dalam alat ukur analog. Digital voltmeter merupakan suatu instrumen yang dapat diandalkan dan teliti, yang dapat digunakan dalam banyak pemakaian pengukuran di laboratorium. Digital voltmeter dapat bersaing terhadap instrumen-instrumen analog konvensional, disebabkan perkembangan dan penyempurnaan modul-modul rang-kaian terpadu ( integrated circuit, IC ), ukuran, kebutuhan daya dan harga yang berkurang secara drastis. Kualitas voltmeter digital yang menonjol dapat digambarkan dengan mengemuka- kan Karakteristik operasi dan karakteristik yang khas.
Variabel-variabel fisis lainnya dapat diukur dengan menggunakan transducer yang sesuai.
Voltmeter digital dapat dikelompokkan kedalam 4 ( empat ) kategori, yaitu :
1.      Voltmeter digital tipe tanjak ( ramp type DVM ).
2.      Voltmeter digital tipe penggabungan / intergrasi ( integrating DVM
3.      Voltmeter digital setimbang kontinu ( continuous balance DVM )
4.   Voltmeter digital dengan pendekatan berturut-turut ( successive approximating DVM).
3.2 SARAN
            Pengukuran sangat erat dengan kehidupan sehari-hari. Jadi dengan adanya makalah ini diharapkan kita dapat lebih banyak mengetahui tentang pengukuran terutama di bidang kelistrikan. Alat ukur listrik yang di bahas didalam makalah yaitu diantaranya Voltmeter digital, Alat ukur Q (Q-meter),  Alat ukur impedansi vektor dan Voltmeter  vektor. Saran dan kritik dari pembaca tentu kami harapkan agar makalah yang kami buat dapat menjadi lebih baik.

DAFTAR PUSTAKA
Cooper ,William David.1994.Instrumentasi elektronik dan teknik pengukuran.Jakarta : Erlangga
Saapiie,seodjana.1974. Pengukuran dan Alat-Alat Ukur Listrik. Bandung: PT Pradnya Paramita

Komentar

Posting Komentar