Sistem pengukuran gampangnya bisa dibilang sebagai sistem instrumentasi
yang secara khusus ditujukan untuk melakukan pengukuran. Dengan
demikian, maka elemen-elemen yang menyusun sistem pengukuran merupakan
elemen-elemen yang biasa kita jumpai pada sistem instrumentasi seperti
pada umumnya. sebelum membahas mengenai elemen-elemen dasar sistem dan
terminologi yang digunakan dalam menjelaskan unjuk kerja (performance)
dari sebuah sistem instrumentasi pengukuran, terlebih dahulu harus
mengerti apa yang dimaksud dengan “sistem”.
Secara umum, pengertian sistem dijelaskan pada gambar berikut.
Dalam suatu sistem teknik, seorang
engineer lebih tertarik dengan parameter-parameter masukan dan keluaran
sistem ketimbang cara kerja internal elemen-elemen komponen sistem
tersebut. Misalnya saja sebuah amplifier, maka akan lebih berkepentingan
untuk mengetahui hubungan keluaran amplifier tersebut terhadap masukan
yang diberikan ketimbang cara kerja internal amplifier tersebut. Secara
umum sistem didefinisikan sebagai susunan beberapa
bagian dalam suatu batasan-batasan tertentu yang bekerja bersama-sama
untuk menghasilkan suatu keluaran dari masukan-masukan yang diberikan.
Batasan-batasan tersebut memisahkan sistem dari lingkungan dan sistem
akan berinteraksi dengan lingkungan melalui sinyal-sinyal yang bergerak
melewati batas-batas tersebut baik dari lingkungan menuju sistem maupun
sebaliknya. Banyak cara yang dapat digunakan untuk merepresentasikan
sebuah sistem, misalnya dengan sebuah diagram blok.
Sistem instrumentasi yang digunakan untuk melakukan pengukuran
memiliki masukan berupa nilai sebenarnya dari variabel yang sedang
diukur, dan keluaran berupa nilai variabel yang terukur seperti gambar
berikut.
Sebagai contoh, termometer dapat
digunakan untuk memberikan nilai numerik dari temperatur pada sebuah
cairan. Namun harus dipahami karena berbagai alasan, nilai numerik ini
mungkin tidak merepresentasikan nilai variael yang sebenarnya. Jadi
dalam kasus ini sangat mungkin terjadi eror dalam pengukuran misalnya
disebabkan oleh keterbatasan akurasi dalam kalibrasi skala, eror
pembacaan karena pembacaannya jatuh diantara dua tanda skala, atau
mungkin juga eror yang muncul karena pencelupan termometer dari cairan
dingin ke cairan panas, yang menyebabkan terjadinya penurunan temperatur
cairan pada cairan panas, sehingga temperatur yang sedang diukur pun
berubah.
Dari fenomena-fenomena seperti ini lah,
maka muncul istilah-istilah atau terminologi yang menggambarkan unjuk
kerja (performansi) pada suatu sistem pengukuran dan elemen-elemen
fungsionalnya seperti akurasi, eror, jangkauan (range), presisi, repeatibility, reproduksibilitas, sensitivitas, dan stabilitas yang nantinya akan mempengaruhi karakteristik dinamik
suatu sistem pengukuran sehingga dapat dilihat ferformansinya secara
menyeluruh. Pembahasan mengenai istilah-istilah unjuk kerja ini, akan
dibahas pada tulisan berikutnya. Sistem instrumentasi yang
digunakan untuk melakukan pengukuran terdiri dari beberapa
elemen-elemen yang digunakan untuk menjalankan beberapa fungsi tertentu.
Elemen-elemen fungsional ini adalah sensor, prosesor sinyal, dan penampil data.
Sensor adalah elemen
sistem yang secara efektif berhubungan dengan proses dimana suatu
variabel sedang diukur dan menghasilkan suatu keluaran dalam bentuk
tertentu tergantung pada variabel masukannya, dan dapat digunakan oleh
bagian sistem pengukuran yang lain untuk mengenali nilai variabel
tersebut. sebagai contoh adalah sensor termokopel yang memiliki masukan
berupa temperatur serta keluaran berupa gaya gerak listrik (GGL) yang
kecil. GGL yang kecil ini oleh bagian sistem pengukuran yang lain dapat
diperkuat sehingga diperoleh pembacaan pada alat ukur.
Prosesor sinyal
merupakan elemen sistem instrumentasi yang akan mengambil keluaran dari
sensor dan mengubahnya menjadi suatu bentuk besaran yang cocok untuk
tampilan dan transmisi selanjutnya dalam beberapa sistem kontrol.
Seperti pengondisi sinyal (signal conditioner) merupakan salah satu
bentuk prosesor sinyal.
Untuk contoh kasus termokopel seperti
dijelaskan sebelumnya, elemen prosesor sinyal ini dapat berupa penguat
yang digunakan untuk meningkatkan besar GGL yang dihasilkan sensor
termokopel.
Elemen terakhir pada sebuah sistem instrumentasi pengukuran adalah penampil data.
Elemen ini menampilkan nilai-nilai yang terukur dalam bentuk yang isa
dikenali oleh pengamat, seperti melalui sebuah alat penampil (display),
misalnya sebuah jarum penunjuk (pointer) yang bergerak disepanjang skala
suatu alat ukur. Selain ditampilkan, sinyal tersebut juga dapat
direkam, misalnya pada kertas perekam diagram atau pada piringan
magnetik, ataupun ditransmisikan ke beberapa sistem yang lain seperti
sistem kontrol/kendali.
Dengan menggabungkan ketiga elemen-elemen
pembentuk sistem instrumentasi pengukuran di atas, maka secara umum
sistem pengukuran dapat digambarkan sebagai berikut.
