Kesalahan pengukuran

8.4. Kesalahan pengukuran

8.4.1. Kesalahan pada “gate”

Pengukuran frekuensi dan waktu Gelombang (a) dan (b) dengan

counter elektronik menyatakan sinyal input yang mempunyai beberapa

mempunyai fasa berbeda ketidaktelitian, karena instrumen

dibandingkan dengan sinyal itu sendiri. Satu kesalahan gating. Dengan jelas, pada satu instrumen yang paling umum

hal akan terbaca 6 pulsa, dalam adalah “gating error” yang terjadi

hal yang lain hanya 5 pulsa dapat pada pengukuran frekuensi dan

lewat melalui gerbang. Sehingga perioda. Untuk pengukuran

ketidakpastian frekuensi, gerbang utama terbuka

terdapat

±1 dalam dan tertutup oleh pulsa output

perhitungan

pengukuran ini. osilator. Ini menyebabkan sinyal

Dalam mengukur frekuensi input dapat lewat melalui gerbang

rendah, gating error dapat dan dihitung oleh DCAs. Pulsa

mempengaruhi pada kesalahan gating tidak sinkron dengan sinyal

hasilnya. Ambilah sebagai contoh input; pada kenyataannya

pada keadaan dimana frekuensi keduanya adalah sinyal yang

10 Hz yang akan diukur dan sama sekali tidak berhubungan.

interval gating time 1 detik Pada gambar 8-24. interval gating

(pemisalan yang beralasan). diberikan oleh gelombang.

Dekade counter akan frekuensi dan pengukuran perioda menunjukkan 10 ±1, ketidaktelitian

dinyatakan sebagai berikut, 10%. Oleh karena itu pada

misalkan :

frekuensi rendah pengukuran f c = frekuensi kristal (atau periode lebih disukai dari pada

frekuensi clock) dari instrument. pengukuran frekuensi.

f x = frekuensi dari sinyal input pemisah antara pengukuran

Garis

yang tidak diketahui. Pada pengukuran perioda, jumlah pulsa yang terhitung sama dengan

Pada pengukuran frekuensi dengan gerbang waktu 1 detik, jumlah pulsa yang terhitung

Nf = fx . Frekuensi cross over, dimana N p =N f adalah :

fc = fo atau fo = fc fo

Sinyal pada frekuensi lebih ketelitian pada fo disebabkan rendah dari fo akan dapat diukur

oleh gating error ± 1 adalah pada mode “period”; supaya

meminimumkan pengaruh dari persen. gating error ± 1. Pengurangan

fc

. Metoda ini memberikan hasil yang

dapat dipercaya, dengan tingkatan Ketidaktelitian pada time base 6 ketelitian 1 bagian untuk 10 ,

8.4.2. Kesalahan Time Base

juga menyebabkan kesalahan yang dinyatakan 1 siklus pada pengukuran. Pada pengukuran

frekuensi osilator kristal 1 MHz. frekuensi, time base juga

Bila “zero beating” dilakukan membuka dan menutup sinyal

secara visual (daripada untuk di gerbang, dan ini melengkapi pulsa

dengar), sebagai contoh dengan yang dihitung. Kesalahan time

menggunakan CRO, ketelitian base terdiri dari kesalahan

kalibrasi pada umumnya dapat kalibrasi osilator, kesalahan 7 mencapai 1 bagian dalam 10 .

stabilitas kristal jangka pendek dan jangka panjang.

Beberapa stasiun radio dengan Beberapa metoda untuk kalibrasi

frekuensi sangat rendah (VLF) kristal sering digunakan. Satu dari

meliputi daratan Amerika Utara teknik kalibrasi yang paling

dengan sinyal yang tepat pada sederhana adalah men “zerobeat”

range 16-20 kHz. Frekuensi osilator kristal dengan frekuensi

pendengar yang rendah cocok pendengar yang rendah cocok

tegangan, schock dan vibrasi, lokal dengan sinyal yang datang

siklus pemanasan kristal, dapat direkam pada “strip-chart

interferensi listrik dan sebagainya. recorder”. Diagram yang

Kesalahan ini dapat disederhanakan untuk prosedur ini

diminimumkan dengan mengambil diberikan pada gambar 8-25.

pengukuran frekuensi selama Ketelitian kalibrasi dapat

selang waktu gerbang time yang diperbaiki dengan menggunakan

panjang (10 detik sampai 100 stasion VLF daripada stasion HF,

detik) dan pengukuran perioda karena jalan transmisi untuk

rata-rata ganda (multiple periode frekuensi yang sangat rendah

average measurement). Gambar lebih singkat dari pada untuk

untuk stabilitas jangka pendek transmisi frekuensi tinggi.

pada kombinasi standar kristal- Kesalahan stabilitas kristal jangka

oven pada orde 1 atau 2 bagian pendek disebabkan oleh variasi 7 per 10 .

Gambar 8–25. Kalibrasi sumber frekuensi lokal .

Kesalahan stabilitas jangka Kurva perubahan frekuensi panjang merupakan sumber

terhadap waktu diperlihatkan pada ketidaktelitian pada pengukuran

8–21. Ketepatan frekuensi atau waktu. Stabilitas

gambar

perubahan frekuensi kristal mula- 6 jangka panjang adalah fungsi dari mula pada orde 1 bagian per 10 usia dan memperburuk kristal.

per hari. Kecepatan ini akan Karena kristal pada temperatur

menurun, bila kristal digunakan bersiklus dan dijaga pada osilasi

pada temepratur operasinya, o yang kontinu, tegangan selama

secara normal kira-kira 50 s/d 60 perbuatan dibebaskan, dan

C, dengan stabilitas puncak 1 partikel kecil yang tertangkap pada 9 bagian per 10 . Bila instrumen

permukaan dialirkan

yang mengandung kristal dibuka mengurangi ketebalannya. Pada

untuk

dari sumber daya untuk perioda umumnya, fenomena ini akan

waktu yang cukup untuk waktu yang cukup untuk

dilakukan kalibrasi. sebenarnya sesudah pendinginan akan berubah beberapa siklus, dan frekuensi permulaannya tidak

Gambar 8 - 26. Perubahan frekuensi terhadap waktu untuk “oven-controlled crystal”

Untuk memperlihatkan efek input. Ketelitian dengan mana stabilitas jangka panjang dengan

gerbang dibuka atau ditutup ketelitian pengukuran yang

adalah fungsi dari kesalahan absolut, misalkanlah osilator

“Trigger Level”. Pada penggunaan dikalibrasi 1 bagian dalam 10 9 , yang umum, sinyal input diperkuat

dan dicapai stabilitas jangka (long- dan dibentuk, dan kemudian term stability) 1 bagian dalam 10 8 dimasukkan ke rangkaian schmitt

per hari. Misalkan lebih lanjut trigger yang mensuplay gerbang bahwa kalibrasi dilakukan 60 hari

ini dengan pula pengatur. yang lalu. Ketelitian yang

Biasanya sinyal input berisi digaransikan saat ini adalah 1 x

sejumlah komponen yang tidak

-9 -8

10 -7 + 60 x 10 = 6.01 x 10 , atau diharapkan atau noise, yang akan

6 bagian dalam 10 7 . sehingga diperkuat bersama-sama dengan dapat dilihat bahwa ketelitian sinyal.

absolut maksimum dapat dicapai, Waktu dimana terjadi terigger bila kalibrasi yang tepat dilakukan

pada rangkaian schmitt adalah pada waktu yang relatif pendek

fungsi dari penguatan sinyal input sebelum digunakan untuk

dan dari perbandingan “sinyal to pengukuran.

noise”. Pada umumnya kita dapat mengatakan bahwa kesalahan

waktu trigger dikurangi dengan Pada pengukuran interval waktu

8.4.3. Kesalahan “Level trigger”.

amplitudo sinyal yang besar dan

Ketelitian maksimum diperoleh bila yang akumulatif, ketelitian hal-hal seperti di bawah ini terjadi :

pengukuran sangat tergantung

a. Pengaruh dari kesalahan “one- pada waktu sejak kalibrasi count gating error” (satu

terakhir terhadap standard hitungan pada

primer atau sekunder. diminimumkan dengan

gerbang)

c. Ketelitian dari pengukuran pengukuran frekuensi lebih

waktu sangat dipengaruhi oleh besar dari

slope dari sinyal datang yang pengukurandi di bawah vfc,

vfc dan

sinyal gerbang. dimana fc adalah frekuensi

mengatur

Amplitudo sinyal yang besar clock dan counter.

dan rise time yang cepat

b. Karena stabilitas jangka memberikan ketelitian yang panjang mempunyai pengaruh

maksimum.