Pengukuran Medan 1. Field meter Statik :

berfungsi untuk mengukur suatu kuat medan, prinsip kerja field meter yaitu mengubah medan menjadi tegangan yang sebanding dengan medan listrik. Prinsip kerjanya menggunakan prinsip induksi dari suatu muatan listrik pada elektrode yang ada pada field meter, setelah dikuatkan pada suatu amplifier, sinyal dimodulasikan dan di filter untuk menghasilkan tegangan. Gambar 5-35 menunjukkan komponen mekanik field meter statik. Motor memutar shutter dan light chopper. Medan listrik diinduksikan pada elektrode, sinyal dari light chopper digunakan untuk demodulasi sinyal periodik dari elektrode. Rangkaian elektronik dari field meter statik terdiri dari rangkaian Transient Protection, Charge Ampifier, Differential Amplifier, Decommutator, Filter, Buffer dan Photo Transistor. Secara lengkap ditunjukkan pada gambar 5 - 36. Gambar 5 -36 Rangkaian elektronik field meter statik. Gambar 5-35 menunjukkan komponen mekanik dari field meter dimana salah satu komponen utamanya adalah elektrode, dari gambar terlihat ada 4 buah elektrode yaitu satu pasang elektrode A dan satu pasang elektrode B. Pasangan elektrode A terbuka ketika pasangan elektrode B tertutup dan sebaliknya. Sinyal periodik dari satu pasangan berbeda 180 derajat dengan sinyal periodik pasangan yang lainnya. Berdasarkan gambar 5-36, keluaran setiap pasang elektrode dikuatkan oleh sebuah amplifier, muatan yang terinduksi dirubah ke tegangan. Differential amplifier berfungsi untuk menguatkan output A K E C 1 2 1 2 1 2 + - 3 2 6 7 4 + - 3 2 6 7 4 + - 3 2 6 7 4 + - 3 2 6 7 4 500 300 100 100 500 1 2 300 + - 3 2 6 7 4 1 2 33 K 33 K 82 K 100 K 100 K 100 K 82 K + - 3 2 6 7 4 470 K 560 K 200 470 K 68 K 7 K 10 K 0 , 1 0,01 10 K Pair A Pair B + VA VB VC V4 Transient Protection Charge Amplifier LED Photo Transistor Differential Amplifier Decommutator Filter Buffer Switch Analog dari amplifier. Modulator adalah suatu amplifier sederhana yang mempunyai penguatan +- 1 tergantung sinyal dari light chopper, sinyal searah yang dihasilkan oleh demodulator seperti ditunjukkan pada gambar 5- 36. Filter dan buffer melengkapi demodulasi dan menghasilkan tegangan yang sebanding dengan besaran medan elektrik. Penambahan komponen- komponen pada input dan output berfungsi untuk perlindungan terhadap tegangan transient. Semua resistansi yang digunakan dalam ohm, nilai kapasitansi lebih besar dari 1 piko farad dan lebih kecil dari 1 mikro farad. Bentuk gelombang dari tegangan V A , V B , V C , V 2 , V 3 dan V 4 ditunjukkan pada gambar berikut. VA VB V2 V3 VC V4 5 10 15 2 0 Time mS Gambar 5 – 37. Hasil pengukuran tegangan Field meter statik mempunyai parametrik amplifier. Medan listrik menyebabkan terbangkitnya arus AC, arus yang terbangkit sebanding dengan besarnya kekuatan medan. Arus ini dapat diukur dengan menggunakan sebuah selektive amplifier yaitu dengan menggunakan elektrode influenz berupa logam emas. Elektrode ini merupakan sebuah elektrode non galvanis. Metode pengukuran yang diterapkan tidak menggunakan bahan radioaktif. Gambar 5 - 38. Field meter Statik Gambar 5-38. menunjukkan bentuk phisik field meter statik dan rangkaian elektronik yang ada di dalam field meter statik. Sistem modulator dengan sistem elektronik diintegrasikan dalam sebuah tabung metal yang dihubungkan ke ground. Elektrode influenz berbentuk bintang star. Di ujung elektrode ini dipasangkan sebuah ground yang dihubungkan dengan roda baling-baling. Bagian ini berupa logam emas yang keras untuk melindungi distorsi galvanik. Elektrode influenz berfungsi untuk melindungi ring elektrode dari gerakan mekanik. Disisi belakang ada sebuah tombol untuk mengaktifkan pengaturan offset. Transfer data ke elektronik menggunakan interface serial RS- 485, panjang kabel maksimal yang diijinkan 10 meter. Gambar 5-39 a menunjukkan rotating shutters yang berada pada permukaan belakang field meter. Salah satu pemakaian field meter di luar ruangan ditunjukkan pada gambar 5-39 b, pada gambar tersebut field meter digunakan untuk mengukur medan yang ditimbulkan oleh suatu pemancar. Gambar 5 - 39. a. Rotating shutters pada permukaan belakang field meter a b b. Field meter digunakan di luar ruangan 5.3.1.1. Data Teknik 5.3.1.1.1. Ukuran Fieldmeter Statik Gambar 5 - 40 Ukuran fieldmeter statik Tabel 5 - 3 Spesifikasi field meter statik Karakteristik Parameter Range Pengukuran 20kVm, 80kVm, 200kVm, 800kVm Ketelitian ± 5 dalam medan homogen Kalibrasi Dalam sebuah medan homogen dari plate kondens Ukuran plate : 200mm x 200mm Jarak plate : 25mm Sistem modulator centric terintegrasi dalam sebuah grounded-plate Power supply 5V DC ± 5 e.g. 80mA Interface serial RS-485 Penguat aluminium – clamp dengan ulir Waktu operasi 8 jam setiap hari minimal 2 tahun Dapat dihubungkan dengan Kompatibel PC.

5.3.1.1.2. Letak Pin :

Gambar 5 - 41 Letak pin fieldmeter statik Gambar 5 - 42 Aluminium- clamp dengan ulir 1 = RS-485 Data B 2 = RS-485 Data A 3 = Power-supply +5V DC ±5 4 = Ground GND Aluminium-Clamp difungsikan sebagai penguat fieldmeter ketika dipergunakan untuk melakukan pengukuran. 5.3.1.2. Metode Pengukuran : 5.3.1.2.1. Pengaturan Offset Untuk mengatur offset, aturlah protection-cap ke system modulator. Tekan tombol offset sesaat. Setelah ± 2 detik, pengaturan offset otomatik dilakukan.

5.3.1.2.2. Penghitungan Pengisian Muatan :

Nilai pengukuran dikirim berupa sinyal digital dengan lebar data 8 bit. Bit pertama merupakan 200-an bagian dari range pengukuran. Range pengukuran dimasukkan dalam bit kedua. Pengukuran kuat medan E dihitung dengan cara range pengukuran dikalikan dengan arus output dalam mA. Untuk menghitung pengisian muatan V = kuat medan E x jarak A. Contoh Aplikasi : Range MB 200kVm, Nilai biner yang terkirim GB 64h 100 Bit E = MB200 x GB = 200 kVm 200 x 100 = 100kVm Jarak objek Fieldmeter statik = 5 cm 0,05m Pengisian muatan U = Kuatmedan E x Jarak A dalam meter U = E x A = 100.000 Vm x 0,05 m = 5.000 V