Kamis, 03 November 2011

SPHEROMETER

SPHEROMETER


Spherometer merupakan suatu alat atau instrument yang digunakan untuk mengukur panjang yang sangat kecil. Spherometer dibuat pada tahun 1810 oleh seorang ahli optik berkebangsaan Prancis, Robert Aglae Cauchoix, dan pertama kali diperkenalkan oleh Nicolas Fortin. Awalnya, spherometer terutama digunakan oleh ahli kacamata untuk mengukur lengkungan permukaan suatu lensa.

A. Kegunaan

Spherometer merupakan salah satu alat ukur panjang yang digunakan untuk mengukur jari-jari (radius) dari permukaan suatu lensa. Selain itu, spherometer juga digunakan untuk mengukur ketebalan suatu lempengan atau plat tipis.

B. Bagian-bagian Spherometer













Secara umum spherometer terdiri dari:
1. Meja berkaki tiga (biasanya terbuat dari logam). Jika dihubungkan dengan garis, maka ketiga kaki tersebut membentuk segitiga sama sisi.
2. Sekrup yang terletak pada lubang ditengah-tengah meja kecil berkaki tiga.
3. Pangkal sekrup
4. Pemutar sekrup
5. Piringan spherometer yang memiliki 100 skala, berbentuk lingkaran, dan melekat pada sekrup. Satu putaran piringan menyebabkannya naik atau turun 1 mm.
6. Skala utama (dalam mm) berupa batang yang letaknya sejajar dengan sekrup. Skala ini sebagai indeks untuk membaca skala pada piringan spherometer dan juga untuk menandai banyaknya putaran penuh sekrup.

Pada spherometer yang baru, skala utama dimulai dari 0,5 mm dengan skala terkecil 0,005 mm. Namun, pada spherometer yang lama skala terkecilnya adalah 0,001 mm.


C. Kalibrasi

Kalibrasi adalah proses dalam membandingkan suatu acuan lokal kepada standar yang berlaku untuk memastikan ketelitian suatu alat ukur. Pengkalibrasian pada spherometer yaitu dengan menghimpitkan angka nol pada skala utama dan angka nol pada piringan spherometer. Berarti, spherometer telah terkalibrasi jika angka nol pada skala utama berimpit dengan angka nol pada piringan spherometer.


D. Ketelitian

Spherometer memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi daripada mistar, jangka sorong, dan mikrometer. Ketelitian spherometer yaitu 0,01 mm.



E. Prinsip Kerja

Prinsip kerja spherometer hampir sama dengan prinsip kerja mikrometer. Spherometer memiliki dua jenis skala, yaitu skala utama dan skala pada piringan spherometer (skala geser). Pembacaan hasil ukur pada sperometer, yaitu dengan melihat skala yang saling berhimpit (skala utama berhimpit dengan skala pada piringan spherometer). Untuk pegukuran jari-jari (radius) permukaan suatu lensa, digunakan persamaan:




Sebelum menggunakan spherometer untuk mengukur jari-jari (radius) permukaan suatu lensa dan ketebalan suatu lempengan atau pelat tipis, pastikan spherometer dalam keaadan layak pakai, dan sudah terkalibrasi supaya pengukuran yang dilakukan akurat.


F. Prosedur Pengukuran

1. Pengukuran Jari-jari (Radius) Permukaan Suatu Lensa
Untuk mengukur radius permukaan suatu lensa, spherometer ditempatkan di atas suatu tempat yang tepat (rata) permukaannya. Setelah itu, lensa yang akan diukur radiusnya dijepit dengan ketiga kaki spherometer. Selanjutnya, putar sekrup sampai menyentuh permukaan lensa tersebut. Amati skala utama yang berhimpit dengan skala pada piringan spherometer (sebagai h), dan mengukur jarak antar kaki spherometer (sebagai a).

Dengan persamaan di bawah ini, radius permukaan suatu lensa dapat diketahui:




2. Pengukuran Ketebalan Suatu Lempengan atau Pelat Tipis
Untuk mengukur ketebalan suatu lempengan atau pelat tipis, spherometer
ditempatkan di atas suatu tempat yang tepat (rata) permukaannya. Selanjutnya, putar sekrup sampai menyentuh permukaan tersebut. Amati skala utama yang berhimpit dengan skala pada piringan spherometer, kemudian membaca hasil bagi skala utama dengan skala pada piringan spherometer. Setelah itu, sekrup diputar hingga tidak lagi menyentuh permukaan tersebut. Selanjutnya, selipkan lempengan atau pelat tipis yang akan diukur ketebalannya, putar kembali sekrup hingga menyentuh permukaan lempengan atau pelat tipis tersebut. Amati kembali skala utama yang berhimpit dengan skala pada piringan spherometer, kemudian membaca hasil bagi skala utama dengan skala pada piringan spherometer. Perbedaan (dalam hal ini selisih) dari kedua hasil pembacaan tersebut adalah ketebalan lempengan atau pelat tipis yang diukur.


G. Cara Membaca dan Menuliskan Hasil Pengukuran

1. Pengukuran Jari-jari (Radius) Permukaan Suatu Lensa
Untuk cara pembacaan, skala utama (dalam mm) berhimpit dengan skala pada piringan spherometer (sebagai h). Skala pada piringan spherometer dikalikan ketelitian spherometer (0,01 mm). Sedangkan jarak antar kaki spherometer (sebagai a). Setelah hasil pembacaan skala tersebut dimasukkan ke dalam suatu persamaan R, didapatlah hasil pengukuran jari-jari (radius) permukaan lensa.

2. Pengukuran Ketebalan Suatu Lempengan atau Pelat Tipis
Untuk cara pembacaan, skala utama (dalam mm) berhimpit dengan skala pada piringan spherometer. Skala pada piringan spherometer dikalikan ketelitian spherometer (0,01 mm). Hasil pengukuran ketebalan lempengan atau pelat tipis adalah perbedaan (dalam hal ini selisih) hasil bagi skala utama dan skala pada piringan spherometer sebelum diselipkan lempengan atau pelat tipis dengan hasil bagi skala utama dan skala pada piringan spherometer sesudah diselipkan lempengan atau pelat tipis.


H. Beberapa Bentuk Lain Spherometer

















I. Mikro Spherometer

Lensa yang sangat kecil tidak dapat diukur dengan tepat jika menggunakan spherometer biasa. Untuk itu, digunakan mikro spherometer yang dapat mengukur lensa yang sangat kecil. Jari-jari (radius) permukaan lensa mungkin bisa sekecil 2 mm. Berikut adalah contoh yang khas:







Sebagai informasi, Gardner dan BK Johnson memodifikasi sebuah mikroskop standar agar dapat mengukur jari-jari (radius) permukaan lensa yang sangat kecil ke presisi tinggi.


J. Spherometer Dan Chaffee



Spherometer ini terdiri dari dua bar logam yang bergabung di suatu akhir untuk satu poros yang sangat singkat dari pergerakan yang diukur pada kebalikan bagian akhir. Pusat ball adalah tetap untuk satu bar, dua kaki ball ke yang lain, semua dalam satu baris. Karena pusat ball terletak di sepertiga jarak ke mikrometer, perpindahan sepertiga sebagai pengukuran pada mikrometer.


Ada tambahan baut ditempatkan di dekat sumbu baut. Pergerakan terhadap lensa 10 kali dari pergerakan linear mikrometer, sehingga kepekaannya besar. Keberhasilan dari akurasi pengukuran bergantung pada rasa sentuhan ketika kontak dibuat, bersama lengan dan mikrometer yang diputar sampai pelat akhir.





Lensa ditempatkan 90 deg dari bar dan 45 deg, dari horizontal. Konfigurasi ini memastikan bahwa lensa dan spherometer ditempatkan dengan gravitasi.


Kelebihan desain ini adalah murah. Kekurangan ialah membutuhkan waktu lebih banyak untuk menghitung kepekaan faktor amplifikasi.




K. Membuat Spherometer Sederhana



Meja berkaki tiga spherometer dibuat dari logam, dimana mejanya berupa pelat logam. Diperlukan pengeboran lubang yang harus ditempatkan dengan tepat dalam suatu pelat logam untuk tempat ketiga kaki spherometer. Lubang tersebut dapat dibor dengan suatu mesin. Simetri dan akurat tidaknya lubang dapat diketahui dengan mengukur jarak antara ujung kaki (seperti menggunakan kaliber). Kaliber yang digunakan adalah dari jenis digital standar, yang mengukur sampai keakuratan 0,01mm.

Pada website Bob May, terdapat petunjuk untuk membuat spherometer sederhana, murah, tetapi akurat. Yang digunakan adalah sebuah indikator angka (a dial indicator) dengan ketelitian 0,01 mm dan harga sekitar $ 32. Untuk mengapit indikator angka pada tempatnya digunakan dua baut, pastikan indikator angka tidak dapat berpindah tempat agar pengukuran konsisten. Aluminium dengan ketebalan 6 mm, lebar 20 mm, dan panjang sekitar 150 mm sebagai penopang kaki. Tiga logam (bisa aluminium) silinder dengan ketebalan 6 mm untuk membuat kaki-kaki spherometer, beberapa logam epoxy untuk melekatkan kaki ke dalam lubang pada penopang kaki.



Ketiga kaki pada spherometer jika dilihat dari atas relatif dekat satu dengan yang lain. Untuk lensa yang lebih besar perlu membuat satu kaki spherometer yang jaraknya lebih jauh agar resolusi lebih baik, seperti gambar berikut:




DAFTAR PUSTAKA


http://translate.google.co.id/translate?hl=id&sl=en&u=http://www.loptics.com/ATM/mirror_making/sphero/sphero.html&ei=y6h_S8HeLcmvrAfStc2-Bw&sa=X&oi=translate&ct=result&resnum=2&ved=0CBAQ7gEwAQ&prev=/search%3Fq%3Dall%2Babout%2Bspherometer%26hl%3Did

http://bobmay.astronomy.net/spherometer/spherometer.htm

http://www.trioptics.com/spherometers/description.php

http://www.mustofaabihamid.blogspot.com

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar