panduan praktikum ig 2015

8/16/2019 Panduan Praktikum Ig 2015

1/23

GEOFISIKA UGM

PANDUAN PRAKTIKUM

INSTRUMENTASIGEOFISIKA

LABOORATORIUM GEOFISIKA

TIM ASSISTEN INSTRUMENTASI GEOFISIKA

2015


2/23

KALIBRASI GAMATECH

I.

Tujuan

Melakukan kalibrasi alat dengan instrumentasi geofisika Gamatech.

Mengetahui tingkat akurasi dan presisi alat instrumentasi geofisika.

II. Dasar Teori

Kalibrasi alat merupakan tahapan awal yang dilakukan sebelum menggunakan suatu

instrument atau alat ukur. Hal ini agar instrument yang digunakan dapat dengan baik

melakukan pengukuran sehingga diperoleh hasil yang memiliki tingkat presisi dan akurasi

yang tinggi. Instrument yang akan dikalibrasi kali ini adalah Gamatech dimana alat tersebut

merupakan alat yang digunakan untuk survey geofisika khususnya untuk metode geolistrik.

Dalam metode geolistrik ini, data yang diambil berupa nilai resistivitas dari batuandibawah permukaan bumi. Secara fisis, nilai resistivitas yang didapatkan didasarkan pada

nilai rho apparent, berdasarkan persamaan :

R = ρ

Dimana,

R = hambatan (Ohm)

ρ = resistivitas semu (Ohm/m)

L = panjang (m)

A = luas (m2)

III. Skema Pengukuran

IV. Petunjuk Praktikum


3/23

1. Alat dan bahan disiapkan sesuai skema

2. Tombol Power On diaktifkan untuk menghidupkan alat

3. Tombol “zero” diatur untuk mengenolkan/menghilangkan nilai potensial yang terbaca di

alat

4. V-range dan I-range diatur agar nilai potensial dan arus dapat terbaca

5. Tombol “measure” ditekan untuk memulai pengukuran, tunggu beberapa saat hingga nilai

potensial dan arus muncul pada layar

6. Nilai potensial dan arus yang tertera pada layar dicatat

7. Tombol “reset” ditekan untuk mereset data yang terbaca sebelumnya

8. Langkah 5-7 diulangi hingga mendapatkan variasi data sebanyak 30 data


4/23

KALIBRASI OYO

I.

Tujuan

Melakukan kalibrasi alat instrumentasi geofisika OYO Model – 2115A McOhm Mark

– 2.

Mengetahui tingkat akurasi dan presisi alat instrumentasi geofisika.

II. Dasar Teori

Alat geofisika OYO Model – 2115A McOhm Mark – 2 merupakan salah satu jenis

alat instrumentasi yang digunakan oleh geofisikawan untuk melakukan survei geofisika, yaitu

metode geolistrik. Tujuan umum dari pengukuran geolistrik adalah untuk mengukur nilai

resistivitas bawah permukaan bumi. Secara fisis, nilai resistivitas yang didapatkan didasarkan

pada nilai rho apparent, berdasarkan persamaan :

R = ρ Dimana,

R = hambatan (Ohm)

ρ = rho apparent (Ohm/m)

L = panjang (m)

A = luas (m2)

Skema


5/23

Petunjuk

1. [Mode] Pemilihan mode pengukuran, terdapat 2 mode disini yaitu mode R (hambatan) dan

SP (spontaneous potential), untuk praktikum ini, mode R lah yang digunakan.

2. [Stack] Menentukan berapa kali perhitungan yang dilakukan instrumen sebelum

memunculkan data, data yang muncul dari hasil stack merupakan rerata yang didapat dari

hasil perhitungan. Semakin besar stack yang dilakukan, maka waktu pengukuran akan

semakin lama.

3. [Enter] Merupakan tombol yang digunakan untuk memilih “Ok” pada instrumen ini.

4. [Current] Mengatur seberapa besar arus masukkan yang akan digunakan dalam

pengukuran.

5. [Measure] Melakukan kegiatan pengukuran dalam survey, instrumen akan mengukur

secara otomatis.

6. [Store] Menyimpan data hasil pengukuran pada SD Card yang ada didalam instrumen.

III. Tata Laksana Percobaan

1.Alat dan bahan disiapkan sesuai skema. (NB : Untuk pemasangan kabel ke aki, sumbunegatif WAJIB dipasang terlebih dahulu, kemudian sumbu positif.)

2.Tombol Power On diaktifkan untuk menghidupkan alat.

3.Mode dan Current diset sesuai parameter pengukuran, kemudian tekan Enter.

4.Tombol measure ditekan, tunggu beberapa saat, kemudian muncul nilai pada layar.

5.Nilai tegangan (V), arus (I), dan hambatan (R) yang tertera pada layar dicatat.

6.Langkah 4 dan 5 diulangi hingga mendapatkan 30 variasi data.


6/23

PENGUKURAN SUHU

I.

Tujuan

Mengamati watak thermometer air raksa berdasarkan nilai tegangan yang

ditunjukkan oleh sensor suhu Thermocouple dan LM35.

II. Dasar Teori

Dalam geofisika, pengukuran suhu sebagai fungsi tempat dilakukan pada survey

geothermal dan pengukuran daya hantar panas batuan. Sensor suhu yang digunakan bisa

berupa sensor suhu mekanik dan sensor suhu elektronik. Thermometer air raksa

merupakan salahsatu sensor suhu mekanik. Dalam praktiknya, air raksa akan

mengonversi suhu menjadi panjang. Sedangkan itu, sensor suhu elektronik dapat dilihat

dibawah ini:

1. Resistance Type

Berupa logam, hambatannya akan semakin tinggi apabila suhunya meningkat. Contoh

dari sensor tipe ini adalah platinum resistance.

2. Thermistor

Menggunakan bahan semikonduktor, bersifat sebagai thermal resistor . Contoh darithermistor adalah PTC ( Positive Temperature Coefficient of Resistance) yang

hambatannya akan naik apabila suhunya meningkat dan ada pula NTC ( Negative

Temperature Coefficient of Resistance) yang hambatannya akan menurun apabila

suhunya meningkat.

3. Thermocouple

Berupa sambungan dua macam logam yang memberikan ggl, semakin tinggi suhu,

maka ggl yang dihasilkan akan semakin tinggi.

Dalam praktikum kali ini, sensor suhu yang digunakan adalah Thermocouple

dan LM35. Dibawah ini akan dijabarkan spesifikasi tiap-tiap sensor suhu:

1. Thermocouple:

[1]Perubahan tegangan terukur bersifat tidak linear terhadap perubahan suhu, [2]ada

saat dimana perubahannya bersifat linear dan ada pula saat dimana perubahannya

bersifat tidak linear (tergantung pada suhu objek). [3]Dalam skala kegiatan rumahan,

sensor suhu ini jarang digunakan akibat sensitivitasnya yang rendah terhadap

perubahan suhu, namun dalam skala industri (contoh: migas), sensor ini merupakan

pilihan yang baik akibat sifatnya yang sulit dipengaruhi oleh perubahan suhu.


7/23

2. LM35:

[1]Perubahan tegangan terukur bersifat mendekati linear terhadap perubahan suhu,

[2]biasanya akan berubah +10mV setiap kenaikan 1oC, [3]sensor ini merupakan

salahsatu sensor yang baik untuk kegiatan rumahan karena sangat peka terhadap

perubahan suhu. [4]Sensor suhu ini dapat bekerja pada rentang suhu antara -55o

Chingga 150oC dan [5]sensor ini sudah terkalibrasi dalam derajat celcius.


IV. Petunjuk Kerja

1. pasang alat dan bahan sesuai dengan skema percobaan.

2. hidupkan kedua multimeter dan pasang ke mode pengukuran tegangan.

3. pasang kabel power

4. amati kenaikan suhu yang terjadi, kemudian catat nilai suhu pada thermometer air raksa

pada setiap kenaikan suhu 1oC dan catat pula nilai tegangan yang ditunjukkan pada kedua

multimeter.

5. setelah mencapai suhu 80oC, lepaskan kabel power

6. amati penurunan suhu yang terjadi, kemudian catat nilai suhu pada thermometer air raksa

pada setiap penurunan suhu 1oC dan catat pula nilai tegangan yang ditunjukkan pada kedua

multimeter.


8/23

7. analisa data yang dihasilkan, apakah trend grafik yang ditunjukkan berbentuk linear atau

tidak (sumbu X= suhu, sumbu Y= tegangan).

Materi Post-test (Tidak ada pre-test)

1. Skema percobaan?

2. Spesifikasi LM35 dan sifat-sifatnya terhadap perubahan suhu?

3. Spesifikasi Thermocouple dan sifat-sifatnya terhadap perubahan suhu?

4. Contoh PTC dan sifatnya terhadap perubahan suhu?

5. Contoh NTC dan sifatnya terhadap perubahan suhu?

6. Kegunaan mempelajari Praktikum Instrumentasi Geofisika, terutama pada pengukuran

suhu untuk eksplorasi dengan menggunakan metode geofisika?7. Kegunaan mempelajari Praktikum Instrumentasi Geofisika, terutama pada pengukuran

suhu untuk kegiatan eksploitasi energi (geothermal/migas)?

Rules… ada 7 soal diatas ini, setiap post-test hanya ada 4 soal yang dikeluarkan secara acak.

Belajar dengan baik ya!


9/23

PENGUKURAN PERCEPATAN GRAVITASI DENGAN METODE BENDA JATUH

BEBAS

I. Tujuan

a)

Mengukur nilai percepatan gravitasi secara langsung dengan menggunakan metode

benda jatuh bebas dari ketinggian berbeda

b)

Mencari rumus pendekatan berdasarkan grafik hubungan antara ketinggian (h)

terhadap kuadrat waktu tempuh (t2) untuk mengetahui percepatan gravitasi (g) nya

II. Dasar Teori

Gerak jatuh bebas adalah salah satu gerak lurus dalam satu dimensi yang

hanya dipengaruhi oleh adanya gaya gravitasi. Variasi dari gerak ini adalah gerak

jatuh dipercepat dan gerak peluru. Secara umum, gerak yang hanya dipengaruhi oleh

gaya gravitasi memiliki persamaan:

Karena gerak jatuh bebas tidak memiliki kecepatan awal (v0 = 0), maka persamaan

diatas akan menjadi:

y m x

ket: h= ketinggian (m)

g= percepatan gravitasi (m/s2)

t= waktu tempuh (s)


10/23



a) Hubungkan alat pengukur waktu benda jatuh bebas ke sumber listrik

b)

Kemudian hidupkan sistem dengan cara menekan tombol „power‟ yang ada pada alat pengukur waktu tersebut

c) Tekan tombol „reset‟ untuk memastikan angka yang muncul pada timer adalah

angka nol

d) Pasang bola besi pada magnetic holder

e) Kemudian atur ketinggian (h) yang diinginkan dengan menggerakkan sensor

infrared naik/turun sesuai dengan keinginan

f) Tekan tombol „start‟, kemudian bola besi akan jatuh dan timer mulai menghitung

waktu tempuh bola besi. Waktu pada timer akan berhenti ketika bola besi telah

terdeteksi/melewati sensor infraredg)

Catat nilai waktu tempuh (t) tersebut dalam milidetik dengan ketinggian (h) dalam

cm

h)

Lakukan 2 atau 3 kali agar bisa digunakan nilai t rata-rata nya

i)

Kemudian ubah ketinggian (h) dengan interval tertentu dan ulangi langkah pada poin

f hingga poin h

j) Setelah mendapat sejumlah data, buat grafik hubungan antara waktu tempuh (t) vs

ketinggian (h)

k)

Berdasarkan grafik tersebut, cari rumus pendekatan untuk mencari nilai percepatan

gravitasi (g)


11/23

V. Tabel

No. h (cm) t1 (ms) t2 (ms) t3 (ms) t rata-rata (ms)

1.

2.

…..

dst

*satuan harus diubah kedalam SI pada saat perhitungan


12/23

PENGUKURAN PERCEPATAN GRAVITASI (MUTLAK) DENGAN METODE

AYUNAN BANDUL

I. Tujuan

1.

Mengukur langsung percepatan gravitasi (mutlak) menggunakan metode

ayunan bandul dengan cara memvariasikan panjang tali.

2. Mengamati grafik hubungan panjang tali (L) terhadap periode ayunan (T) dan

mencari rumus pendekatan untuk percepatan gravitasi dari hubungan tersebut.

II. Dasar Teori

Periode adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk

melakukan satu getaran lengkap. Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada

disekitar titik keseimbangan dimana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnyaenergy yang diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu kali gerak bolak-

balik penuh. Satu getaran lengkap adalah gerakan dari a-b-c-b-a. Sesuai pada

gambar dibawah ini:

Periode ayunan bandul adalah :

√ Dimana :

L : Panjang tali (cm)

g : percepatan gravitasi (m/s2)

T : periode (s)

Untuk menentukan percepatan gravitasi (g) turunkan rumus diatas :


13/23

Dimana rumus garis lurus adalah y = mx + c. Sehingga berada pada sumbuy dan L berada pada sumbu x. sedangkan

sama dengan m. Sehingga g =

.

Periode juga dapat dicari dengan 1 dibagi dengan frekuensi ( ) .

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu

detik. Rumus frekuensi adalah jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu.

Frekuensi memiliki satuan Hertz (Hz).

III. Skema Percobaan

IV. Petunjuk Percobaan

1. Hidupkan sistem, ayunkan bola besi sehingga lampu penunjuk pada timer

akan berkedip bila bola melewati titik kesetimbangan.

2.

Tekan tombol RESET, pengukur waktu akan dalam posisi siap menghitung

periode ayunan. Ketika tombol reset ditekan lagi timer akan menghitung

kembali periode ayunan.


14/23

3. Variasikan panjang tali (L), lakukanlah hal yang sama (2) dengan besar sudut

simpangan yang sama.

4.

Buat grafik hubungan panjang tali (L) dengan periode ayunan (T).

5. Dari grafik yang didapatkan pada langkah (4), cari rumus pendekatan untuk

mencari nilai percepatan gravitasi (g) berdasarkan grafik tersebut.

V. Tabel

No L (m) T1 (s) T2 (s) T3 (s)

T(rata-rata)

(s) T2 (s)

1

2

34

…


15/23

HORIZONTAL LOOP ELECTROMAGNETICS (HLEM)

Metode horizontal loop electromagnetics (HLEM) adalah salah satu metode geofisika

yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik berfrekuensi rendah untuk mendeteksi

anomali bawah permukaan terkait sifat konduktivitasnya. Metode ini memanfaatkan sepasang

antenna (Tx dan Rx). Jarak antara Tx dan Rx dibuat tetap, kemudian digeser langkah demi

langkah pada ketinggian yang sama (posisi mendatar). Kurva respon in-phase (IP) dan out of

phase (OP) dinyatakan dalam % besar sinyal terhadap gelombang primer.

I. Tujuan

Menghitung nilai transien OP dan IP suatu material untuk mengenali sifat material dalam

menghantarkan listrik.

II. Alat dan Bahan

1. Mistar

2. Kabel

3. Tiang

4. Kumparan pemancar

5. Kumparan penerima

6. Alat pemancar

7. Alat penerima

8. Lempengan logam

9. Statif lempengan

10. Osiloskop


16/23

III. SKEMA PENGUKURAN

IV. PETUNJUK PRAKTIKUM

- Pasang rangkaian sesuai skema

- Lempengan diatur sesuai kemiringan tertentu

- Power supply dinyalakan

- Pemancar dan penerima divariasikan jaraknya sepanjang lempengan

- Grafik gelombang yang ditampilkan pada layar osiloskop berupa beda fase dan

amplitudo gelombang pada setiap variasi jarak diamati, gelombang dari channel 1

untuk gelombang sekunder dan gelombang dari channel 2 untuk gelombang primer.

- Ulangi dari langkah kedua dengan besar sudut kemiringan lainnya.

V.

Analisa Data

Dari data yang diperoleh dari hasil pengamat, yakni nilai jarak dan amplitudo pada channel 1

yang menunjukkan gelombang sekunder dan channel 2 yang menunjukkan gelombang

primer, akan diperoleh nilai beda fase yang didapat dengan persamaan:


17/23

setelah mendapatkan nilai beda fasenya, kemudian dicari nilai IP dan OP dengan persamaan:

Posisi konduktor ditunjukan oleh harga puncak (minimum) dari kurva respon seperti terlihat

pada gambar dibawah ini. Berikut adalah gambar akuisisi HLEM dan grafik respon OP dan

IP


18/23

PENGUKURAN RESISTIVITAS

I. Tujuan

Mengukur nilai resistivitas air dan medium lainnya

II. Dasar Teori

Resistivitas adalah kemamouan suatu medium menghambat arus listrik.

Pengukuran resistivitas batuan merupakan metode “aktif”, yaitu pengukuran dengan

memberkan arus listrik (I) melalui elektroda arus dan mengukur beda potensial (∆V)

pada elektroda potensial. Sesuai dengan Hukum Ohm, maka harga rsistivitas dapat

dihitung dari perhitungan R sama dengan ∆V dibagi dengan I. Syarat untuk

memperoleh harga ukur ∆V yang benar adalah “input impedansi” dari volt meter

harus besar (>10 Ohm).

Salah satu skema pengukuran hambatan ditunjukan pada gambar di bawah ini

:

Pengukuran resistivitas “sampel” batuan menggunakan pendekatan skema

pengukuran hambatan di atas.


19/23


Keterangan : I = Amperemeter

V = Voltmeter

K = Kompensator

S = Sumber ( Power Supply)IV. Petunjuk Praktikum

1. Pasanglah rangkaian seperti pada skema

2. Isi kotak kaca dengan air

3. Sebelum dialirkan arus listrik, ukurlah potensial yang tebaca pada digital

voltmeter , aturlah kompensator sehingga digital voltmeter menunjuk nol.

4.

Hidupkan sumber, segera baca arus listrik (I) dan baca beda potensial (V).

5.

Matikan sumber, baliklah arah arusnya, ulangi pembacaan seperti langkah (4).

6.

Ukurlah beda potensial (V) untuk bermacam-macam harga arus listrik (I),

Hitunglah R.

7.

Buatlah grafik hubungan antara V dan I, amati bagaimana bentuk dari grafik dan

kaitannya dengan data yang didapatkan.

8. Ukurlah luas penampang (air) dan jarak elektroda potensial.

9. Hitung harga resistivitas ( ρ )

10.

Gunakan bahan / medium dan hitung resistivitasnya

V. Tabel

TABEL PENGUKURAN RESISTIVITY MEDIUM……

L (Jarak Elektroda) :…… A (Luas Penampang) :……

NO Vin (Volt) Vout (Volt I (Amphere) ρ (Ohm.meter)

1

2

3


20/23

KONFIGURASI SLUMBERGER

I.

Tujuan1. Memahami cara kerja konfigurasi slumberger.

2. Dapat menerapkan eksentrisitas pada saat praktikum.

3. Mendapatkan nilai resistivitas dari praktikum geolistrik mini dengan konfigurasi

slumberger.

II. Dasar Teori

Konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN

secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika

jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN

hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB.

Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger ini adalah pembacaan tegangan pada elektroda

MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB yang relatif jauh, sehingga diperlukan alat

ukur multimeter yang mempunyai karakteristik „high impedance‟ dengan akurasi tinggi yaituyang bisa mendisplay tegangan minimal 4 digit atau 2 digit di belakang koma. Atau dengan

cara lain diperlukan peralatan pengirim arus yang mempunyai tegangan listrik DC yang

sangat tinggi.

Sedangkan keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi

adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai

resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2.

Agar pembacaan tegangan pada elektroda MN bisa dipercaya, maka ketika jarak AB relatif

besar hendaknya jarak elektroda MN juga diperbesar. Pertimbangan perubahan jarak

elektroda MN terhadap jarak elektroda AB yaitu ketika pembacaan tegangan listrik pada

multimeter sudah demikian keci


21/23

Konfigurasi Slumberger

III. Skema Alat

IV. Tata Laksana

1. Susun alat dan bahan sesuai dengan skema.

2. Nolkan terlebih dahulu dengan black box.

3. Lakukan pembacaan arus dan tegangan.

4.

Hitunglah nilai Resistivitas

Tabel

No. AB/2 MN/2 K V (mV) I (mA) R Rho App

1.

2.


22/23

PENGUKURAN RESISTIVITAS DENGAN KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE

I. Tujuan

1.

Memahami cara kerja alat ukur geolistrik

2.

Memahami cara kerja dan karakter konfigurasi Dipole-dipole

3.

Mendapatkan nilai resistivitas dari praktikum geolistrik dengan konfigurasi

Dipole-dipole

II. Dasar Teori

Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode geolistrik yang

fokus mempelajari sifat resistivitas batuan di dalam bumi (Hendrajaya dan Idam,

1990). Prinsip dasar dari semua metode geolistrik adalah hokum Ohm, termasuk

di dalamnya geolistrik resistivitas. Pengukuran resistivitas dalam geolistrik

menggunakan dua elektroda arus yang berfungsi untuk menginjeksikan arus kedalam tanah dan dua elektroda lainnya untuk mengukur beda potensial di

permukaan. Biasanya, tapi tidak selalu, pemasangan elektroda tersebut berada

dalam satu garis (in-line).

Pada konfigurasi Dipole-dipole kedua elektroda potensial diletakkan di

luar elektrode arus. Jarak antara elektroda potensial adalah a, dan antara elektroda

potensial dengan elektroda arus adalah na. Dimana n:1,2,3,4,5,6,7…..n. Semakin

besar nilai n, maka pengukuran kedalaman semakin besar pula.

Hubungan hukum Ohm dengan Resistivitas

;

Faktor geometri untuk konfigurasi Dipole-dipole adalah

Sehingga berlaku hubungan :

http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=/rho%20_{a}=n/left%20(%20n@plus;1%20/right%20)/left%20(%20n@plus;2%20/right%20)/pi%20a/frac{/Delta%20V}{I}http://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=K=n/left%20(%20n@plus;1%20/right%20)/left%20(%20n@plus;2%20/right%20)/pi%20a


23/23

III. Skema Alat


1. Pasanglah rangkaian seperti pada skema

2. Sebelum dialirkan arus listrik, ukurlah potensial yang terbaca pada digital

voltmeter , aturlah kompensator sehingga digital voltmeter menunjukkan nol

3. Setelah arus listrik dialirkan, segera baca dan catat besar arus (I) dan beda

potensial (V) yang terukur pertama kali

4.

Geser elektroda arus C1 dan C2 dengan jarak pergeseran berupa kelipatan dari

jarak C1 C2 atau P1 P2 (1,2,..)

5. Ketika jarak dari C2 ke P1 sudah mencapai empat kali jarak C1 C2 atau P1 P2,

lakukan shifting dengan cara menggeser elektroda potensial P1 dan P2 dan

elektroda arus C1 dan C2 digeser kearah elektroda potensial sehingga jarak C2 ke

P1 sama dengan jarak C1 C2 atau P1 P2. Catat kembali arus yang terukur.

6.

Ulangi langkah-langkah di atas, dan jangan lupa untuk melakukan shifting bila

diperlukan

7. Hitunglah nilai Resistivitas (

panduan praktikum ig 2015

Documents