Soal Instrumentasi Geofisika UTS 2008/2009

1. - Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis,

magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering

digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

- 2 buah sensor mekanik dan cara kerjanya :

a. Sensor Posisi

Sensor Posisi Pengukuran posisi dapat dilakukan dengan cara analog dan digital.

Untuk pergeseran yang tidak terlalu jauh pengukuran dapat dilakukan

menggunakan cara-cara analog, sedangkan untuk jarak pergeseran yang lebih

panjang lebih baik digunakan cara digital. Hasil sensor posisi atau perpindahan

dapat digunakan untuk mengukur perpindahan linier atau angular. Teknis

perlakuan sensor dapat dilakukan dengan cara terhubung langsung ( kontak ) dan

tidak terhubung langsung ( tanpa kontak ).

b. Sensor Kecepatan

Sensor Kecepatan (Motion Sensor) Pengukuran kecepatan dapat dilakukan dengan

cara analog dan cara digital. Secara umum pengukuran kecepatan terbagi dua cara

yaitu: cara angular dan cara translasi. Untuk mengukur kecepatan translasi dapat

diturunkan dari cara pengukuran angular. Yang dimaksud dengan pengukuran

angular adalah pengukuran kecepatan rotasi (berputar), sedangkan pengukuran

kecepatan translasi adalah kecepatan gerak lurus beraturan dan kecepatan gerak

lurus tidak beraturan.

- 2 buah sensor listrik dan cara kerjanya :

2. Apa tujuan survey gravitasi, cara kerja alat gravitimeter dan sebutkan factor-faktor

yang menyebabkan kesalahan pada pembacaan gravitimeter dan bagaimana cara

mengurangi kesalahan atau mengkoreksi data gravitasi dari hasil ukur alatnya ?

Jawab :

- Tujuan : utk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan

sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dll.

- Cara kerja alat

1. Plate diletakkan pada titik pengamat

2. Letakkan gravitymeter pada plate, usahakan posisi alat membelakangi matahari

utk menghindari panas terik matahari langsung.

3. Atur nivo pada kedua sisi, cek temperature pada gravitimeter pada 55°C (range

penggunaan temperatur pada gravymeter G – 1177 adalah 50 oC – 55 oC).

4. Buka skrew pengunci berlawanan arah jarum jam sampai habis.

5. Nyalakan elliot untuk mendapatkan harga gaya berat untuk titik tersebut, harga

gaya berat dapat diketahui dengan jalan mengatur meter dial sampai harga

yang ditunjukkan pada monitor elliot pada posisi 0 mgal 

6. Apabila menunjukkan di bawah +/- 50 mgal, putar metric sampai posisi 0 Mgal

& stabilkan

7. Bila telah stabil, baca hasil pengamatan.

8. Bila telah selesai kemasi alat.

- Faktor yg menyebabkan kesalahan diantaranya akibat kesalahan sistematik alat,

variasi topografi, variasi ketinggian, pasang surut, lintang dan variasi densitas

bawah permukaan. Dari beberapa factor tersebut, yg menjadi target utama adalah

variasi densitas bawah permukaan, sehingga factor-faktor lain yg terekam dalam

pembacaan gayaberat perlu dihilangkan. Dengan kata lain nilai pembacaan

gayaberat perlu dikoreksi terlebih dahulu, sehingga nilai gayaberat yg diukur

benar-benar mempresentasikan anomali karena variasi densitas bawah permukaan.

ATAU elastisitas pegas halus pada alat, efek pasang surut, pengaruh suhu, waktu

pengukuran, dan goncangan.

- Cara mengurangi kesalahan atau mengkoreksi data gravitasi :

Dengan menggunakan koreksi drift dengan tujuan utk mengkoreksi kesalahan

pembacaan gravitimeter pada saat pengukuran gravitasi di suatu tempat. Drift

adalah penyimpangan pembacaan nilai gravitasi dari waktu ke waktu.

3. Sebutkan benda alam yg menimbulkan anomaly medan magnet bumi, jelaskan cara

kerja alat Proton Precession Magnetometer ?

Jawab : yg menimbulkan medan magnet bumi adalah adanya perbedaan sifat

kemagnetan pada macam-macam batuan. Batuan yang mengandung mineral

bermagnet seperti magnetite. Cara kerja alat proton precession magnetometer adalah

dengan menggunaan presisi dan proton. Medan magnet yg cukup kuat akan meng-

induksi proton ini (yg terdapat dalam cairan kaya hidrogen) sehingga sumbu putar

proton akan mengikuti sumbu dari magnet ini.  selanjutnya medan magnet yg kuat ini

dihilangkan, akibatnya sumbu putar proton akan berubah mengikuti sumbu medan

magnet bumi. Perubahan arah sumbu putar dari proton ini (dari medan yg kuat ke

medan magnet bumi) disebut dgn presesi. Kemudian perubahan arah sumbu putar ini

yg kemudian diterjemahkan oleh alat menjadi pembacaan besarnya medan magnet

bumi di lokasi tsb.

4. Jelaskan secara singkat hal-hal dibawah ini :

A. Diurnal variation

B. Thermostat

Jawab : Thermostat adalah alat untuk mengatur suhu agar selalu tetap. Prinsip alat

ini adalah (pengatur). Termostat banyak dipakai pada alat-alat seperti lemari es,

setrika listrik, tungku masak, alat penetas telur, incubator (tempat menyimpan

bayi yang sakit), dan pemanas air mandi. 

C. Displacement sensor = terdiri dari bahan elastis dan sensor perpindahan 

Jawab : sensor untuk mengukur jarak atau perpindahan linear melalui sebuah

kabel yang diproduksi dari untaian highly-flexible stainless steel strands yang

memutar pada sebuah puli/pully yang melewati sebuah motor pegas yang tahan

lama.

D. Thermocouple

Jawab : Thermocouple adalah salah satu dari beberapa jenis sensor temperatur

yang menggunakan metode secara elektrik dan sensor ini adalah sensor yang

paling luas digunakan pada dunia penindsutrian . Sensor ini terdiri  dari dua kawat

dari logam-logam yang berbeda yang kemudian dilas (dikonneksikan) menjadi

satu sama lain pada salah satu ujungnya. thermocouple memiliki paling sedikit

dua atau lebih hubungan yang berfungsi sebagai hubungan pertama sebagai

variable pengukuran (Hot Junction) dan hubungan yang kedua sebagai referensi

variable (Cold Junction) yang nantinya akan digunakan sebagai pembanding antar

element.

Soal Instrumentasi Geofisika UTS 2009/2010

4. Jelaskan secara singkat hal-hal dibawah ini :

A. IGRF (International Geomagnetic Reference Field)

Jawab : standar nilai medan magnetik bumi. Standar ini diperbaharui 5 tahun

sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada

daerah luasan sekitar 1 juta km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun.

Soal Instrumen UTS 2012/2013

2. - Percepatan gravitasi relatif : pengaruh gaya tarik yg diakibatkan oleh benda /

massa disekitarnya dimana setiap tempat memiliki besar gaya tarik yg berbeda.

4. Jelaskan secara singkat hal-hal di bawah ini :

b. Flux-gate magnetometer

Jawab : merupakan sensor kuat medan magnet yang mengukur kuat-lemahnya

medan magnet secara absolut

c. DC to DC Converter

Jawab : mengkonversikan input DC yang tidak dapat dikontrol menjadi

sebuah keluaran DC yang dapat dikontrol sesuai dengan level tegangan yang

diinginkan

d. Loww Pass Filter

Jawab : adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang

lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal dengan

frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc).

Soal Instrumen UAS 2009/2010

1. Cara kerja Seismometer yaitu dengan menggunakan sebuah beban, pegas dan

sebuah penunjuk skala. Beban digantungkan pada sebuah pegas dengan ujung

pegas yang lain tergantung pada sebuah tempat. Ketika terjadi getaran atau

gempa, maka pegas akan segera meregang atau memendek dan beban akan

bergerak karena mempertahankan keadaan inersia/kelebaman akibat bergerak

pegas tersebut. Kemudian jarum penunjuk pada beban akan menunjukan skala

dari getaran yang timbul. Seismometer jenis ini digunakan untuk mengukur

gempa yang arah geraknya vertikal.

2. - Automatic Gain control (AGC) adalah teknik yang ditemukan di banyak

perangkat elektronik. Tingkat output sinyal rata-rata atau puncak digunakan

untuk mengatur gain ke tingkat yang sesuai, memungkinkan sirkuit untuk

bekerja maksimal dengan rentang yang lebih besar tingkat sinyal input.

- Fungsi : mengatur penguatan pesawat secara otomatis , sehingga dihasilkan

output yang setabil , jik sinyal yang diterima oleh antenna cukup kuat , maka

AGC akan menurunkan tingkat penguatan RF Amp dan IF Amp , begitu pula

sebaliknya.

Soal UAS 2012/2013

3. - Filter High Pass (HPF) adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi

serta meredamatau menahan frekuensi rendah.

- Band pass filter (BPF) adalah filter yang akan meloloskan sinyal pada range

frekuensi diatas frekuensi batas bawah (fL) dan dibawah frekuesni batas atas

(fH). 

- Low Pass Filter adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi

yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal

dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc).

4. Lo g   l i s t r i k  me rupa kan   sua tu  p lo t   an t a r a   s i f a t -

s i f a t   l i s t r i k   l ap i s an  yan gditembus lubang bor dengan kedalaman.

Sifat-sifat ini diukur dengan berbagaivariasi konfigurasi elektrode yang

diturunkan ke dalam lubang bor. 

5. - Untuk GPS Diferensial untuk bekerja, dua penerima digunakan untuk

mengumpulkan data. Stasiun GPS base pertama adalah tetap dalam satu

posisi dan bekerja seperti perangkat sinyal lain dimana GPS dari 4 satelit

harus diterima untuk menetapkan posisi. Tentu stasiun pertama akan

mendapatkan error dan menampilkan posisi tidak akurat. Base station kedua

tidak stasioner, yang merupakan stasiun keliling yang mengumpulkan data

dari stasiun pertama. Data dari stasiun pertama berisi sinyal yang diterima

dari satelit dan posisi yang sebenarnya adalah di stasiun, maka stasiun

menghitung keliling informasi dan memperbaikinya. Proses ini dapat

dilakukan secara real time.

- Sistem kerja GPS adalah dengan menstransmisikan sinyal dari satelit ke

perangkat GPS (portable GPS murni, ataupun smartphone yang sudah

memiliki fitur GPS). GPS membutuhkan transmisi dari 3 satelit untuk

mendapatkan informasi dua dimensi (lintang dan bujur), dan 4 satelit untuk

tiga dimensi (lintang, bujur dan ketinggian). Karena GPS bekerja

mengandalkan satelit, maka penggunaannya disarankan di tempat terbuka.

Penggunaan di dalam ruangan, atau di tempat yang menghalangi arah satelit

(di angkasa), maka GPS tidak akan bekerja secara akurat dan maksimal.

Prinsip Kerja GPR

Pada dasarnya GPR bekerja dengan memanfaatkan pemantulan sinyal. Semua sistem

GPR pasti memiliki rangkaian pemancar (transmitter), yaitu system antena yang

terhubung ke sumber pulsa, dan rangkaian penerima (receiver), yaitu sistem antena

yang terhubung ke unit pengolahan sinyal. Rangkaian pemancar akan menghasilkan

pulsa listrik dengan bentuk, prf (pulse repetition frequency), energi, dan durasi tertentu.

Pulsa ini akan dipancarkan oleh antena ke dalam tanah. Pulsa ini akan mengalami

atenuasi dan cacat sinyal lainnya selama perambatannya di tanah. Jika tanah bersifat

homogen, maka sinyal yang dipantulkan akan sangat kecil. Jika pulsa menabrak suatu

inhomogenitas di dalam tanah, maka akan ada sinyal yang dipantulkan ke antena

penerima. Sinyal ini kemudian diproses oleh rangkaian penerima. Kedalaman objek

dapat diketahui dengan mengukur selang waktu antara pemancaran dan penerimaan

pulsa. Dalam selang waktu ini, pulsa akan bolak balik dari antena ke objek dan kembali

lagi ke antena. Jika selang waktu dinyatakan dalam t, dan kecepatan propagasi

gelombang elektromagnetik dalam tanah v, maka kedalaman objek yang dinyatakan

dalam h adalah

Untuk mengetahui kedalaman objek yang dideteksi, kecepatan perambatan dari

gelombang elektromagnetik haruslah diketahui. Kecepatan perambatan tersebut

tergantung kepada kecepatan cahaya di udara, konstanta dielektrik relative medium

perambatan

Ketebalan beberapa medium di dalam tanah dinyatakan dalam d , yaitu

Akurasi tinggi, tetapi presisi rendah

Presisi tinggi tetapi akurasi rendah

Akurasi menunjukkan kedekatan hasil pengukuran dengan nilai sesungguhnya,

presisi menunjukkan seberapa dekat perbedaan nilai pada saat dilakukan

pengulangan pengukuran.