Membongkar Nilai Mikrometer Sekrup

Batas Skala Utama

Skala utama mikrometer sekrup didesain mekanis hanya untuk membaca kelipatan $0{,}5\text{ mm}$, bukan nilai desimal sembarang.

Batang statis pada mikrometer sekrup memiliki dua deret penanda: garis atas yang berjarak tiap $1\text{ mm}$ ($1$, $2$, $3\text{ mm}$, dan seterusnya) serta garis bawah yang juga berjarak $1\text{ mm}$, tetapi posisinya digeser tepat $0{,}5\text{ mm}$ terhadap garis atas. Kombinasi garis atas dan garis bawah ini membuat Skala Utama mutlak hanya bisa menunjukkan kelipatan $0{,}5\text{ mm}$ (seperti $7{,}0\text{ mm}$, $7{,}5\text{ mm}$, atau $8{,}0\text{ mm}$).

Sistem ini mengikuti prinsip ulir pada baut dan mur: jarak antar ulir pada poros mikrometer dibuat tepat sebesar $0{,}5\text{ mm}$. Oleh karena itu, kita tidak mungkin membaca angka seperti $7{,}6\text{ mm}$ langsung pada skala utama karena secara fisik tidak ada garis penanda untuk nilai tersebut.

Pada simulasi di atas, coba geser selubung luar untuk mengamati bagaimana garis $1\text{ mm}$ dan garis $0{,}5\text{ mm}$ muncul bergantian. Ketika pengukuran menunjukkan hasil akhir $7{,}65\text{ mm}$, garis pada skala utama yang paling mendekati dan sudah terlewati adalah garis $7{,}5\text{ mm}$ (garis angka $7$ di atas dan satu garis bawah setelahnya).

Misteri Skala Putar

Skala nonius membagi sisa jarak antar ulir $0{,}5\text{ mm}$ menjadi $50$ bagian kecil, menghasilkan Ketelitian $0{,}01\text{ mm}$.

Selubung berputar (thimble) pada mikrometer dilengkapi dengan keliling melingkar yang dibagi menjadi tepat $50$ garis skala. Mengacu pada mekanisme ulir pada baut dan mur, satu putaran penuh ($360^\circ$ atau $50$ garis) memajukan poros tepat sejauh satu jarak gigi, yaitu $0{,}5\text{ mm}$.

Dari hubungan mekanis ini, nilai pergeseran untuk setiap satu garis pada skala putar dapat dihitung secara matematis:

$$\text{Ketelitian} = \frac{0{,}5\text{ mm}}{50\text{ garis}} = 0{,}01\text{ mm/garis}$$

Karena selubung luar hanya memiliki keliling yang memuat angka dari $0$ hingga $49$ (lalu kembali ke $0$), skala putar tidak akan pernah memiliki garis bernomor lebih besar dari $50$. Fakta fisik ini secara langsung membantah Opsi C ($65$), karena angka $65$ tidak mungkin ada pada selubung mikrometer standar.

Membongkar Total Pengukuran

Untuk memisahkan total pengukuran kembali ke masing-masing skala, cari kelipatan $0{,}5\text{ mm}$ terbesar yang tidak melebihi hasil total.

Secara umum, setiap hasil akhir pengukuran mikrometer sekrup dibentuk oleh penjumlahan dua komponen:

$$\text{Total Pengukuran} = \text{Skala Utama} + \text{Nilai Skala Nonius}$$

Ketika kita memiliki hasil akhir $7{,}65\text{ mm}$ dan ingin mengetahui posisi masing-masing skala, kita membedahnya secara mundur. Karena Skala Utama hanya dapat bernilai kelipatan $0{,}5\text{ mm}$ dan tidak boleh melebihi hasil total, nilai skala utama yang memenuhi adalah $7{,}50\text{ mm}$.

Setelah nilai skala utama ditentukan, kita dapat menghitung nilai yang disumbangkan oleh skala putar:

$$\text{Nilai Skala Nonius} = 7{,}65\text{ mm} - 7{,}50\text{ mm} = 0{,}15\text{ mm}$$

Jika seorang siswa keliru menetapkan skala utama sebesar $7{,}60\text{ mm}$ (seperti pada cara baca jangka sorong), sisa pengurangannya menjadi $0{,}05\text{ mm}$ yang menggoda siswa memilih Opsi B ($5$). Kesalahan lain seperti salah menghitung sisa pengurangan menjadi $0{,}10\text{ mm}$ akan mengarahkan pada Opsi A ($10$).