d. transducer tekanan1

Karakteristik sebuah strain gage ditentukan oleh sensitivitas (S) atau gage factor (GF).

Sensitivitas didefinisikan sebagai perbandingan antara perubahan nilai tahanan dan

perubahan panjang, ditentukan dengan rumus berikut:

S = GF =

Keterangan

S = GF = sensitivitas atau gagefactor

R = resistansi kawat (awal)

R = perubahan nilai resistansi kawat

L = panjang kawat (awal)

L = perubahan panjang kawat.

Perubahan panjang kawat (L/L) adalah regangan pada kawat tahanan atau dikenal

dengan (sigma), sehingga persarnaan di atas menjadi:

S =

Perubahan nilai resistansi R dari kawat tahanan yang panjangnya L dapat dihitung dengan

menggunakan rumus:

R =

Nilai resistansi dari kawat tahanan setelah mengalami tekanan luar yang menyebabkan

pertambahan panjang (L) dan berkurangnya diameter (d) adalah:

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Yudhi Gunadi, MT.

Traducer 1

R1 =

Persamaan di atas dapat disederhanakan berdasarkan ratio dari Poison () yang

didefinisikan sebagai perbandingan antara pengurangan diameter dan pertambahan

panjang, yaitu:

=

Substitusi dari kedua persarnaan di atas, adalah:

Rs =

disederhanakan menjadi:

Rs = R + R = R [1+(1+2)L/L]

Perbandingan pertambahan nilai resistansi R dengan pertambahan panjang L tersebut

adalah merupakan sensitivitas atau gage factor, yaitu:

S = = 1 +2

Besarnya ratio (Poisons ratio) bahan logam, umumnya berkisar antara 0,25 - 0,35,

sedangkan sensitivitas (s) atau gage factor berkisar antara 1,50-1,70. Kawat tahanan


Traducer 2

konstantan mempunyai sensitivitas = 2, sedangkan logam campuran "Alloy 479"

sensitivitasnya adalah 4.

Strain gage dari bahan semikonduktor silikon dan germanium memiliki sensitivitas yang

jauh lebih tinggi, yaitu antara 50 hingga 200. Kelemahan strain gage ini dalam

pemakaiannya harus dilengkapi dengan kompensator suhu.

Berdasarkan konstruksi fisik, strain gage dikelompokkan ke dalam beberapa tipe. Tipe-

tipe tersebut antara lain: tipe bentangan kawat lurus (unbonded strain gage) dan kawat

yang dibengkok (honded strain gage), dua elemen, tiga elemen, bentuk star atau delta,

ditunjukkan pada gambar berikut:


Traducer 3

Contoh soal.

Sebuah strain gage mempunyai sensitivitas sebesar 2,75 dan perbandingan perubahan

panjangnya adalah 0,05. Berapakah perbandingan perubahan resistansinya?

Penyelesaian:

S = GF =

Jadi, perbandingan perubahan resistansinya = 0, 14.

C. Transducer Perubahan Posisi

Jenis transducer yang banyak digunakan untuk mendeteksi perubahaan posisi adalah

Linear Paralel Differential Transformer (LVDT). Transducer ini bekerja berdasarkan

prinsip kerja transformator.

LVDT terdiri dari sebuah kumparan primer (P) dan dua buah kumparan sekunder (S1 dan

S2), Perhatikan gambar 2.17.

Bila tegangan AC mengalir pada kumparan primer (P), maka akan muncul tegangan

induksi di kedua kumparan sekunder (S1 dan S2). Dalam rangkaian, kumparan sekunder

dihubungkan secara seri berlawanan fase sehingga tegangan pada kedua kumparan saling

berlawanan fase.

Pada posisi normal, inti feromagnetik berada di tengah-tengah antara dua kumparan

sekunder. Pada posisi ini tegangan emf di kedua kumparan sekunder (S1 dan S2). sama

tetapi berkebalikan antara satu dengan yang lain.

Dengan demikian, jumlah tegangan keluarannya sama dengan 0 volt, posisi ini disebut

sebagai null position.


Traducer 4

Polaritas tegangan keluaran yang dihasilkan LVDT ditentukan oleh arah gerakan inti.

Sebagai contoh, bila inti pada gambar rangkaian 2.17 bergerak ke bawah, kumparan S2,

besar tegangan induksi lebih besar daripada S1,. Besar tegangan induksi ditentukan oleh

seberapa jauh inti bergerak. Langkah perubahan posisi ini pada umuumnya antara 0,1 mm

sampai dengan 75 mm.

Untuk

mengubah tegangan keluaran S1 dan S2 pada gambar 2.17 menjadi tegangan DC, gambar

rangkaiannya ditunjukkan dengan gambar 2.18.

Dengan rangkaian gambar 2.18, perubahan posisi inti menyebabkan tegangan salah satu

kumparan sekunder naik sementara tegangan pada kumparan sekunder lainnya

mengurangi secara simultan.

Dioda D, dan D2 sebagai penyearah tegangan sekunder, dua kapasitor dan dua resistor

sebagai filter tegangan keluaran DC.

Penerapan LVDT pada proses industri, dapat dicontohkan dengan gambar 2.19. LVDT

digunakan sebagai pengendali ketebalan kertas pada proses industri kertas. Inti LVDT


Traducer 5

digunakan untuk mendeteksi ketebalan kertas, apabila ketebalan kertas melebihi batas

yang sudah ditetapkan, ini berarti inti LVDT berubah posisi dengan terdesak ke atas

menyebabkan timbulnya tegangan keluaran pada LVDT.

Perubahan tegangan keluaran LVDT dikuatkan dan difungsikan untuk menggerakkan

motor penekan roller sehingga daya tekan bertambah dan menyebabkan ketebalan kertas

berkurang. Demikian juga sebaliknya, apabila ketebalan kertas yang terdeteksi di bawah

batas ketebalan

yang sudah ditentukan maka inti LVDT bergeser ke bawah.

Pergeseran inti menimbulkan tegangan keluaran. Tegangan keluaran ini

ditransformasikan untuk mengurangi daya tekan penekan (roller) kertas hingga tercapai

tingkat ketebalan kertas yang konstan.

D. Transducer Tekanan


Traducer 6

Transducer tekanan digunakan untuk mengukur dan mengendalikan tekanan, seperti

tekanan cairan atau gas. Untuk mengubah tekanan menjadi perubahan posisi diperlukan

sebuah kantong atau diapragma, ditunjukkan pada gambar 2.20.

Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga

mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan

adalah kumparan CT (Center Tap), dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran

maka induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara induktansi pada

kumparan yang lain berkurang. Signal Converter mengubah induktansi magnetik yang

timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding.

Salah satu pemanfaatan dari penerapan transducer ini adalah untuk mengukur tinggi suatu

cairan. Piranti ini digunakan untuk mengukur baik tekanan statis ataupun perbedaan

tekanan.

Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan menggunakan

rumus sebagai berikut:

P= d. g. h

Keterangan:

P = tekanan statis (pascal)

d = kepadatan cairan (kg/m3)

g = konstanta gravitasi (9,81 m/s2)

h = tinggi cairan (m)

Contoh soal.


Traducer 7

Pada. sebuah tangki terbuka, dimasukkan suatu cairan dengan berat 1000 kg/ M3. Apabila

diketahui tekanan statisnya 49 Kpa, berapakah tinggi cairan tersebut di atas sensor?

Penyelesaian:

P = d.g. h

h = P/(dg) = 49 Kpa /(1000 kg/m3). (9,81 m/sI) = 5m


Traducer 8

d. transducer tekanan1

Documents