termokopel

5/11/2018 termokopel. - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/termokopel-55a0c753ea998 1/4

TERMOKOPEL

2.1 TEORI OBJEK

Fenomena termokopel ditemukan pada tahun 1821 oleh ahli fisika

berkebangsaan Jerman Thomas J. Sheebeck. Ketidaksamaan material (metal) yang

dihubungkan menyebabkan terjadinya suatu beda tegangan pada sirkuit terbuka.

Voltase ini berubah dengan perubahan temperatur T sambungan tersebut. Sambungan

kabel metal tersebut biasanya disebut dengan Junction.

Gambar 2.1. Sambungan dua logam (kabel metal) yang Mengalami Efek Sheebeck

National Institute of Standard and Technology (NIST) mempublikasikan tabel

untuk bermacam jenis sensor termokopel yang dapat dilihat dari tabel 1 dibawah ini :

Tabel 1. Termokopel

Ref Materials Range oC Sheebeck coeffeicient

μV/ oC

B

E

J

K

N

Platinum 30 % rhodium / platinum

6 % rhodium

Crhamel / constantan

Iron / constantan

Crhomel / alumel

Nirosil / nisil

0-1800

-200-1000

-200-900

-200-1300

-200-1300

3

63

53

41

28



R

S

T

Paltinum / Platinum 13 % rhodium

Paltinum / Platinum 10 % rhodium

Copper / Constantan

0-1400

0-1400

-200-400

6

6

43

Termokopel yang lebih komple\it sirkuitnya memiliki 2 junction seperti terlihat pada

gambar 12.

Gambar 2.2. Termokopel

Jika kedua juction berada pada temperatur yang sama maka tidak ada e.m.f,

jika terjadi perbedaan temperatur diantara dua junction maka terdapat e.m.f. Nilai

e.m.f E ini tergantung dari materialnya dan temperatur dari kedua junctionnya.

Biasanya salah satu junction bernilai 00C dan untuk lebih lanjutnya dapat digunakan

persamaan dibawah ini :

E = at + bt2

Dimana a dan b merupakan konstanta untuk metal-metal yang berhubungan tersebut.

Sirkuit termokopel dapat memiliki metal lain pada sirkuitnya dan ini tidak

akan menimbulkan pada termoelektrik e.m.f yang menyebabkan junction berada pada

temperatur yang sama. Termokopel juga dapat digunakan dengan junction referensi

selain 00C. Tabel-tabel standar walupun mengasumsikan satu junction berada pada

temperatur 00C juga menggunakan suatu koreksi yang telah diaplikasikan sebelum

tabel tersebut digunakan, kereksi tersebut diaplikasikan dengan menggunakan dengan

apa yang disebut sebagai law of intermediate temperature.

Hot Junction Reference Junction

e.m.f.

Metal B

Metal A Metal B



Et,0 = Et,I + EI,0

e.m.f Et,0 berada pada temperatur t ketika cold jundtion 00C sama dengan Et,I yang

berada pada temperatur intermediate I tambah e.m.f EI,0 pada temperatur I ketika cold

junction pada temperatur 00C. Untuk menjada supaya salah satu junctin berada pada

temperatur 00C, sebagai contohnya dilakukan dengan mencelupkannya kedalam

campuran air dan es, tetapi hal ini kuranglah bagus. Untuk itu kompensasi sirkuit

digunakan demi tersedianya suatu e.m.f yang berubah-rubah dengan temperatur cold

junction, ketika ditambahkan pada termokopel yang menyebabkan cold junction

berada pada temperatur 00C.

Gambar 2.3. kompensasi Cold Junction

Kompensasi e.m.f dapat disediakan oleh tegangan jatuh yang melewati elemen

tahanan termometer.

Metal dasar termokopel jenis E, J, K dan T harganya relatif murah tetapi

buruk dari segi umur, mereka ini memiliki kecepatan akurasi sekirat 1 – 3 %.

Termokopel noble-metal sepeti R harganya lebih mahal tetap lebih stabil dengan

umur yang lebih lama serta keakuratannya yaitu 1 % lebih baik.

Termokopel pada saat sekarang ini telah diberi bungkus atau balutan yang

sedemikian rupa yang berguna sebagai proteksi mekanik dan kimia. Tipe

pempungkus yang pakai tergantung untuk apa termokopel tersebut digunakan, pada

Metal A

Metal B

Hot

Junction

Cooper

Cooper

Resistance

Element

Block at constantTemperatur

Conpensation circuit

Output of

Compensation p.d

Display



kasus yang sama sekarang ini telah ada pembungkus yang dipaketkan dengan suatu

menieral yang berfungsi baik sebagai konduktor pada dan sebagai isolator listrik yang

baik pula. Respons waktur dari termokopel tanpa pembungkus sebenarnya lebih

cepat, dengan adanya bungkus tentunya lebih lampab maka pakailah pembungkus

yang besar supaya ada peningkatan beberapa detik.

Untuk mengilustrasikan hal diatasm, dianggap suatu tipe termokopel yang

digunakan untuk pengukuran temperatur dengan cold junction pada 200C. Apakah

termoelektrik e.m.f akan berada pada temperatur 2000C? Dari tabel standar diperoleh

Temp (oC) 0 20 200

e . m . f (mV) 0 1,192 13,419

Dengan menggunakan law of intermediate temperatur, maka :

E200,0 = E200,0 + E20,0 = 13,419 – 1,192 = 12,227 mV

termokopel

Documents