SENSOR SEKUNDER AKTIF

Tugas Mata Kuliah KOMPONEN SISTEM

KONTROL

Disusun oleh :

Slamet Setyo NIM : C431.08.0016 Zaenuri NIM : C431.08.0019

PengertianSENSOR dan TRANDUSER

Sensor adalah peralatan yang dipergunakan untuk mendeteksi ataupun mengukur ukuran dari sesuatu.

Transduser : Suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke energi yang lain.

Transduser pasif : Tranduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar.

Transduser aktif : Transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri.

DEFINISI

Sensor Sekunder Aktif : sensor sekunder yang mampu melaksanakan tugas tranduksi tanpa tambahan tenaga dari luar.

Jenis Sensor yang digunakan SENSOR TEMPERATURContoh : * Thermocouple Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang

penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi.

TIPE TERMOKOPEL

Efek Termoelektrik Teori dasar dari efek termokopel ditemukan dari sifat

perpindahan listrik dan panas dari logam yang berbeda. Dalam keadaan tertentu, ketika suhu yang berbeda diberikan pada logam, vibrasi dan pergerakan atom elektron diakibatkan dalam cara perbedaan potensial pada bahan. Perbedaan potensial ini dihubungkan dengan fakta bahwa elektron lebih panas. arus yang bervariasi untuk logam yang berbeda pada suhu yang sama disebabkan perbedaan konduktivitas panasnya. Jika rangakaian tertutup oleh hubungan konduktor, arus akan ditemukan yang mengalir pada loop tertutup.

Prinsip Kerja Termokopel

Efek Seebeck Bila dua material yang berbeda dihubungkan

dalam suatu sirkuit dan kedua sambungan (junction) dipertahankan pada temperatur yang berbeda maka akan dibangkitkan emf (electromotive force). Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh Seebeck sehingga disebut efek Seebeck atau umumnya dikenal dengan nama prinsip termokopel.

Efek Peltier Efek Peltier menyebutkan bahwa jika suatu arus searah dialirkan

pada suatu rangkaian yang terdiri dari material berbeda, salah satu simpangan logam yang tidak sama tersebut akan dipanaskan dan lainnya akan didinginkan. Ini adalah kebalikan dari efek Seebeck dan juga dapat balik, yaitu jika aliran arus berlawanan maka material yang tadinya dipanaskan akan didinginkan dan yang tadinya didinginkan akan berbalik dipanaskan.

Apabila arus listrik mengalir dari suatu penghantar ke penghantar lain melewati suatu sambungan, sejumlah energi dibawa oleh pembawa muatan ke sambungan (junction) dari material p dengan laju Qp, dan energi ini dibawa dari sambungan ke material n dengan laju Qn. Karena tingkat energi dari pembawa muatan adalah berbeda untuk kedua material maka Qp akan lebih besar atau lebih dari Qn.

Konstruksi Instrumen

Termokopel satu simpangan dapat menghasilkan keluaran dalam jangkau mikrovolt sampai milivolt. Tetapi ada satu cara yang cukup baik untuk mendapatkan rangkaian yang lebih peka yaitu beberapa termokopel dihubungkan secara seri. Susunan demikian disebut termopil atau termo-onggok. Tujuh sambungan termokopel akan menghasilkan keluaran/sensitivitas tujuh kali susunan termokopel tunggal dengan syarat temperatur sambungan panas dan sambungan dingin seragam.Susunan termopel sangat berguna untuk mendapatkan emf yang agak besar untuk pengukuran beda suhu kecil antara dua sambungan.

Material

Karakteristik utama dalam pemilihan material termoelektrik, antara lain :

Stabilitas atau reproduksi ulang, perubahan emf terhadap waktu tidak cepat berubah.

Konstan atau komposisi sesuai , sedikit campuran atau komposisi material yang berubah dari satu sisi ke sisi lainnya dapat menyebabkan perubahan atau ketidaksamaan besar emf.

Ketahanan terhadap korosi, material tidak berubah strukturnya akibat oksidasi atau penurunan tekanan.

Sensitivitas atau kepekaan, emf yang dihasilkan perderajat temperatur besar. Jangkuan (range), dapat digunakan untuk jangkuan temperatur yang besar.

Kekerasan , keras namun mudah dikerjakan

Karakteristik Termokopel

Termokopel harus mempunyai karakteristik yang dikehendaki seperti :

Gaya gerak listrik yang dihasilkan relatif besar, sehingga mudah diukur dengan kesalahan kecil.

Hubungan tegangan-temperatur selinier mungkin. Tahan terhadap oksidasi dan korosi. Mudah kalibrasinya. Mempunyai stabilitas yang baik, baik terhadap waktu maupun

keadaan sekeliling. Logamnya harus dapat dibuat secara uniform Titik leleh logam tinggi

Metode Pengukuran Termokopel :

Metode Defleksi Tegangan gerak listrik yang timbul karena

adanya perbedaan suhu antara titik ukur T1 dan terminal keluar T2 dari instrumen pengukur, diukur dengan suatu motor kumparan putar.

Rangkaian Metode defleksi

Arus yang mengalir pada rangkaian dapat ditulis sebagai berikut :

dimana : E = ggl termokopel

Rg = tahanan dalam meter

Rx = tahanan kawat dan tahanan dalam termokopel

tegangan yang dapat dibaca pada meter :

Rx akan membawa kesalahan pembacaan pada meter. Untuk mengatasi kesalahan itu. Menurut persamaan , bila Eg dibuat sama dengan E, maka Rx/Rg harus sama dengan nol. Jadi Rx harus nol atau mendekati nol, atau nilai Rx harus jauh lebih kecil daripada Rg. Tetapi dalam prakteknya ini sulit dicapai. Rx dengan kawat penyambung yang cukup panjang susah dikompensasi. Metode defleksi ini masih dipakai dalam proses industri yang meminta ketelitian tidak tinggi.

Metode Potensiometer

Pada metode ini tegangan yang akan diukur dibandingkan dengan tegangan yang telah kita ketahui dan dapat diatur. Potensimeter P (gambar 2.8) kita atur sehingga tegangan VAB sama dengan tegangan termokopel yang diukur pada temperatur hot junction (T). Bila kedua tegangan ini sudah sama besar, galvanometer G1 akan menunjukkan nol, besarnya VAB tergantung pada arus I.

Gambar metode Potensiometer

Arus ini dapat diatur dengan tahanan geser R dan dibaca pada Galvanometer G2. Bila arus I dipilih pada nilai tertentu maka posisi lengan potensiometer akan merupakan ukuran mengenai besar kecilnya tegangan yang diukur. Metode ini dapat mengukur dengan teliti, tapi memakan waktu lama. Pembacaan tidak dapat secara langsung, karena hanya dipakai untuk kaliberasi saja.

Contoh Termokopel

Aplikasi thermocouple sebagai alat pengukur suhu

Daftar Pustaka

Depdiknas, “Modul Sensor dan Tranduser”, UNY tahun 2003

Artono Koestoer Raldi, ”PENGUKURAN TEKNIK” Jakarta 2004