DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/.../08/DPL.9-Sistem-Instrumentasi-Pengukuran... · Dasar Pengukuran Listrik 1) Sebuah pipa air bergetar

DASAR PENGUKURAN LISTRIK

1. Objektif

2. Teori

3. Contoh

4. Simpulan

OUTLINE

Konsep Etika Profesi & Etika Profesi Engineer.pptx#4. PowerPoint Presentation



Mahasiswa mampu:

▪ Menjelaskan dengan benar mengenai prinsip motion sensor.

▪ Menjelaskan mengenai prinsip accelereometer.

Teori Contoh SimpulanObjektif

Tujuan Pembelajaran

Dasar Pengukuran Listrik

Objektif Teori SimpulanContoh

Motion Sensor


1) Sebuah mobil mempercepat jalan kemudian berhenti pada 26,4 ft/𝑠2. Berapakah

percepatan dalam m/𝑠2 dan dalam G?

Jawab

𝑎 = 26.4𝑓𝑡

𝑠212

𝑖𝑛𝑐𝑖

𝑓𝑡2,54

𝑐𝑚

𝑖𝑛𝑐𝑖0.01

𝑚

𝑐𝑚

= 8.05 𝑚/𝑠2

𝑎𝑔 =8.05 m/ 𝑠2

9.8 𝑚/𝑠2/𝑔= 0.82 g


Motion Sensor


1) Sebuah mobil mempercepat jalan kemudian berhenti pada 46,4 ft/𝑠2. Berapakah

percepatan dalam m/𝑠2 dan dalam G?

Jawab

𝑎 = 46.4𝑓𝑡

𝑠212

𝑖𝑛𝑐𝑖

𝑓𝑡2,54

𝑐𝑚

𝑖𝑛𝑐𝑖0.01

𝑚

𝑐𝑚

= 14.14 𝑚/𝑠2

𝑎𝑔 =14.14 m/ 𝑠2

9.8 𝑚/𝑠2/𝑔= 1.44 g

Objektif Contoh SimpulanTeori

Motion Sensor


𝑥 𝑡 = 𝑥0 sin𝜔𝑡

dengan:

𝑥 𝑡 : posisi objek (m)

𝑥0 : perpindahan puncak dari equilibrium (m)

𝜔 : frekuensi angular/ kecepatan sudut (rad/s)

𝜔 = 2𝜋𝑓Kecepatan Getaran

𝑣 𝑡 = 𝜔𝑥0𝑐𝑜𝑠𝜔𝑡

Percepatan Getaran

𝑎 𝑡 = −𝜔2𝑥0𝑠𝑖𝑛𝜔𝑡 Percepatan Puncak

𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0


Motion Sensor


1) Sebuah pipa air bergetar pada frekuensi 10 Hz dengan perpindahan pada 0.5 cm.

Tentukan percepatan puncak (m/𝑠2) dan percepatan (g)

Jawab


𝜔 = 2𝜋𝑓 = 20𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠

𝑥0= 0.5 𝑐𝑚 = 0.005 𝑚

𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0 = (20𝜋 )2 0.005 = 19.7 𝑚/𝑠2

𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = (19.7𝑚/𝑠2)(1𝑔

9.8𝑚/𝑠2)= 2 g


Motion Sensor


1) Sebuah pipa air bergetar pada frekuensi 15 Hz dengan perpindahan pada 0.7 cm.

Tentukan percepatan puncak (m/𝑠2) dan percepatan (g)

Jawab


𝜔 = 2𝜋𝑓 = 30𝜋 𝑟𝑎𝑑/𝑠

𝑥0= 0.7 𝑐𝑚 = 0.007 𝑚

𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = 𝜔2𝑥0 = (30𝜋 )2 0.007 = 6.3 𝑚/𝑠2

𝑎𝑝𝑒𝑎𝑘 = (6.3 𝑚/𝑠2)(1𝑔

9.8𝑚/𝑠2)= 0.64 g


Motion Sensor


Percepatan Kejut

Kecepatan

𝑣2 = 2 𝑔𝑥

dengan:

x : jarak

ത𝑎 =𝑣

𝑥


Motion Sensor


1) Sebuah tv set terjatuh dari ketinggian 2m. Jika durasi kejutan 5 ms. Tentukan kejutan

rata-rata dalam g?

𝑣2 = 2 𝑔𝑥

𝑣2 = 2 (9.8 𝑚/𝑠2)(2m)

v = 6.2 m/s

Jika durasi 5 ms

ത𝑎 =𝑣

𝑥=6.2 m/s5 𝑥 10−3𝑠

= 1200m/s


Motion Sensor


2) Sebuah tv set terjatuh dari ketinggian 4 m. Jika durasi kejutan 3 ms. Tentukan kejutan

rata-rata dalam g?

𝑣2 = 2 𝑔𝑥

𝑣2 = 2 (9.8 𝑚/𝑠2)(3m)

v = 7.6 m/s

Jika durasi 4 ms

ത𝑎 =𝑣

𝑥=7.6 m/s3 𝑥 10−3𝑠

= 2533m/s


Accelereometer


Sistem pegas tanpa percepatan Sistem pegas dengan percepatan

dengan:

k : pegas konstan (N/m)

∆𝑥 ∶ jarak perpanjangan

pegas (N)

m : massa (kg)

a : percepatan (m/𝑠2)𝑓𝑁 ∶ frekuensi natural (Hz)

𝑎 =𝑘

𝑚∆𝑥𝑚𝑎 = 𝑘∆𝑥 𝑓𝑁 =

1

2𝜋

𝑘

𝑚


Accelereometer


1) Sebuah accelerometer mempunyai massa 0.05 kg dan pegas konstan pada

3 𝑥 10−3N/m. Maksimum perpindahan massa 0.02 𝑚. Hitung maksimum percepatan (g)

dan frekuensi natural ?


Accelereometer


Jawab:

𝑎 =𝑘

𝑚∆𝑥

=3 𝑥 10−3𝑁/𝑚

0.05 𝑘𝑔(0.02 m) = 1200 𝑚/𝑠2

1 g = 9.8 𝑚/𝑠2

𝑎 = (1200 𝑚/𝑠2)(1𝑔

9.8𝑚/𝑠2) = 122 g

Frekuensi natural

𝑓𝑁 =1

2𝜋

𝑘

𝑚

=1

2𝜋

3 𝑥 10−3𝑁/𝑚

0.05 𝑘𝑔

𝑓𝑁= 39 Hz


Accelereometer


2) Output accelerometer 14 mV/g. Desain signal conditioning yang menghasilkan

kecepatan signal di skala 0.25 V (m/s) . Tentukan gain pada sistem dan rasio resistansi

feedback?


Accelereometer


Jawab:

1) 14 mV/g mV/𝑚

𝑠2

(14𝑚𝑉

𝑔)(

1𝑔

9.8 𝑚/𝑠2) = 1.43 mV/ 𝑚/𝑠2

2) (1.4𝑚𝑉

𝑚/𝑠2) −

1

1= −1.43

𝑚𝑉

𝑚/𝑠2 (𝑅 = 1𝑀𝞨, 𝐶 = 1𝜇𝐹)

3) G =0.25

𝑉

𝑚𝑠

−1.43𝑚𝑉/𝑠2= -175 (𝑅2 = 175, 𝑅1 = 1) 𝐺 = −

𝑅2

𝑅1= −

175

1= -175


Tipe Accelereometer


1. Capacitive

lempengan metal pada sensor memproduksi sejumlah kapasitansi, perubahan kapasitansi

akan mempengaruhi percepatan

2. Piezoelectric

kristal piezoelectric yang terdapat pada accelerometer jenis ini mengeluarkan tegangan

yang selanjutnya dikonversi menjadi percepatan

3. Piezoresistive

lempengan yang secara resistan akan berubah sesuai dengan perubahan percepatan


Tipe Accelereometer


4. Hall effect

percepatan yang dirubah menjadi sinyal elektrik dengan cara mengukur setiap perubahan

pergerakan yang terjadi pada daerah yang terinduksi magnet.

5. Magnetoresistive

Perubahan percepatan diketahui berdasarkan resistivitas material karena adanya daerah

yang terinduksi magnet

6. Heat Transfer

percepatan dapat diketahui dari lokasi sebuah benda yang dipanaskan dan diukur ketika

terjadi percepatan dengan sensor temperature.

DASAR PENGUKURAN LISTRIK - elektro.teknik.unja.ac.idelektro.teknik.unja.ac.id/.../08/DPL.9-Sistem-Instrumentasi-Pengukuran... · Dasar Pengukuran Listrik 1) Sebuah pipa air bergetar

Documents