Home >Documents >Pengukuran Suhu Efek Listrik

Pengukuran Suhu Efek Listrik

Date post:22-Oct-2015
Category:
View:73 times
Download:8 times
Share this document with a friend
Description:
Instrumentasi
Transcript:

Kata PengantarPuji dan syukur senantiasa kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, Karena atas karunia dan rahmat-Nya serta dengan diiringi dengan usaha yang kami lakukan, kami dapat menyelesaikan makalah kami yang berjudul Pengukuran Suhu Efek Listrik.Makalah ini kami susun sesuai dengan materi yang dipelajari pada modul mata kuliah instrumentasi dan pengukuran. Pada makalah ini kami akan membahas pokok pembahasan Pengukuran Suhu Efek Listrik yang terdiri dari : Termometer Tahanan Listrik, Termistor dan Termokopel. Serta akan dibahas aplikasi dari masing-masing sub-bab pembahasan yang ada dalam kehidupan sehari- hari kita terutama mengenai aplikasi elektronika dikehidupan kita dan juga rumus dari masing-masing pokok pembahasan.Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami untuk menyelesaikan makalah ini dengan tepat pada waktunya. Semoga apa yang telah kami tulis mengenai Pengukuran Suhu Efek Listrik dapat bermanfaat bagi kita semua kedepannya. Sebelumnya, kami mengucapkan mohon maaf apabila tulisan pada makalah kami ini terdapat kesalahan, karena manusia tidak akan luput dari kesalahan walaupun manusia itu selalu berusaha dan mencoba untuk menjadi seseorang yang sempurna karena kesempurnaan itu hanyalah milik Allah SWT.

Tim Penyusun

M. Fachry Reza Nur Wahida Rahmadhani

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPada zaman sekarang banyak sekali alat-alat yang digunakan untuk mengukur baik suhu, tekanan, maupun lainnya. Disini kami akan menjelaskan bagaimana pengukuran suhu secara efek listrik, baik dari pengertian, maupun dari prinsip kerja dan aplikasi dari alat-alat nya. Pengukuran suhu cairan dan gas merupakan salah satu hal yang paling umum diproses industri. Alat pengukuran adalah suatu alat yang dapat mendeteksi keberadaan suatu fenomena alam dan mengukurnya dalam suatu kuantitas fisik dan mengubahnya menjadi suatu sinyal yang dapat dibaca oleh pengamat atau alat tertentu. Begitu banyaknya besaran fisik yang dapat diamati dari sekian banyak fenomena alam yang ada di dunia ini, maka ada begitu banyak sensor yang diciptakan dan ditemukan oleh manusia, masing-masing spesifik untuk jenis besaran dan objek yang diukurnya.

1.2 Tujuan Menjelaskan mengenai pengertian pengukuran suhu efek listrik. Menjelaskan aplikasi pengukuran suhu efek listrik dalam kehidupan sehari- hari.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Pengukuran Suhu Efek ListrikMetode-metode listrik untuk pengukuran suhu sangat baik karena memberikan sinyal yang mudah dideteksi yang banyak dipergunakan untuk tujuan pengendalian. Disamping itu metode ini biasanya cukup teliti bila telah dikalibrasi dan dikompensasi dengan baik.

2.2 Macam Macam Alat Pengukuran Suhu Efek ListrikKlasifikasi transduser yang melakukan pengukuran ini pada dasarnya terdiri dari 3 tipe yaitu termometer tahanan listrik, termistor dan termokopel. Pada pokok bahasan ini akan diberikan prinsip-prinsip kerja dan informasi aplikasi dari ketiga transduser ini :

1. Termometer Tahanan Listrik / RTD (Resistance Temperature Detectors)Termometer Hambatan Listrik adalah sebuah sensor suhuyang merasakan suhu dengan perubahan besarnya arus, tegangan dan elemen hambatan listrik yang bervariasi pada benda yang diukur. Termometer Hambatan Listrikdigunakan untuk membuat pengukuran suhu yang akurat. Termometer Hambatan Listrik menggunakan logam karenaLogamakan bertambah besar hambatannya terhadap arus listrik jika panasnya bertambah. Logam dapat dikatakan sebagai muatan positif yang berada di dalamelektronyang bergerak bebas. Jika suhu bertambah, elektron-elektron tersebut akan bergetar dan getarannya semakin besar seiring dengan naiknya suhu. Dengan besarnya getaran tersebut, maka gerakan elektron akan terhambat dan menyebabkan nilai hambatan dari logam tersebut bertambah. Platinum adalah logam yang paling sering digunakan untuk Termometer Hambatan Listrikkarena stabilitasnyadan daya yang tidak berubah drastis dengan tegangan.Hambatan listrik dari logam akan bertambah apabila suhu logam naik. Sifat ini yang dipakai sebagai dasar kerja termometer hambatan listrik. Jika termometer hambatan listrik berbentuk kawat halus yang panjang, biasanya kawat itu dililitkan pada kerangka tipis untuk menghindari regangan berlebihan ketika kawat mengerut pada waktu dingin. Dalam keadaan khusus, kawat itu dapat dililitkan pada atau dimasukkan dalam bahan yang suhunya akan diukur. Dalam kisaran suhu rendah, termometer hambatan sering kali terdiri atas hambatan radio dan terbuat dari komposisi karbon dan kristal germanium yang didoping dengan arsenik dan dimasukkan dalam kapsul tertutup berisi helium.Termometer tahanan listrik berdasarkan perubahan tahanan listrik suatu logam terhadap perubahan temperature, umumnya bila suatu logam dipanaskan maka tahanan listriknya akan naik sesuai dengan temperaturnya menurut hubungan. Konstruksinya seperti pada gambar v-11, terdiri dari elemen perasa berupa filament listrik diselubungi oleh sebuah pelindung. Sebagai filament listrik yang baik umumnya digunakan platina, tembaga dan karbon. Bahan tahanan harus mempunyai sifat :1. penghantar panas2. induktansi minimum3. tidak tedapat tegangan listrik fisik4. homognTermometer ini lalu ditempelkan pada permukaan zat yang suhunya akan diukur. Biasanya hambatan diukur dengan mempertahankan arus tetap yang besarnya diketahui dalam termometer itu dan mengukur beda potensial kedua ujung hambatan dengan pertolongan potensiometer yang sangat peka.Termometer jenis ini juga berfungsi berfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi atau hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, resistansinya semakin besar. RTD terbuat dari sebuah kumparan kawat platinum pada papan pembentuk dari bahan isolator. RTD dapat digunakan sebagai sensor suhu yang mempunyai ketelitian 0,03 0C dibawah 5000C dan 0,1 0C diatas 10000C.Konstruksi RTD bahan platinum:

RTD terpasang pada permukaan logam:

Hubungan antara resistansi dan suhu penghantar logam merupakan perbandingan linear. Resistansi bertambah sebanding dengan perubahan suhu padanya. Besar resistansinya dapat ditentukan berdasarkan rumus :

Besar resistansi pada suhu tertentu dapat diketahui dengan rumus:

Keterangan :R1 = resistansi pada suhu awalR2 = resistansi pada suhu tertentuUntuk menghasilkan tegangan keluaran dapat diperoleh dengan mengalirkan arus konstan melalui RTD atau dengan memasangnya pada salah satu lengan jembatan wheatstone.Gambar rangkaian jembatan wheatstone dengan RTD:

Persamaan rangkaian jembatan wheatstone:

Prinsip kerja rangkaian: Bila RTD berada pada suhu kamar maka beda potensial jembatan adalah 0 Volt. Keadaan ini disebut keadaan setimbang. Bila suhu RTD berubah maka resistansinya juga berubah sehingga jembatan tidak dalam kondisi setimbang. Hal ini menyebabkan adanya beda potensial antara titik A dan B. Begitu juga yang berlaku pada keluaran penguat diferensial.Amplifier diferensial (penguat diferensial) menggunakan IC op-amp yang berfungsi untuk menguatkan tegangan keluaran dari rangkaian jembatan menjadi tegangan yang lebih besar. Jika rangkaian jembatan pada posisi setimbang maka pada titik A dan B mempunyai tegangan dan arus yang sama.

2. TermistorTermistor atau tahanan thermal adalah alat semikonduktor yang berkelakuan sebagai tahanan dengan koefisien tahanan temperature yang tinggi (William D.Cooper,1999). Nama Thermistor berasal dariThermally Sensitive Resistor.Thermistor memiliki prinsip kerja memberikan perubahan resistansi terhadap perubahan suhu. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu PTC(Positive Temperature Coefficient)dan NTC(Negative Temperature Coefficieent).Pada thermistor jenis PTC, nilai resistansi berbanding senilai terhadap perubahan suhu.Sedangkan pada NTC, nilai resistansi berbanding terbalik terhadap nilai perubahan suhu.Thermistor PTC terbuat dari material Kristal tunggal sedangkan Thermistor NTC terbuat dari material logam oksida.Hal inilah yang menyebabkan tipe NTC lebih banyak tersedia di pasaran.Beberapa Karakteristik dari Thermistor diantaranya: Nilai resistansi tinggi dengan kisaran 30 ohm hingga 41.5Kohm Respon waktu terhadap suhu cepat sekitar detik Sensitivitas sangat tinggi Perubahan resistansi besar Harga Relatif murahTermometer dengan jenis ini erfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi/hambatan listrik yang berbanding terbalik dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin kecil resistansi.Simbol Termistor :

Konstruksi Thermistor tipe GM102 :

Termistor dibentuk dari bahan oksida logam campuran, kromium, kobalt, tembaga, besi atau nikel. Berikut adalah jenis termistor dengan berdasarkan ukuran dan penggunaannya ;.a. Bentuk termistor : Butiran, Digunakan pada suhu > 7000C dan memiliki nilai resistansi 100 hingga 1 M.b. Bentuk termistor : Keping, Digunakan dengan cara direkatkan langsung pada benda yang diukur panasnya.c. Bentuk termistor : Batang, Digunakan untuk memantau perubahan panas pada peralatan elektronik, mempunyai resistansi tinggi dan disipasi dayanya sedang. Thermistor dibuat sekecil-kecilnya agar mencapai kecepatan tanggapan (respon time) yang baik.

Pemakaian thermistor didasarkan pada tiga karakteristik dasar, yaitu:a. Karakteristik R (resistansi) terhadap T (suhu)b. Karakteristik R (resistansi) terhadap t (waktu)c. Karakteristik V (tegangan) terhadap I (arus)Grafik hubungan antara resistansi terhadap suhu thermistor :

Cara kerja rangkaian:Saat temperatur masih dingin hambatan thermistor sangat besar dibandingkan dengan R2, sehingga transistor dalam kondisi menghantar lalu rele kontak (terhubung) dan heater (pemanas) menghasilkan panas. Akan tetapi, ketika ruangan menjadi panas, thermistor juga ikut panas sehingga hambatannya turun. Hambatan paralel thermistor dengan R2 menjadi kecil, sehingga tegangan bias Tr juga kecil, mengakibatkan Tr dalam kondisi cut off, rele tidak kontak dan heater tidak bekerja. Akibatn

Click here to load reader

Embed Size (px)
Recommended