FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN UNIVERSITAS HALU OLEO JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA
TUGAS 2 INSTRUMENTASI GEOFISIKA
OLEH
NAMA
: BERNARDINUS AUREALINO ELFRID LELO
NIM
: R1A1 15 008
KENDARI 2017
SOAL 1. Tentukan sensor dan daftar berbagai spesifikasi yang perlu dipelajari dengan seksama sebelum menggunakan thermocouple untuk membaca suhu tungku ? 2. Jelaskan perbedaan antara range dan span dari suatu tranduser ? 3. Apa yang dimaksud dengan kesalahan non-linier ? Bagaimana itu berbeda dari kesalahan histeris ?
JAWABAN : 1. Sensor yang perlu dipelajari dengan seksama sebelum menggunakan thermocouple untuk membaca suhu tungku: Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °c. Daftar berbagai spesifikasi yang perlu dipelajari dengan seksama sebelum menggunakan thermocouple untuk membaca suhu tungku : Tabel Tipe dan spesifikasi termokopel Resolusi 0,1°C Resolusi 0,025°C Tipe Range Overall Thermokopel B 20 s/d 1820 150 s/d 1820 600 s/d 1820 E -270 s/d 910 -270 s/d 910 -260 s/d 910 J -210 s/d 1200 -210 s/d 1200 -210 s/d 1200 K -270 s/d 1370 -270 s/d 1370 -250 s/d 1370 N -270 s/d 1300 -260 s/d 1300 -230 s/d 1300 R -50 s/d 1760 -50 s/d 1760 20 s/d 1760 S -50 s/d 1760 -50 s/d 1760 20 s/d 1760 T -270 s/d 400 -270 s/d 400 -250 s/d 400 Thermocouple suhu tinggi didefinisikan sebagai sensor yang digunakan pada suhu 2000 ℉
dan seterusnya. Sensor ini umumnya terbuat dari
logam mulia atau refractory keramik (Molybdenum,Tantalum, Alumina, Circonia atau Quartz). Thermocouple jenis ini dapat mengukur suhu sampai 5000 ℉
dan digunakan dalam tungku temperature tinggi.
Tersedia beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya A. Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy)) Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk rentang suhu −200 °C hingga +1200 °C. B. Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy)) Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe non magnetik. C. Tipe J (Iron / Constantan) Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K D. Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy)) Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur suhu di atas 1200 °C. Sensitifitasnya sekitar 39 µV/°C pada 900 °C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe K Termokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia yang memiliki karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel yang paling stabil, tetapi karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C) mereka biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi (>300 °C).\ E. Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)\ Cocok mengukur suhu di atas 1800 °C. Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu 50 °C. F. Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium) Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum. G. Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium) Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum. Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).
H. Type T (Copper / Constantan) Cocok untuk pengukuran antara −200 to 350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga. Type T memiliki sensitifitas ~43 µV/°C 2. Perbedaan antara range dan span dari suatu tranduser : A. Range penjelasannya kurang lebih misal anda memiliki alat ukur thermometer batang, di angka skala terendah terlihat bilangan 20 C sedang pada angka tertinggi ditulis 100 C. Maka Range alat ukur tersebut adalah 20 C - 100 C. Besaran range selalu ditulis dua bilangan, yaitu antara bilangan terkecil ukur berapa sebagai batas minimal alat ukur itu mampu menunjukan pengukurannya. Dan bilangan terbesar ukur sebagai batas maksimal alat ukur itu mampu memperlihatkan hasil pengukurannya. B. Span untuk alat ukur yang sama di atas memiliki angka 80 C. Yaitu 100 dikurangi 20. Disinilah letak beda kedua istilah itu. Walau keduanya diterjemahkan dengan satu kata yaitu rentang, untuk Range harus ditunjukkan dengan dua angka sebagai rentang pengukuran alat ukur tersebut. Sedang Span ditunjukkan dengan satu angka, yaitu selisih maksimal penunjukkan dikurang minimal penunjukkan sebagai rentang-nya.
3. Sistem non-linear merupakan suatu sistem yang sifatnya tidak tetap, mudah berubah, sulit dikontrol, dan sulit diprediksi. Sistem semacam ini memiliki tingkat ke-sensitivitas-an yang sangat tinggi. Sistem non-linear ini dapat digambarkan seperti kedua bagan berikut ini.
Dalam kedua bagan tersebut dapat diamati 2 hal, yaitu yang pertama, bahwa input-input yang berlainan dalam suatu proses dapat menghasilkan output yang sama, dan yang kedua, bahwa satu input yang ada dalam suatu proses dapat memberikan output yang sama. Di sinilah letak ke-sensitif-an sistem. Sistem non-linear seperti ini dapat dimodelkan dengan non-linear programming, seperti jaringan saraf tiruan atau kecerdasan buatan. Sistem fisiologis di dalam tubuh manusia sebagian besar merupakan suatu sistem non-linear. Sistem kekebalan tubuh manusia (imunitas) merupakan suatu bentuk sistem non-linear, gangguan-gangguan tertentu, baik gangguan fisik, kimia, dan lain sebagainya dengan kuantitas yang sama belum tentu dapat menyebabkan orang tersebut jatuh sakit. Sistem pernapasan manusia merupakan suatu sistem yang dapat dipaksakan menjadi bentuk sistem yang linear, laju napas seseorang bergantung pada seberapa berat kerja yang dilakukan seseorang tersebut. Detak jantung juga dapat digolongkan ke dalam sistem yang linear, ritme detak jantung akan bergantung pula pada seberapa berat kerja yang dilakukan seseorang. Apabila kita ingin memilah wilayah mana dalam sistem fisiologis tubuh manusia yang merupakan sistem linear dan sistem non-linear, maka kita dapat mengamati tingkat sensitivitas suatu sistem yang ada dalam tubuh manusia. Apabila sistem tersebut memiliki tingkat sensitivitas yang rendah, maka sistem ini dapat dipaksakan menjadi sistem yang linear. Sementara untuk sistem-sistem yang memiliki tingkat sensitivitas yang
cukup tinggi, maka sistem tersebut dapat digolongkan dalam wilayah sistem yang non-linear. Bagaimana itu berbeda dari kesalahan histeris ? Karena Keakuratan perangkat ini tergantung pada nilai sebelumnya dan arah variasi. Histeresis menyebabkan perangkat untuk menunjukkan ketidaktelitian dari nilai yang benar, karena dipengaruhi oleh pengukuran sebelumnya. kesalahan histeris adalah suatu karakteristik dari instrument yang menunjukkan nilai respon yang diberikan oleh instrument tersebut ketika diberikan sinyal input naik dan sinyal pada waktu tuurunnya.
