Percobaan 1 PENGUKURAN RESISTANSI SALURAN KOAKSIAL
bagusDeskripsi lengkap
SensorFull description
Descripción: descripcion del sensor de oxigeno del vehiculo
Jobsheet 1 Sensor CahayaFull description
samsul enjoy broDeskripsi lengkap
Full description
Full description
1
Sensor Berdasarkan Resistansi Tugas ini diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kulian Instrumentasi Pengukuran Dosen Pengampu : Harita Nurwahyu Chamidy Chamidy !RSC "T# "T# $elompok %: %# .# 1# *# ,# )# 3#
PROGRAM STUDI D III TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2017KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat &llah S6T karena 7erkat rahmat dan karunianya &lhamdulillah kami dapat menyelesaikan makalah yang 7erjudul 8Sensor Berdasarkan Resistansi9 yang mem7ahas tentang jenisjenis sensor 7erdasarkan
resistansinya
dengan
prinsip
kerja
serta
keunggulan
dan
kelemahannya# Tugas ini diajukan kepada Bapak Harita Nurwahyu Chamidy !RSC "T# # ;ntuk memenuhi nilai "ata $uliah Instrumentasi Pengukuran di semseter III# "eskipun dalam pem7uatan makalah ini kami se7agai penyusun merasa 7anyak ham7atan sehingga makalah ini dirasa 7elum sempurna# Namun dapat diatasi# Tak lupa kami u4apkan terima kasih kepada dosen pengampu orang tua serta semua pihak yang terli7at# Dan tak lupa kami u4apkan terima kasih kepada temanteman yang juga sudah mem7erikan kontri7usinya 7aik langsung ataupun tidak langsung dalam makalah ini# Tentunya ada halhal yang ingin di7erikan kepada masyarakat umumnya dan siswasiswi khususnya dalam mem7antu memahami termometer gelas se7agai alat ukur suhu# $arena itu kami 7erharap semoga makalah ini dapat 7erguna 7agi kita 7ersama# Dalam pem7uatan makalah ini kami menyadari masih 7anyak kekurangan pada makalah ini kami mohon kritik dan saran yang 7ersi2at mem7angun untuk kedepannya agar dapat le7ih 7aik# &khir kata kami u4apkan terima kasih#
Bandung 1 Septem7er .+%3
Penyusun
i
DAFTAR ISI Halaman H&!&"&N <;D;!#################################################################################### i $&T& P=N>&NT&R#################################################################################
ii
D&'T&R ISI################################################################################################# iii B&B I P=ND&H;!;&N############################################################################ % %#%
!atar Belakang "asalah####################################################################
%% D&'T&R P;ST&$&################################################################################# i
%.
BAB 1 PENDAHULUAN Di dalam dunia industri pengukuran sering didasarkan pada kerja sensor terkhusus dalam mengontrol prosesnya# ;ntuk mengendalikan suatu operasi umum digunakan sensor untuk mendapatkan stimulus 7erupa data yang diperoleh dari sensor# Contohnya seperti 7imetal yang 7iasanya digunakan pada saklar listrik thermostat yang 7iasa diaplikasikan untuk mengontrol elemen pemanas seperti pada setrika pemanas air o/en tungku pem7akaran penanak nasi dan lain se7againya# 1.1 Latar Belakan Sensor suhu atau saklar (swit4h- elektro mekanis umumnya menggunakan
7imetal# Pengukuran dengan sensor ini sering digunakan di 7er7agai 7idang kehidupan
7aik
kehidupan
seharihari
pendidikan
industri
proses
manu2aktur hingga perkantoran# Bimetal sendiri merupakan 4ontoh peralatan yang menggunakan sensor 7erdasarkan resistansinya# Sensor ini dapat mendeteksi suhu sehingga sangat peka terhadap temperatur# Bimetal ini 7iasa diaplikasan pada setrika pemanas air o/en tungku pem7akaran penanak nasi dan lainlain 1.2 R!"!#an Ma#ala$ %# &pa itu 7imetal @ .# Bagaimana prinsip kerja dari 7imetal@ 1# &pa saja peralatan sensor 7erdasarkan resistansinya yang lainnya@ *# &pa saja keunggulan dan kelemahan dari peralatanperalatan
terse7ut@ ,# Bagaimana aplikasi penggunaanya @ 1.% T!&!an Pen!l'#an Dalam penulisan penulis memiliki tujuan : "engetahui 7imetal "emahami prinsip kerja dari 7imetal "engetahui ma4amma4am peralatan sensor 7erdasarkan
resistansinya "engetahui kekurangan dan kele7ihan dari peralatan
peralatan sensor 7erdasarkan resistansinya#
i
"engetahui aplikasi penggunaan peralatan sensor 7erdasarkan resistansinya 1.( Met)*e Pen!l'#an Dalam menyusun makalah penulis menggunakan metode pem7a4aan literatur#
3
BAB II PEMBAHASAN 2.1 B'"etal
Bimetal adalah jenis sensor suhu atau saklar (swit4h- elektro mekanis yang ter7uat dari dua 7uah lempengan logam yang 7er7eda koe2isien muainya (A- yang direkatkan menjadi satu# Tingkat pemuaian yang 7er7eda dari dua logam terse7ut akan menghasilkan gerakan mekanis melengkung ketika strip atau lempengan 7imetal terse7ut terkena panas# Bimetal 7iasanya digunakan pada saklar listrik thermostat yang 7iasa diaplikasikan untuk mengontrol elemen pemanas seperti pada setrika pemanas air o/en tungku pem7akaran penanak nasi dan lain se7againya# Selain digunakan pada saklar termostat 7imetal 7iasanya juga digunakan pada perangkat pelindung atau protektor seperti "CB ("iniature Cir4uit Breaker- dan /erload relay yang 7er2ungsi untuk melindungi rangkaian dari arus le7ih (o/er 4urrent-# Dimana 7iasanya terdapat kumparan kawat yang digunakan untuk memanaskan lempengan strip 7imetal sehingga "CB atau /erload relay akan trip 7ila terjadi o/er 4urrent#
2.2 Pr'n#'+ ker&a ,'"etal
Bila suatu logam dipanaskan maka akan terjadi pemuaian 7esarnya pemuaian tergantung dari jenis logam dan tingginya temperatur kerja logam terse7ut# Bila dua lempeng logam saling direkatkan dan dipanaskan maka logam yang memiliki koe2isien muai le7ih tinggi akan memuai le7ih panjang sedangkan yang memiliki koe2isien muai le7ih rendah memuai le7ih pendek# 2.% Peralatan Sen#)r Ber*a#arkan Re#'#tan#' la'nn-a
Termistor
Termistor adalah sensor tempertur (termal) berupa alat semikonduktor yang berkelakuan sebagai tahanan dengan koefsien tahanan temperatur yang nggi. Gambar 2: Termistor
5
Prinsip Kerja Termistor Prinsip kerja termistor adalah memberikan perubahan resistansi terhadap perubahan temperatur. Termistor terdiri dari jenis yaitu PT! (Positve Temperaure Coefcien) dan "T!(Negatve Temperaure Coefcien). Pada termistor jenis PT!# nilai resistansi berbanding senilai terhadap perubahan temperatur.$edangkan pada "T!# nilai resistansi berbanding terbalik terhadap nilai perubahan temperatur. Termistor PT! terbuat dari material Kristal tunggal sedangkan Termistor "T! terbuat dari material logam oksida.%al inilah yang menyebabkan pe "T! lebih banyak tersedia di pasaran. Termistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5& per '!) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan keil di dalam temperatur. Termokopel Termokopel adalah sensor temperatur (termal) yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan temperatur dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik. Termokopel dapat mengukur temperatur antara ** '! sampai 1+** '! dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 ,!. Gambar 3: Termokopel Prinsip kerja termokopel Termokopel meman-aatkan karakterisk
hubungan
antara tegangan
(olt)
dengan temperatur.
$eap
jenis logam# pada temperatur
tertentu
memiliki tegangan tertentu pula. Pada temperatur yang sama# logam / memiliki tegangan yang berbeda dengan logam 0# terjadilah perbedaan tegangan (keil sekali# miliolt) yang dapat dideteksi. 2T(Resisance Thermal Deecor) 2T adalah salah satu dari beberapa jenis sensor temperatur (termal) yang sering digunakan. 2T dibuat dari bahan ka4at tahan korosi# ka4at tersebut dililitkan pada bahan keramik isolator seper plana# emas# perak# nikel dan tembaga.
Tembaga dapat digunakan untuk sensor temperatur yang lebih rendah dan lebih murah# tetapi tembaga mudah terserang korosi. Gambar 4: $kema 2T Prinsip Kerja 2T 2T adalah sebuah
transduser
temperatur yang tahanan
logamnya akan
naik dengan kenaikan
temperatur.
ogam yang dipakai
untuk 2T ini
berariasi# mulai dari
planum yang
mampu dipakai
berulangulang#
sangat sensi-# dan
sangat mahal
sampai nikel yang dak
dapat dipakai
berulangulang# lebih sensi-# dan lebih murah. Phoodioda(2) Phoodiodamerupakan jenis dioda yang resistansinya berubahubah kalau ahaya yang jatuh pada dioda berubahubah intensitasnya.alam gelap nilai tahanannya sangat besar hingga praks dak ada arus yang mengalir.$emakin kuat ahaya yang jatuh pada dioda maka makin keil nilai tahanannya# sehingga arus yang mengalir semakin besar. Phoodiodabisa digunakan sebagaisensor termal dan sensor opk.
Gambar 5: Photo ioda Prinsip kerja phoodioda 6 !ahaya yang diserap oleh phoodioda
Terjadinya pergeseran -oton 7enghasilkan pasangan elecron-hole dikedua sisi 8lektron menuju 9:; sumber < hole menuju 9; sumber $ehingga arus akan mengalir di dalam rangkaian
=
$aat phoodioda terkena ahaya# maka akan bersi-at sebagai sumber tegangan dan nilai resistansinya akan menjadi keil. $aat phoodioda dak terkena ahaya# maka nilai resistansinya akan besar atau dapat diasumsikan tak hingga. Hgromeer Hgromeer adalah suatu sensor temal yang merupakan sejenis alat untuk mengukur
ngkat kelembaban rela- pada suatu tempat. 0iasanya alat ini ditempatkan di dalam kontainer penyimpanan barang yang memerlukan tahap kelembapan yang terjaga seper dr !o" penyimpanan kamera. Kelembapan yang rendah a kan menegah pertumbuhan jamur yang menjadi musuh pada peralatan tersebut. Gambar 6:Hgromeer
Kegunaan /lat dan /plikasi /dapun kegunaan dari %ygrometer adalah untuk mengukur kelembapan rela- (2%) dalam suatu ruangan ataupun
keadaan tertentu.
Hgromeer diaplikasi dalam
berbagai hal untuk
penelian# pengukuran
kelembapan dalam suatu
area dan lainnya. Prinsip Kerja dan !ara Pemakaian /dapun prinsip kerja dari
Hgromeer yaitu dengan
menggunakan dua termometer.
Termometer pertama
dipergunakan untuk mengukur
temperatur udara kering
dan yang kedua untuk mengukur Hgromeer terdapat dua skala#
temperatur udara basah. yang satu menunjukkan
kelembaban yang satu menunjukkan temperatur. !ara penggunaannya dengan meletakkan di tempat yang akan diukur kelembabannya# kemudian tunggu dan baalah skalanya. $kala kelembaban biasanya ditandai dengan huru- h dan kalau temperatur dengan derajat celcius ('!).
#rain $age
$train >age# prinsip kerjanya didasarkan pada e-ek pie?oresise dari bahan semikonduktor# seper silikon dan germanium. $ensor ini seara fsik bentuknya dibuat keil. $ensor ini mempunyai keluaran yang sensip terhadap perubahan temperatur # dan perubahan tahanannya sangat sensi- tetapi dak linier. Perubahan tahanan dinyatakan dengan >age @aktor (>@) yaitu perbandingan perubahan tahanan dan perubahan panjang
(akibat terjadi regangan)#$train
>age
jugasensiAerhadapperubahantemperatur. Bleh karena itu akan terjadi perubahan >age @aktor jika temperaturnya berubah. $elain itu strain gage juga dapat mendeteksi besarnya perubahan# dalam seper dimensi jarak# yang disebabkan oleh suatu elemen gaya. $train gage menghasilkan perubahan nilai tahanan yang proporsional dengan perubahan panjang atau jarak (length). Gambar 7. strain gage
Cntuk mendapatkan sensiftas yang
nggimakamenggunakanrangkaianjembatan Dheatstone seper gambar diba4ah ini 6 Gambar 8. Eembatan Dheatstone
F
Poensiomeer
Potensiometer yang tersedia di pasaran terdiri dari beberapa jenis# yaitu6 potensiometer karbon# potensiometer 4ire 4ound dan potensiometer metal flm. Potensiometer karbon adalah potensiometer yang terbuat dari bahan karbon harganya ukup murah akan tetapi kepressian potensiometer ini sangat rendah biasanya harga resistansi akan sangat mudah berubah akibat pergeseran kontak. Potensiometer gulungan ka4at (4ire 4ound) adalah potensiometer yang menggunakan gulungan ka4at nikelin yang sangat keil ukuran penampangnya. Ketelian dari potensiometer jenis ini tergantung dari ukuran ka4at yang digunakan serta kerapihan penggulungannya.
7etal flm adalah potensiometer yang menggunakan bahan metal yang dilapiskan ke bahan isolator Dire Dound
b. Tahanan >eser
. Karbon
Gambar9. jenis jenis Potensiometer
Potensiometer karbon dan metal flm jarang digunakan untuk kontrol industri karena epat aus. Potensiometer 4ire 4ound adalah potensiometer yang menggunakan ka4at halus yang dililit pada batang metal. Ketelian potensiometer tergantung dari ukuran ka4at. Ka4at yang digunakan biasanya adalah ka4at nikelin. Penggunaan potensiometer untuk pengontrolan posisi ukup praks karena hanya membutuhkan satu tegangan eksitasi dan biasanya dak membutuhkan pengolah sinyal yang rumit. Kelemahan penggunaan potensiometer terutama adalah6 !epat aus akibat gesekan $ering mbul noise terutama saat perganan posisi dan saaat terjadi lepas kontak 7udah terserang korosi Peka terhadap pengotor
Potensiometer linier adalah potensiometer yang perubahan tahanannya sangat halus dengan jumlah putaran sampai sepuluh kali putaran (mul turn). Cntuk keperluan sensor posisi potensiometer linier meman-aatkan perubahan resistansi# diperlukan proteksi apabila jangkauan ukurnya melebihi rang# linearitas yang nggi hasilnya mudah dibaa tetapi ha ha dengan -riksi dan baklash yang dimbulkan# resolusinya terbatas yaitu *# G *#5& Gambar 10. 2angkaian uji Potensiometer %oad Cell
oad
ell
adalah
sebuah
sensor
gaya
yang
banyak
digunakan dalam industri yang memerlukan peralatan untuk mengukur . $eara umum# load ell dan sensor gaya berisi pegas (spring) logam mekanik dengan mengaplikasikan beberapa -oil metal strain gauges ($>). ara kerja mirip dengan sensor tekanan yaitu mengubah gaya menjadi perpindahan menggunakan rangkaian jembatan untuk pembaaan# kalibrasi dan kompensasi temperatur alterna- lain menggunakan kristal pie?oelektrik untuk mengukur perubahan gaya G konfgurasi load ell
Gambar 11. 0eberapa
!ontoh Konfgurasi oad !ell
11
$pesifkasi 8rror dan "onlinearitas pada $ensor
>ambar 2espon sensor seara umum
(a) $impangan dari garis linear (b) 0entuk sinyal terdefnisi &ourdon Tu!e
$ejenispipapendeklengkung # dansalahsatuujungnyatertutup. Eika bourdon diberikantekananmakaiaakanenderunguntuk HmenegangI. Perubahan
yang dihasilkansebandingdenganbesarnyatekanan yang
Photoell menggunakan prinsip kerja resistor dengan sensiitas ahaya ( 2 ight ependent 2esistor) . /pabila kondisi gelap maka nilai resistansi akan menjadi rendah sehingga arus mengalir dan lampu akan menyala. $ebaliknya pada kondisi terang# nilai resistansi menjadi nggi sehingga arus dak dapat mengalir dan lampu akan ma. 2angkaian photoell banyak digunakan pada instalasi penerangan lampu jalan# merusuar# atau lampulampu yang membutuhkan otomasasi. Euga bisa dipasang di instalasi rumah sendiri yang sekiranya membutuhkan penyalaan otomas# sebagai ontoh apabila kita bepergian Eauh atau 7udik kita dak perlu bingungbingung menyalakan lampu atau seumpama kita lupa memakan lampu dengan dipasang photoell maka lampu akan ma sendiri sehingga kita dapat menghemat energi listrik.
Gambar 13. $ensor ProLimity
2.( Ke!nn!lan Re#'#tan#' A. Kele,'$an
!DR
*an
Kele"a$an
Peralatan
Sen#)r
Ber*a#arkan
13
$ele7ihan dari !DR adalah ia 7enar7enar hanya tergantung pada se7erapa 7anyak 4ahaya yang diterima# Hal terse7ut mengaki7atkan gaya atau gangguan eksternal tidak akan mempengaruhi de/ais yang menggunakan !DR# !DR juga merupakan sensor 4ahaya yang konsep pengunaannya paling simple# Selain itu material penyusunnya merupakan material yang sudah populer dan dikenal luas di 7er7agai aplikasi teknologi sehingga 7iaya produksinya menjadi rendah dan tersedia hampir di seluruh daerah#
TH=R"ISTR (Thermally Sensitive Resistor %# Sensor suhu yang paling akurat dalam pengukurannya# .# "emiliki sta7ilitas jangka panjang yang sangat 7aik (tidak terpengaruh
oleh penuaan-# 1# "emiliki ke akuratan pengukuran yang le7ih 7aik di7anding RTD# *# Harganya yang murah# ,# "emiliki resolusi tinggi dan memiliki ukuran dan 7entuk yang 2leksi7el# )# Bisa digunakan se7agai pem7atas lonjakan arus# 3# Bisa digunakan se7agai pendeteksi dan pengontrol temperature#
Thermo4ouple %# Spesi2ikasi le7ih 7eragam# .# Biaya rendah (low 4ost-# 1# $isaran temperatur luas sehingga dapat disesuaikan sampai temperature tinggi# *# 6aktu respon 4epat#
B. Kek!ranan
!DR (!ight Dependent Resistor-
!DR memiliki kekurangan yaitu ia tidak dapat mendeteksi 4ahaya dengan tingkat intensitas yang rendah sehingga mungkin tidak dapat 7ekerja pada 7e7erapa kondisi# $ekurangan lainnya adalah !DR termasuk sonsor 4ahaya yang 7ersi2at lam7at dalam mendeteksi 4ahaya pada kondisi peralihan tingkat
intensitas 4ahaya yang 7er7eda mem7utuhkan hingga 7e7erapa detik respon waktu untuk mengenali per7edaan intensitas# Hal terse7ut dikarenakan elektron pada !DR mem7utuhkan waktu untuk 7ergerak saat 7erpindah 7aik gerakan memper4epat ataupun memperlam7at#
TH=R"ISTR (Thermally Sensiti/e Resistor%# Digunakan dalam rentang suhu sekitar 0+ M C sampai %1+ M C#
Thermo4ouple %# Sensiti/itasnya rendah# .# "em7utuhkan suhu re2erensi# 1# Nonlinearity# *# Ter7atasnya akurasi sistem kesalahan kurang dari % C yang sulit di4apai#
Tranducer/Sensor yang memiliki karakteristik peru7ahan resistansi terse7ut
4ontohnya LDR/ NT*an PT#
&plikasi yang sering menggunakan sensor LDR adalah aplikasi pada lampu taman dan lampu di jalan yang 7isa menyala di malam hari dan padam di siang hari se4ara otomatis# &tau 7isa juga kita gunakan di kamar kita sendiri#
&plikasi penggunaan sensor NT *an PT Be7erapa aplikasi Thermistor NTC dan PTC di kehidupan kita sehari hari antara lain se7agai pendeteksi $e7akaran Sensor suhu di =ngine ("esin- mo7il Sensor untuk memonitor suhu Battery Pa4k ($amera Handphone !aptop- saat Charging Sensor untuk memantau suhu Inku7ator Sensor suhu untuk $ulkas sensor suhu pada $omputer dan lain se7againya#
BAB III
15
PENUTUP %.1 Ke#'"+!lan Tolong &hmed yang 7ikin %.2 Saran Dengan disusunnya makalah ini semoga pengetahuan mahasiswa tentang
