Makalah_pengukuran_suhu_efek_listrik.docx

Kata Pengantar Puji 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

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang P a d a z a m a n s e k a r a n g b a n ya k s e k a l i a l a t - a l a t ya n g digunakan untuk mengukur baik suhu, tekanan, maupun l a i n n ya .

Disini

kami

akan

menjelaskan

bagaimana

pengukuran suhu secara efek listrik , baik dari pengertian , m a u p u n d a r i p r i n s i p k e r j a d a n a p l i k a s i d a r i a l a t - a l a t n ya . Pengukuran suhu cairan dan gas merupakan salah satu hal yang paling umum diproses industri. Alat pengukuran adalah suatu alat yang dapat m endeteksi keberadaan suatu f e n o m e n a a l a m d a n 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.

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengukuran Suhu Efek Listrik Metode-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 Listrik Klasifikasi 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 suhu yang merasakan suhu dengan perubahan besarnya arus, tegangan dan elemen hambatan listrik yang bervariasi pada benda yang diukur. Termometer Hambatan Listrik digunakan untuk membuat pengukuran suhu yang akurat.

Termometer

Hambatan

Listrik

menggunakan

logam

karena Logam akan bertambah besar hambatannya terhadap arus listrik jika panasnya bertambah. Logam dapat dikatakan sebagai muatan positif yang berada di dalam elektron yang 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

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 3

paling sering digunakan untuk Termometer Hambatan Listrik karena stabilitasnya dan 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 v11, 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 panas

2.

induktansi minimum

3.

tidak tedapat tegangan listrik fisik

4.

homogn

Termometer 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 untuk mengubah suhu menjadi resistansi atau hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu.

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 4

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 :

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 5

Besar resistansi pada suhu tertentu dapat diketahui dengan rumus:

Keterangan : R1 = resistansi pada suhu awal R2 = resistansi pada suhu tertentu Untuk 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:

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 6

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 opamp 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.

Termistor Termistor 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 ½ detik

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 7

 Sensitivitas sangat tinggi  Perubahan resistansi besar  Harga Relatif murah Termometer dengan jenis ini berfungsi 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 Ω hingga 1 MΩ.

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: Instrumentasi dan Pengukuran

Page 8

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. Akibatnya, suhu ruangan turun. Demikian seterusnya proses akan berulang dari awal dan suhu ruangan menjadi konstan.

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 9

3.

Termokopel Prinsip kerja termokopel secara sederhana berupa dua buah kabel dari jenis logam yang berbeda ujungnya, hanya ujungnya saja, disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut hot junction. Prinsip kerjanya memanfaatkan karakteristik hubungan antara tegangan (volt) dengan temperatur. Setiap jenis logam, pada temperatur tertentu memiliki tegangan tertentu pula. Pada temperatur yang sama, logam A memiliki tegangan yang berbeda dengan logam B, terjadilah perbedaan tegangan (kecil sekali, miliVolt) yang dapat dideteksi. Jika sebuah batang logam dipanaskan pada salah satu ujungnya maka pada ujung tersebut elektron-elektron dalam logam akan bergerak semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas, elektronelektron saling desak dan bergerak ke arah ujung batang yang tidak dipanaskan. Dengan demikian pada ujung batang yang dipanaskan akan terjadi muatan positif. Kerapatan electron untuk setiap bahan logam berbeda tergantung dari jenis logam. Jika dua batang logam disatukan salah satu ujungnya, dan kemudian dipanaskan, maka elektron dari batang logam yang memiliki kepadatan tinggi akan bergerak ke batang yang kepadatan elektronnya rendah, dengan demikian terjadilah perbedaan tegangan diantara ujung kedua batang logam yang tidak disatukan atau dipanaskan. Besarnya termolistrik atau gem ( gaya electromagnet ) mengalir dari titik hot-juction ke cold-junction atau sebaliknya. Setelah terdeteksi perbedaan tegangan (volt). Beda tegangan ini linear dengan perubahan arus, sehingga nilai arus ini bisa dikonversi kedalam bentuk tampilan display. Sebelum dikonversi, nilai arus di komparasi dengan nilai acuan dan nilai offset di bagian komparator, fungsinya untuk menerjemahkan setiap satuan amper ke dalam satuan volt kemudian dijadikan besaran temperatur yang ditampilkan melalui layar/monitor berupa seven segmen yang menunjukkan temperatur yang dideteksi oleh termokopel. 3.1 Hubungan Suhu dan Tegangan pada Termokopel

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 10

Hubungan antara perbedaan suhu dengan tegangan yang dihasilkan termokopel bukan merupakan fungsi linier melainkan fungsi interpolasi polinomial. Namun demikian, untuk pengukuran suhu yang lebih kecil perubahan tegangan relative linear. Secara matematis ditunjukkan sebagai berikut: V= α(T1-Tref) Dimana: V = TeganganUkur T1 = suhu ukur(K) Tref = suhu referensi (K) α = koefisien seebek

3.2 Berbagai Sifat dan Tipe Termokopel Sebuah termokopel terdiri dari dua buah kawat yang kedua ujungnya disambung sehingga menghasilkan suatu open-circuit voltage sebagai fungsi dari suhu, diketahui sebagai tegangan termolistrik atau disebut dengan seebeck voltage, yang ditemukan oleh Thomas Seebeck pada 1921. Hubungan antara tegangan dan pengaruhnya terhadap suhu masing-masing titik pertemuan dua buah kawat adalah linear. Walaupun begitu, untuk perubahan suhu yang sangat kecil, tegangan pun akan terpengaruh secara linear, atau dirumuskan sebagai berikut : (National Instrument , Application Note 043) dengan ΔV adalah perubahan tegangan, S adalah koefisien seebeck, dan ΔT adalah perubahan suhu. Nilai S akan berubah dengan perubahan suhu, yang berdampak pada nilai keluaran berupa tegangan termokopel tersebut, dan nilaiS akan bersifat non-linear di atas rentang tegangan dari termokopel tersebut. Termokopel

diberi

tanda

dengan

hurup

besar

yang

mengindikasikan komposisinya berdasar pada aturan American National Standard Institute (ANSI), seperti dibawah ini :

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 11

Tabel Sifat dari beberapa tipe termokopel pada 250C ; Temp.Kerja

Sensitivitas

(0C)

(µV/0C)

Ni-Cr dan Cu-Ni

-270 ~ 1000

60.9

J

Fe dan Cu-Ni

-210 ~ 1200

51.7

K

Ni-Cr dan Ni-Al

-270 ~ 1350

40.6

T

Cu dan Cu-Ni

-270 ~ 400

40.6

-50 ~ 1750

6

-50 ~ 1750

6

-50 ~ 1750

6

Tipe

Material( + dan -)

E

R

S

Pt dan Pt(87%)Rh(13%) Pt dan Pt(90%)Rh(10%) Pt(70%)-

B

h(30%)dan Pt(94%)-Rh(6%)

Tipe-Tipe Termokopel Tersedia beberapa jenis termokopel tergantung aplikasi penggunaannya, yaitu : 1.

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.

2.

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.

3.

Tipe J (Iron / Constantan) Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K.

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 12

4.

Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C

5.

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). 1.

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.

2.

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.

3.

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).

4.

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

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 13

Pada

dunia elektronika, 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. Berfungsi sebagai sensor suhu rendah dan tinggi, yaitu suhu serendah 3000F sampai dengan suhu tinggi yang digunakan pada proses industri baja, gelas dan keramik yang lebih dari 30000F. Thermokopel dibentuk dari dua buah penghantar yang berbeda jenisnya (besi dan konstantan) dan dililit bersama.

3.3 Prinsip Kerja Jika salah satu bagian pangkal lilitan dipanasi, maka pada kedua ujung penghantar yang lain akan muncul beda potensial (emf). Thermokopel ditemukan oleh Thomas Johan Seebeck tahun 1820 dan dikenal dengan Efek Seebeck.

Efek Seebeck: Sebuah rangkaian termokopel sederhana dibentuk oleh 2 buah penghantar yang berbeda jenis (besi dan konstantan), dililit bersamasama. Salah satu ujung T merupakan measuring junction dan ujung yang lain sebagai reference junction. Reference junction dijaga pada suhu konstan 320F (00C atau 680F (200C). Bila ujung T dipanasi hingga terjadi perbedaan suhu terhadap ujung Tr, maka pada kedua ujung penghantar besi dan konstantan pada pangkal Tr terbangkit Instrumentasi dan Pengukuran

Page 14

beda potensial (electro motive force/emf) sehingga mengalir arus listrik pada rangkaian tersebut. Kombinasi

jenis

logam

penghantar

yang

digunakan

menentukan karakteristik linier suhu terhadap tegangan. Tipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel:  Tipe E (kromel-konstantan)  Tipe J (besi-konstantan)  Tipe K (kromel-alumel)  Tipe R-S (platinum-platinum rhodium)  Tipe T (tembaga-konstantan)

Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran. Oleh karena itu jika untuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi maka akan muncul tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet). Besarnya Vnet ditentukan dengan rumus: Vnet = Vh – Vc Keterangan : Vnet = tegangan keluaran thermokopel Vh = tegangan yang diukur pada suhu tinggi Vc = tegangan referensi

Gambar grafik tegangan terhadap suhu pada thermokopel tipe E, J, K dan R :

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 15

Gambar di bawah ini menunjukkan beberapa thermokopel yang dihubungkan secara seri membentuk thermopile. Thermopile ini diletakkan di titik tengah pyrometer radiasi dan lensa yang digunakan untuk memfokuskan radiasi (pancaran panas) agar jatuh pada thermopile. Gambar Thermopile:

Gambar Pyrometer Radiasi:

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 16

Untuk masa sekarang thermokopel sudah dibuat dengan kemasan yang mempunyai unjuk kerja yang lebih peka yang disebut thermopile yang digunakan sebagai pyrometer radiasi. Grafik hubungan suhu terhadap arus keluaran:

Efek peltier : Jika arus dilewatkan melalui termokopel yang pada mulanya suhu kedua ujungnya adalah sama, maka sejumlah panas akan dilepas pada salah satu ujungnya dan sejumlah lain panas akan diserap pada ujung lainnya sehingga terjadi perbedaan suhu pada

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 17

kedua ujung tersebut. Perpindahan panas tersebut dipengaruhi oleh arus yang mengalir, dengan hubungan seperti persamaan:

Dimana f adalah koefisien Peltier (volt). Efek Peltier ini menjadi dasar utama system pendinginan efek termoelektrik. Dan hal itu terjadi karena disebabkan oleh arus yang mengalir

di dalam

rangkain.

Efek Thomson : Jika arus mengalir melalui konduktor termokopel yang pada mulanya bersuhu seragam, maka panas Joulean akan menyebabkan gradien suhu sepanjang termokopel tersebut, dengan hubungan:

Dimana t adalah koefisien Thomson (V/K) dan dT/dx adalah gradien suhu yang terjadi pada konduktor. Secara termodinamik koefisien Seebeck (a), Peltier (f) dan Thomson (t) adalah saling berhubungan. Besaran a dan f sangat tergantung pada sifat kedua konduktor pada termokopel tersebut sehingga harus dinyatakan dalam nilai beda (a = aA - aB dan f = fA - fB). Dengan demikian, hubungan ketiga koefisien tersebut dapat dinyatakan dengan dua persamaan berikut:

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 18

Contoh Aplikasi Penggunaan Pengukur Suhu dengan Efek Listrik

1.

Alarm Sensor Suhu Dengan Menggunakan Termistor Berikut komponen yang digunakan untuk membuat rangkaian sensor suhu dengan thermistor :  Power supply 5 volt dan 9 volt  Sensor suhu thermistor (NTC)  Variabel resistor/potensiometer 10 K  Resistor 10 K dan 100 ohm  Transistor NPN  Relay  Buzzer/alarm Setelah semua komponen terkumpul maka saatnya kita merangkai rangkaian sensor suhu dengan thermistor dimana alarm sebagai indikator. Berikut rangkaian alarm sensor suhu :

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 19

Gambar Rangkaian alarm sensor suhu dengan thermistor Prinsip kerja dari rangkaian alarm sensor suhu dengan thermistor diatas : R3, Thermistor dan VR1 dipasang seri supaya dapat menentukan pembagian tegangan yang sesuai yang akan diberikan ke transistor switching. Tegangan supply adalah sama dengan jumlah tegangan yang jatuh pada R3, Thermistor dan VR1. Tegangan pada VR1 paralel terhadap basis transistor, sehingga pada saat tegangan pada VR1 mencapai 0,7 volt maka transistor akan aktif dan mengaktifkan relay sehingga alarm/buzzer akan terenergise . Thermistor dipasang pada bagian atas dari VR1 dimaksudkan supaya pada saat suhu naik tegangan pada titik trigger (basis transistor = VR1) akan mengalami kenaikan, dikarenakan thermistor (NTC)

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 20

tersebut akan mengalami penurunan nilai resistansi seiring dengan kenaikan suhu. Kita bisa saja menukar posisi thermistor dengan VR1 dengan tujuan agar rangkaian alarm akan aktif pada saat suhu mengalami penurunan. Kita bisa juga meengganti nilai R3 dan VR1 untuk mendapatkan sensitifitas yang sesuai dengan karakteristik thermistor yang anda miliki dan sesuai keinginan anda.

2.

Aplikasi dan Penggunaan Termokopel Melihat karakter dari termokopel, instrumen ini tepat digunakan untuk mengukur suhu dengan suhu mimimal 2000°C. Dalam dunia industri, termokopel dijadikan sebagai transduser pada tungku pencairan logam. termokopel akan memberikan feedback berupa tegangan yang dapat dimanfaatkan oleh sistem yang lebih cerdas untuk menanggapi tiap kenaikan/penurunan suhu pada object yang diukur. Dalam dunia industri, termokopel sangat penting adanya, yang digunakan dalam hal berikut ;  industri besi dan baja,  pengaman pada alat-alat pemanas,  sebagai thermopile (alat untuk mengubah suhu menjadi tegangan) pada sensor radiasi,  pembangkit listrik tenaga panas radioisotop.

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 21

BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 

Pengukuran suhu efek listrik adalah Pengukuran suhu dengan cara memberikan sinyal yang mudah dideteksi dan digunakan untuk tujuan pengendalian.



Termometer Tahanan Listrik adalah instrumentasi suhu berdasarkan kenaikan resistensi logam terhadap suhu.



Termistor adalah alat semi-konduktor dengan tahanan yang mempunyai koefisien suhu negatif, berlawanan dengan koefisien yang positif pada kebanyakan logam.



Termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase).

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 22

Daftar Pustaka Karl Ehinger, Industrial temperature measurement, ABB Automation Product, 2008 Raytek Corporation, Principles of Non-Contact Temperature Measurement, 2003 http://anistkr.blogspot.com/2012/05/jenis-jenis-sensor-dan-fungsinya.html http://medukasi.net/online/2008/jenissensor/sensor%20suhu%20dan%20fungs inya.html http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhuthermopile-mlx90247/ http://elektronika-dasar.web.id/komponen/sensor-tranducer/sensor-suhutermistor/

Instrumentasi dan Pengukuran

Page 23