Sensor suhu nursina

Oleh

Nursina Sari13708251117

SENSOR SUHU

Sensor (tranduser) adalah suatu komponen ataau device elektronika yang digunakan untuk merubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa dianalisa dengan menggunkan rangkaian listrik

Sensor ada 2 jenis :1. sensor Fisika merupakan sensor yang mendeteksi suatu besaran berdasarkan hukum fisika. Contoh :

Sensor cahayaSensor suaraSensor suhuSensor gayaSensor percepatan.

2. Sensor Kimia merupakan sensor yang mendeteksi jumlah suatu zat kimia dengan cara mengubah besaran kimia menjadi besaran listrik. Biasanya ini melibatkan beberapa reaksi kimia. Yang termasuk kedalam jenis sensor kimia yaitu :

Sensor PHSensor gasSensor oksigenSensor ledakan

SENSOR (TRANDUSER)

Karakteristik statis Sensor Dalam Pengukuran meliputi:

Respon sensor Akurasi/ketepatan Presisi/Ketelitian/kesaksamaan Sensitivitas/kepekaan Linieritas Histerisis Resolusi /daya pisah

Stabilitas Noise Nilai ambang (maks/min) / treshold Waktu respon Koofesien suhu

Sensor suhu adalah Komponen yang dipakai untuk merubah besaran panas menjadi listrik dan dapat dianalisa besarannya. Pembuatan sensor ini bisa memakai sejumah metode, dimana salah satu caranya adalah dengan cara memakai materia yang tetrhadap suatu arus elektrik akan mengubah hambatannya tergantung dari suhunya.

Terdapat empat jenis sensor suhu yang rangkaian umumnya ada di pasaran, yaitu : 1) Thermokopel, 2) Thermistor (Thermal Sensitive Resistor), 3) RTD (Resistence Temperature Detectors) dan 4) IC LM35

SENSOR SUHU

Thermocoupel

Merupakan sepasang penghantar (tranduser) berbeda yaitu panas dan dingin yang disambung dan dilebur bersamaan dimana terdapat perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding.

Perbedaan suhu antara sambungan pengukuran mdengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.

Berfungsi sebagai sensor suhu rendah dan tinggi,

yaitu suhu serendah 3000 F sampai dengan suhu tinggi

yang digunakan pada proses industri baja, gelas dan

keramik yang lebih dari 30000F.

Kelebihan KekuranganSpesifikasi lebih beragam Sensitivitasnya rendah

Kisaran temperatur luas seingga dapat disesuaikan sampai temperature tinggi

Membutuhkan suhu referensi

Biaya rendah Terbatasnya akurasi sistem kesalahan kurang dari 1 0C yang sulit dicapai

Waktu respon cepat

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)

Gambar : (a)Thermocouple ; (b) Simbol thermocouple

(a)

(b)

Prinsip Kerja :Jika salah satu bagian pangkal lilitan dipa

nasi, 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.

Merupakan thermal resistor yang artinya tahanan

panas, dan merupakan salah satu jenis yang mempunyai

koofesien temperature yang sangat tinggi. Atau perangkat

yang mampu membaca fenomena fisik berupa suhu

(energi panas) dan menghasilkan sinyal elektrik.

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi

resistansi/hambatan listrik yang berbanding terbalik

dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, semakin

kecil resistansi.

Thermistor

Thermistor di bagi menjadi 3 jenis:

1. PTC (Positive Temperature Coofficient) atauThermistor yang mempunyai koofesien temperatur

negatif. Pada jenis satuan inputnya temperatuire derajat celcius sedangakan pada outputnya resistansinya ohm. Dimana pada saat temperature naik resistansi akan naik

2. NTC (Negative Temperature Coofficient) Thermistor yang mempunyai koofesien temperatur negatif. Pada jenis input dan outputnya sama dengan jenis positif, perbedaannya adalaha jika temperature akan naik maka resistansinya akan turun

3. CTR ( Critical Temperature Resistance)Thermistor jenis ini merupakan resistor yang

mempunyai koefisien temperatur negatif yang tinggi. pengaruh resistansi yang drastis karena pengaruh suhu tersebut terjadi pada transisi logam semikonduktor dan berubah-ubah tergantung dari konsentrasi dopent yaitu oksida logam. termistor CTR yang mempunyai perubahan secara drastis dalam interval tempertur tertentu biasanya digunkan sebagai pendeteksi harga ambang.

Gambar : (a) Thermistor, (b) Simbol Thermistor

(a)

(b)

Thermistor memiliki prinsip kerja memberikan perubahan resistansi terhadap perubahan suhu. Cara kerja Thermistor yaitu ketika suhu meningkat maka resistansi Thermistor akan menuru. Hal ini karena Thermistor terbuat dari bahan semikonduktor yang mempunyai sifat menghantarkan elektron ketika suhu naik.

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)

Gambar Kontruksi Thermistor Tipe GM102

Merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menentukan niai atau besaran suatu temperatur suhu yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam kisaran suhunya.

Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Maksudnya semakin panas benda tersebut, semakin besar atau semakin tinggi nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya.

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi resistansi/hambatan listrik yang sebanding dengan perubahan suhu. Semakin tinggi suhu, resistansinya semakin besar.

RTD (Resistence Temperature Detectors)

Gambar : (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD

(a)

(b)

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.

Sensor suhu dengan rangkaian terpadu merupakan sensor yang menggunakan chipsilikon untuk kelemahan penginderanya.

Rangkaian sensor jenis ini mempunyai configurasi output tegangan serta arus.

Adapun struktur dari IC LM35 yaitu terdiri atas 3 pin yang masing-masing pin berfungsi diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan jangkauan kerja dari 0 Volt sampai dengan 1,5 Volt dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4 Volt sampai 30 Volt, dan pin 3 yaiu Vgd sebagai penyeimbang.

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan tertentu yang sesuai dengan perubahan suhu.

IC LM35

Gambar (a) Sensor suhu IC

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya

V out VGDVS

Percobaan Karakteristik Thermistor dan

Pengukuran Suhu Tujuan Percobaan :

Untuk mempelajari karakteristik statis dari sensor suhu yang berupa thermistor dan bahan semikondutr LM35

Alat dan bahan :o Thermometero Thermistoro Ohm-meter o Kabelo Tabung bekero Airo Bunsen (oven)

Rancanglah Alat dan Bahan Hubungan Antara Suhu (T) dan

Hambatan (R)

Multimeter digital

Gambar : Rangkaian Percobaan Sensor Suhu

Tabel Pengamatan Hubungan antara suhu (T) dan hambatan (R)

NO Suhu (Rendah-Tinggi) Hambatan (Ω)

1

2

3

4

5

NO Suhu (Tinggi-Rendah) Hambatan (Ω)

1

2

3

4

5

6

7

8

Kegiatan Percobaan :

Siapkan alat dan bahan percobaan sensor suhu Ukurlah keluaran resistansi awal sensor (resistansi

antara kaki-kaki thermistor) dengan menggunakan multimeter (ohm meter).

Catatlah suhu awal air sebagai patokan awal Rangkailah multimeter dengan thermistor, selanjutnya

masukkan thermistor tersebut ke dalam air. Kemudian panaskan air tersebut dengan bunsen.

Catatlah besar hambatan (NTC) dalam multimeter digital setiap kenaikan/ penurunan pada suhu 50C

Periksalah histerisis dan keprsisiannya jika hasil pengamatan bergantung pada perubahan suhu yaitu suhu tinggi ke rendah. Apakah anda mengamati adanya gejala histerisis?

SOAL-SOAL1. Berikut contoh sensor fisika adalah…

1. sensor cahaya 4. sensor pH2. sensor ledakan5. sensor gas3. sensor mekanik 6. sensor suhua. 1-2-3 c. 2-4-6b. 1-3-6 d. 4-5-6

2. Yang bukan merupakan karakteristik statis dalam pengukuran adalah…a. Saturasi c. Presisib. Akurasi d. Histerisis

3. Sepasang tranduser berbeda yaitu panas dan dingin yang disambung dan dilebur bersamaan dan terdapat perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut yang berfungsi sebagai pembanding merupakan sensor jenis…a. IC LM35 c. Thermistorb. RTD d. Thermokopel

4. Berikut yang bukan merupakan kekurangan dari thermokopel…a. Spesifikasi lebih beragamb. Membutuhkan suhu referensic. Sensitivitasnya rendahd. Terbatasnya akurasi sistem kesalahan kurang dari 1 0C yang sulit dicapai

5. Thermistor sebagai sensor suhu memiliki resistansi…a. Berbanding lurus dengan perubahan suhub. Berbanding searah dengan perubahan suhuc. Berbanding terbalik dengan perubahan suhud. Berbanding …

6. Resistor yang mempunyai koofisien temperatur negatif disebut…a. PTC c. CTRb. NTC d. CTC

7. Keadaan setimbang pada RTD yaitu saat…a. Suhu RTD konstanb. Suhu RTD berubah menjadi lebih tinggic. Suhu RTD berubah menjadi lebih rendahd. Suhu RTD pada suhu kamar

8. Berikut urutan fungsi dari Pin IC LM35 antara lain…1) Sebagai sumber tegangan kerja2) Sebagai tegangan keluaran atau Vout

3) Sebagai penyeimbang

a. 1, 2, 3 c. 2, 3, 1b. 1, 3, 2 d. 3, 2, 1

9. Secara prinsip sensor LM35 bekerja…a. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu kurang dari 1 ºC

akan menunjukan tegangan sebesar lebih dari 10 mVb. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu lebih dari 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar kurang dari 10 mVc. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mVd. Jika terjadi perubahan suhu setiap suhu lebih dari 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar kurang dari 10 mV

10. Dari empat jenis sensor suhu yang ada, jenis sensor yang sering digunakan dalam suatu percobaan adalah…a. IC LM35 c. Thermistorb. RTD d. Thermokopel

Terimakasih. . .