TEMPERATURE SENSOR 1 Tujuan Khusus Memahami fungsi sensor

TEMPERATURE SENSOR 1

Tujuan Khusus § § § Memahami fungsi sensor temperatur Memahami klasifikasi sensor temperatur Memahami prinsip kerja sensor temperatur 2

Definisi Temperature • Temperature dari suatu medium atau substansi adalah fenomena yang menjelaskan tentang derajat kepanasan atau kedinginan medium atau substansi tsb 3

Skala Temperature § Empat skala temperature yg berbeda § § Celcius Kelvin Fahrenheit Rankine § Beberapa titik acuan dpt ditemukan pd substansi spt air : § Triple point = 0. 01ºC § Boiling point = 100ºC 4

Definisi Sensor Temperature § Sensor yg mengkonversikan perubahan energi termal suatu objek menjadi energi listrik § Energi termal per molekul dari material dinyatakan dalam derajat temperatur tertentu 5

Tipe-Tipe Sensor Temperature § Thermometer § Thermocouple § RTD (resistance temperature detector) § Thermistor § Integrated (semiconductor) Circuit Sensor 6

Klasifikasi Sensor Temperature Non electric Electronic Liquid-in-Glass Thermistor Bimetallic RTD Filled System Thermocouples 7

RTD (Resistance Temperature Detector) § Bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperatur. Suhu meningkat, Resistansi meningkat. known as PTC § Berbagai logam yg sering digunakan untuk RTD § Platina (linier, sangat mahal, umum dipakai) § Nikel (range temperatur lebih rendah, lebih murah, nonlinier) § Nikel alloys (range temperatur lebih rendah, lebih murah) § Tembaga (range temperatur lebih rendah) 8

RTD § Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yg bervariasi terhadap temperatur dan ditentukan secara eksperimental R = Resistansi (Ω) A = Luas penampang (m 2) r = koefisien resistansi (Ω-m) L = panjang kawat metal (m) 9

Konstruksi RTD § § § Penghantar yg digulungkan pada suatu form (biasanya koil) Dilindungi tabung pelindung (menambah waktu respon) Hubungan temperatur dan disipasi : T = Kenaikan temperatur karena self heating P = Disipasi daya pada RTD dalam W PD = Konstanta disipasi RTD dalam W/ºC 10

Pengukuran dengan RTD § Metode paling sensitif dengan menggunakan jembatan wheatstone 11

RTD KELEBIHAN KEKURANGAN Resistansi rendah (100Ω – 1000 Ω) Waktu respons lebih lambat (0. 5 sampai 5 detik) Range lebar (-200ºC sampai 850 ºC ) Sensitive terhadap shock dan vibrasi Akurasi Tinggi (± 0. 0006ºC sampai 0. 1ºC) Disupport dng keramik, glass tube Repeatability & Stabilitas tinggi Internal/self – heating (joule heating = I 2 R) 12

Thermistor § Thermistor = Thermal Resistor § Sensor temperatur berdasarkan perubahan resistansi semikonduktor terhadap temperatur 13

Thermistor § Umumnya resistansi turun terhadap temperatur (eksponensial, NTC) § Dibuat dari material semikonduktor The sto i m r r RTD up o c o erm le Th 14

Karakteristik Thermistor Resistansi tinggi 1 kΩ sampai 100 kΩ Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik Lebih murah daripada RTD Sensitivitas sangat tinggi (1000 kali lebih sensitif daripada RTD Perubahan resistansi 10% per ºC. Misal resistansi nominal 10 kΩ maka resistansi akan berubah 1 kΩ utk setiap perubahan temperatur 1 ºC § Tidak sensitif terhadap shock dan vibrasi § Dilindungi capsul (plastik, teflon/material lembam) § Memperlambat waktu respon karena kontak termal kurang baik § § § 15

Thermistor § Kepekaan yg tinggi thd perubahan temperatur membuat termistor sangat sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi temperatur secara presisi § Untuk pengontrolan perlu mengubah tahanan jd tegangan Gb. Rangkaian uji termistor sbg pembagi tegangan 16

Thermocouple § Pembuatan berdasarkan sifat termal bahan logam § Satu ujungnya dipanaskan elektron 2 dalam logam akan bergerak semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas elektron 2 bergerak ke arah ujung yang tdk dipanaskan 17

Infra Red Thermocouple § Tdk perlu sumber tegangan dan murah § How do they work? § Menerima energi panas dari objek yg mengubah panas menjadi potensial listrik § Menghasilkan sinyal keluaran milivolt. 18

Infra Red Thermocouple Kelebihan § Dapat mengukur objek yang bergerak, berputar atau bergetar § Dapat mengukur temperatur > 1500ºC § Tidak merusak atau mengotori permukaan objek yang diukur § Respon waktu dalam mili detik 19

Integrated Circuit Temp. Transducer § § § LM 135 -55 to 150 C LM 225 -40 to 125 C LM 335 -40 to 100 C LM 34 AD 592 and AD 590 Military Industrial Comercial 20

Integrated Circuit Temp. Transducer § § § Vz = 2. 73 + (10 m. V / C ) T T = Temperature in C 400 u. A < Iz < 5 m. A 21

22

23

24