KONSEP DASAR PENGUKURAN
1.1 Pengukuran
(measurement)
Pengukuran
adalah serangkaian kegiatan yang bertujuan untuk menentukan nilai suatu besaran
dalam bentuk angka (kwantitatif).
1.2 Pengertian
Alat Ukur ( Instrument)
Instrumen adalah
sesuatu yang digunakan untuk membantu kerja indera untuk melakukan proses
pengukuran.
Instrument atau
alat ukur terdiri dari banyak jenis yang dapat juga dikelompokan melalui
disiplin kerja atau besaran fisiknya, diantaranya :
Ø Alat
ukur dimensi : mistar, jangka sorong, micrometer, dll.
Ø Alat
ukur masaa : timbangan.
Ø Alat
ukur mekanik : tachometer, torquemeter, dll.
Ø Alat
ukur fisik : gelas ukur, densitometer, flowmeter.
Ø Alat
ukur listrik : voltmeter, amperemeter, jembatan wheatstone.
Ø Alat
ukur suhu : thermometer.
Ø Alat
ukur optik ; luxmeter, fotometer, spectrometer, dan lain-lain.
Istrumentasi (instrumentation)
Adalah bidang
ilmu dan teknologi yang mencakup perencanaan, pembuatan, dan penggunaan
instrument atau alat ukur besaran fisika atau sistem instrument untuk keperluan
penelitian, pengukuran, pengaturan, serta pengolahan data.
Kata diukur
(Measured) digunakan untuk menunjukan parameter fisika tertentu yang sedang
diamati dan diukur, yaitu kuantitas masukan ke proses pengukuran dan kemudian
kegiatan pengukuran akan memberikan hasilnya.
Standar pembanding
harus mempunyai sifat yang sama dengan yang diukur, dan diatur oleh lembaga
resmi atau organisasi yang diakui :
Misal :
Ø National
Bureau of Standard (NBS)
Ø International
Organisation for Standard (ISO)
Ø American
National Standard Institute (ANSI)
1.3 Satuan-satuan
Dalam Pengukuran
1.3.1 Satuan
Dasar “Sistem Internasional”-SI
Satuan dasar
adalah satuanpengukuran sebuah besaran dasar pada sebuah sistem besaran phisik.
Satuan-satuan dasar dalam mekanika terdiri dari panjang, massa dan waktu,arus
listrik, temperatur, dan intensitas cahaya.
1.3.2 Satuan
Turunan SI
Satuan
turunanadalah satuan pengukuran dari sebuah besaran turunan dalam sebuah sistem
besaran.
1.4 Sejarah
Perkembangan Pengukuran dan Sistem Control (Pengendalian)
Sebelum tahun
1920 :manual control / (pengendalian
manual)
Pengoperasian
dan pengontrolan Plant/Pabrik industi dilakukan secara manual di lapangan pada
areal mesinnya.
Tahun 1920-1950
: Automatic Control 1 (Pengendalian
Otomatis)
Pengendalian
proses dan pengukuran telah menggunakan sistim pneumatic control yang
dilengkapi dengan panel pengontrol indicator dengan sistem penunjukan jarum
skala.
Tahun 1950-1975
: Automatic Control 2
Pengendalian dan
penggunaan alat ukur menggunakan panel dengan instrument elektronik dan
pneumatic.
Tahun 1975
sampai sekarang
Pengendalian dan
penggunaan alat ukur menggunakan panel dengan instrument telah menggunakan
teknologi canggih yaitu teknologi micro processor dengan menggunakan sistem
komputer yang disebut Distributed Control Sistem (DCS).
1.5 Istilah-istilah
Dalam Pengukuran :
Ø Ketepatan
(Precision) : ukuran keidentikan dan mampu ulang pengukuran (dalam alat ukur)
Ø Kepekaan
(Sensitivity) : Kemampuan untuk merasakan perubahan.
Ø Kecermatan
(Resolution/Last Count) : Skala terkecil alat ukur atau beda terkecil antara
dua penunjukan yang dapat dibaca.
Ø Kesalahan
(Error) : Perbedaan harga sebenarnya dengan hasil pengukuran.
Ø Ketelitian
(Accuracy) : Deviasi/selisih/penyimpangan pengukuran terhadap masukan yang
diketahui.
Ø Kemampuan
Bacaan (Readibility) : Kemampuan untuk menunjukan seberapa skala suatu
instrument (alat) yang dibaca.
1.6 Metode
Dasar Pengukuran
Metode
pengukuran adalah membandingksn besran yang diukur dterhadap standarnya.
a. Pembandingan
Langsung, dengan standar primer atau sekunder.
b. Pembandingan
Tak Langsung, dengan menggunakan sistem yang telah dikalibrasi.
1.7 Kalibrasi
Alat Ukur
Kalibrasi adalah
kegiatan untuk mengetahui kebenaran nilai penunjukan suatu suatu alat ukur yang
dilakukan dengan cara membandingkan alat ukur yang diperiksa terhadap standar
ukur yang relevan dan diketahui lebih tinggi nilai ukurnya.
Tiga alasan
penting mengapa alat ukur perlu dikalibrasi
1. Memastikan
bahwa penunjukan alat tersebut sesuia dengan hasil pengukuran lain.
2. Menentukan
akurasi penunjukan alat.
3. Mengetahui
keandalan alat, yaitu alat ukur yang dapat dipercaya.
Tujuan kalibrasi alat ukur dalah untuk menentukan
deviasi dan kebenaran nilai penunjukan alat ukur dan pengukuran hasil dijamin
dengan Standar Nasional maupun Internasional.
1.8 Penggunaan
Alat Ukur
Penggunaan alat
ukur dikelompokan sebagai berikut :
1. Pemonitoran
Proses dan Operasi (Monitoring of process
and operation)
Penggunaan
tertentu dari instrument pengukuran dapat dilihat dari fungsi pemonitoran,
biasanya dapat dilihat angsung indicator pada mesinnya.
2. Pengendalian
proses dan operasi (Control of Process
and Operation)
Instrument
juga bertindak sebagai sistem pengendalian secara otomatis.
3. Analisa
Keteknikan Eksperimental
Untuk
menyelesaikan masalah keteknikan, tersedia dua metode umum yaitu teoritis dan
eksperimental. Banyak masalah yang memerlukan kedua metode tersebut, maka teori
eksperimental harus dipandang saling meleengkapi.
Misal
:
Untuk
mengukur daya efektif poros pada suatu mesin, tidak dapat diukur secara
eksperiment tapi dapat dihitung secara teoritis.
DASAR TEORITI SENSOR
DAN TRANSDUSER PENGUKURAN
2.1 Sistem
Pengukuran Umum
Sistem
pengukuran mempunyai kerangka kerja yang pengaturan umumnya terdiri dari tiga
tingkat yaitu :
1. Tingkat
1 : Detector/pengubah atau tingkat sensor/pengindra/transduser
Fungsi
utamanaya untuk mendeteksi atau mengindra benda yang diukur.
2. Tingkat
2 : Pengkondisisan Sinyal (signal
Conditioning).
Untuk
memodifikasi informasi yang diubah sehingga informasi ini dapat diterima oleh
tingkat ketiga atau terakhir.
3. Tingkat
3 : Tingkat Pembacaan
Memberikan
informasi yang dicari dalam bentuk yang komprehensif terhadap salah satu indra
menusia atau pengendali.
2.1.1
Bagian-bagian dari alat
ukur
Secara garis
besar suatu alat dibagi menjadi 3 komponen utama yaitu :
1. Sensor/pengindra/transduser/transmitter.
2. Pengkondisian
sinyal.
3. Penunjuk
atau indicator/display dan pencatat atau rekorder.
Berdasarkan pasikan energinya, sendor atau
transduser dapat digolongkan menjadi dua, yaitu :
-
Sensor aktif yaitu
sensor yang memerlukan tambahan pasokan energi dari luar untuk berfungsi.
Contoh : Strain gauge
-
Sensor pasif yaitu
sensor yang tidak memerlukan tambahan pasokan energi untuk berfungsi. Contoh :
Solar sel.
2.2 Elemen
Penginderaan/Instrument
Elemen perasa utama (Primary Sensing Element) adalah yanf
pertama kali menerima energi dari medium yang ddiukur menghasilkan keluaran
yang sedikit banyaknya bergantung pada besaran yang diukur.
2.3 Pengolahan
Data
Sistem
pengolahan data digital bias mencakup sebagian atau semua elemen seperti dibawah
ini :
a. Transduser
mengubah parameter listrik menjadi sinyal listrik yang dapat diterima oleh
sistem pengolahan data.
b. Pengkondisian
sinyal (signal conditional), mencakup
rangkaian penunjang bagi transduser. Rangkaian ini dapat memberikan daya
eksitasi rangkaian imbang dan elemen kalibrasi.
c. Pemayar ( Scanner) atau multiplexer, menerima banyak
masukan analog dan secara berurutan menghubungkannya kesatu alat pencatat.
d. Penguat
sinyal contoh Operasional Amplifier adalah penguat untuk memperkuat tegangan
level tegangan rendah yang dibangkitkan oleh thermocouple dan strain gauge.
e. Pengubah
analog ke digital (A/D converter), mengubah tegangan analog menjadi bentuk
digital yang sepadan.
f. Perlengkapan
pembantu, berisi instrument-instrument pada bagian pemrogaman sistem dan
pengolahan data digital. Fungsi khas perlengkapan ini mencakup linierisasi dan
perbandingan batas.
g. Unit
pencatat digital (diital recorder).
Mencatat informasi digital pada kertas tik digital yang pada dasarnya diperoleh
dalam dua cara :
1. Sinyal
yang berasal dari pengukuran langsung besaran-besaran listrik seperti tegangan,
fekuensi tahanan, dan lain-lain.
2. Sinyal
yang berasal dari transduser, seperti strain gauge dan thermocouple.
2.4 Sistem
Pengolahan Data Instrumentasi
Sistem analog
menyangkut informasi pengukuran dalam bentuk analog, dan dapat didefinisikan
sebagai suatu fungsi kontinyu sepertikurva tegangan terhadap waktu. Sistem
digital menangani sistem informasi dalam bentuk digital.
Sistem
pengolahan data analog secara khas terdiri dari sebagian atau semua elemen
berikut :
a. Transduser,
untuk pengubahan parameter fisis menjadi sinyal listrik.
b. Pengkondisi
sinyal (signal conditional) untuk
memperkuat, memodifikasi atau memilih bagian tertentu dari sinyal tersebut.
c. Alat
peraga visual, untuk memonitor sinyal masukan secara kontinyu.
d. Instrument
pencatat grafik, untuk mendapatkan pencatatan data masukan secara permanen.
e. Instrumental
pita magnetic, untuk mendapatkan data masukan, mempertahankan bentuk listrik
semula, dan memproduksi di kemudian hari untuk analisis yang lebih terperinci.
SENSOR DAN TRANSDUSER
3.1
Teori Tentang Sensor
dan Transduser
Sensor dan transduser
merupakan peralatan atau kompinen yang mempunyai peranan penting dalam sebuah
sistem pengaturan otomatis. Ada sebuah alat lagi yang selalu melengkapi dan
mengiringi keberadan sensor dan transduser dalam sebuah sistem pengukuran, atau
sistem manipulasi, maupun sistem pengontrolan yaitu yang disebut dengan alat
ukur.
3.2
Definisi-definisi
D Sharon, dkk
(1982), mengatakan sensor adalah suatu
peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang
berasal dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika,
energi kimia, energi biologi, energi mekanik, dan sebagainya.
William D.C,
(1993), mengatakan transduser adalah sebuah alat yang bila
digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan
energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke
sistem transmisi berikutnya. Transmisi energi ini bias berupa listrik,
mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas).
William D.C (1993),
mengatakan alat ukur adalah Sesutu alat
yang berfungsi memberikan batasan nilai atau harga tertentu dari gejala-gejala
atau sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi.
3.3
Persyaratan Umum Sensor
dan Transduser
Persyaratan umum
sensor adalah :
1. Linieritas
Ada
banyak yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai
tanggapan terhaap masukan yang berubah secara kontinyu.
2. Sensitivitas
Sensitivitas
akan menunjukan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap keantitas yang diukur.
Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama untuk
jangkauan pengukuran keseluruhan.
3. Tanggapan
waktu
Tanggapan
waktu pada sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan
masukan.
3.4
Jenis Sensor dan
Transduser
Berdasarkan
fungsi dan penggunaannyasensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu :
1. Sensor
Thermal, dalah sensor yang digunaka
untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu.
2. Sensor
mekanis, adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti
perpindahan atau pergeseran atau posisi.
3. Sensor
optik atau cahaya, adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber
cahaya, pantulan, ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan.
3.5
Klasifikasi Transduser
1. Self
generating transduser (transduser pembangkit sendiri) adalah transduser yang
hanya memerlukan satu sumber energi.
2. External
power transduser (transduser daya dari luar) adalah transduser yang memerlukan
sejjumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran.
3.6
Sensor Thermal
Lord Kelvin pada
tahun1848 mengusulkan skala temperatur termodinamika pada suatu titik tetap
triple point, dimana fase padat, cair, dan uap berada bersama dalam
equilibrium, angka ini adalah 273,16 K (Derajat Kelvin) yag juga merupakan
titik es. Skala lain adalah Celcius,
Fahrenheit, dan Renkine dengan hubungan sebagai berikut :
oF
= 9/50C + 32 atau
0C
= 5/9(0F-32) atau
0R
= 0F + 459,69
Aliran
kalor pada dimensi padat, cair, dan gas dapat terjadi secara :
1. Konduksi,
yaitu pengaliran panas melalui benda padat (penghantar) secara kontak langsung.
2. Konveksi,
yaitu pengnaliran panas melalui media fluida secara kontak langsung.
3. Radiasi,
yaitu pengaliran panas melalui media udara/gas secara kontak tidak langsung.
Padaaplikasi pendeteksian atau pengukuran tertentu,
dapat dipilih salah satu tipe sensor dengan pertimbangan :
1. Penampilan
(performance)
2. Kehandalan
(reliable)
3. Faktor
ekonomis (economic).
PENGUKURAN TEKANAN
4.1 Pengertian
Tekanan
Tekanan adalah
gaya per satuan luas penampang yang
diberikan fluida terhadap dinding yang menampungnya, sedangkan gaya yang timbul
sebagai akibat regangan dalam zat padat dinamakan tegangan.
Sifat-sifat
tekanan :
Ø Pada
fluida diam, tekanan tergantung pada posisi kedalaman dan tidak bergantung pada
arah (prinsip hidrokika) : p = 
.g.h.
.g.h.
Ø Tekanan
tidak dipeengaruhi oleh bentuk ruang yang ditempati (wadah).
Ø Tekanan
yang diberikan pada fluida didalam wadah akan diteruskan keseluruh permukaan
luas.
4.2 Macam-macam
Alat Ukur Tekanan
Berdasarkan
prinsip kerja alat ukur tekanan dapat dibagi menjadi :
1. Manometer
Pipa U
Banyak
digunakan untuk pengukuran tekanan fluida dalam keadaan steady atau tunak
(steady flow)
Hubungan
antara kedua kolom pipa ini adalah ;
Pa
+ g.h.m
= p + g.h.m
m
= p + g.h.m
Atau
P-Pa = g.h (
)
)
Dimana
: P = Tekanan yang diukur
2. Alat
ukur tekanan menggunakan transduser, sensor tabung bourdan.
Digunakan
untuk pengukuran tekanan statik. Apabila mendapat tekanan (yang diukur) maka
penampangnya akan cenderung membulat dikarenakan tabungnya tegang.
3. Pengukuran
tekanan menggunakan strain gage dan sinyal elektrik.
Bejana
tekan (pressure vessel) banyak sekali dipakai untuk keperluan industri,
misalnya inndustri perminyakan, gas, petrokimia, dan lain-lain.
Untuk
silinder/bejana tekan berlaku hubungan antara tekanan dan tegangan sebagai
berikut :
a. Tegangan
tangensial
Dimana : 
=
tegangan tangensial
=
tegangan tangensial
P =
tekanan dalam silinder
r =
jari-jari silinder
t =
Tebal silinder
b. Regangan
tangensial
Dimana : E
= Modulus elastisitas.
4.3 Perangkat
dan Alat Ukur Bejana Tekan.
PENGUKURAN TEKANAN
DENGAN SISTEM OTOMATIS
5.1 Teori
Tentang Sensor dan Transduser
Sensor
dan transduser merupakan peralatan atau komponen yang mempunyai peranan penting
dalam sebuah sistem pengaturan otomatis.
5.2 Pengertian
Sensor
Sensor
adalah suatu alat yang mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi yang
lainnya atau dapat diproses dan dianalisa. Keluaran dari sensor transmitter
adalah sinyal DC yang dapat berupa tegangan atau arus listrik.
5.3 Pengertian
Pressure Transmitter dan Pressure Transducer
5.3.1
Pressure
Trsnmitter
Pressure
transmitter adalah sensor tekanan yang dilengkapi rangkaian signal
conditioning, sehingga sinyal dari sensor tekanan dapat ditranmisikan ke
komputer.
Pressure
transmitter adalah instrument atau alat yang berfungsi mengubah besaran ukur
(dalam hal tekanan) menjadi besaran lain sesuai dengan besaran standard
instrumentasi.
5.3.2
Pressure
Transducer
Pressure
transducer alah instrument atau peralatan yang berfungsi untuk mengubah besaran
tekanan ke besaran lain 9non standard) bias berupa local indikasi.
Ada
beberapa teknologi sensor tekanan, antara lain :
Ø Strain
Gauge Pressure Sensor
Ø Potensiometric
Pressure Control
Ø Inductive
Pressure Sensor
Ø Capasitive
Pressure Sensor
Ø Piezoelectric
Pressure Sensor
Ø Piezoresistive
Pressure Sensor
5.3.3
Chasing (house)
Pressure
transmitter dikemas didalam house yaitu suatu kapsul yang tertutup rapat agar
didapatkan hasil stabil, linier, dan nilai hysteresis dapat diabaikan serta
tahan tekanan dan goncangan.
5.3.4
Interface Analog Input
Rangkain
Interface Analog Input ini berfungsi mengubah sinyal listrik analog dari sensor
transmitter menjadi sinyal digital.
5.3.5
Rangkaian Voltage to
Input
Rangkaian
ini adalah rangakaian untuk mengkondisikan sinyal dalam suatu nilai tegangan
tertentu, rangkaian penguat ini dikenal
dengan grangkaian Operasional Amplifier (Op-Amp).
5.3.6
Konverter Analog to
Digital
Konverter
analog to digital adalah rangkaian yang merubah sinyal masukan analog menjadi
sinyal keluaran digital.
Beberapa
karakteristik penting ADC :
1.
Waktu konversi
2.
Resolusi
3.
Ketidaklinieran
4.
Akurasi
5.3.7
Data Logger
Data
logger adalah rangkaian yang menampung, menyimpan, dan memproses sinyal dari
rangkain ADC untuk dapat ditampilkan atau disimpan di komputer.
5.3.8
Sistem Integrasi
Sistem
Integrasi adalah suatu sistem yang menggabungkan beberapa sistem menjadi satu
kesatuan fungsi yang akan menghasilkan nilai tambah yang lebih.
5.3.9
Hardware
Software
Sistem Monitoring Karakteristik Pressure Transmitter ini adlah software yang
diinstal di komputer sehingga komputer dapat membaca dan menyimpan data yang
ada di data logger. Proses pembacaan dilakukan secara realtime atau memanggil
data yang ada didalam memory data logger.
5.4 Pressure
Control Valve
Pressure
control valve adalah alat yang berfungsi untuk mengatur tekanan secara otomatis
agar tekanan tersebut tetap konstan.
5.5 Kalibrasi
Pressure Transmitter
Aktifitas
kalibrasi adalah memastikan bahwa instrument yang kita kalibrasi tekah sesuai
dengan nlai alat ukur yang telah distandarisasi baik itu zero, span, dan
linierity.
BAB VI
PENGUKURAN TEMPERATUR
6.1
Definisi Temperatur
Suhu
(temperatur) merupakan konsep yang menyatakan apakah suatu benda “panas” atau
“dingin”. Dari hukum kedua termodinamika, suhu dihungkan dengan kalor, kalor
hanya mengalir dari suhu tinggi ke suhu rendah, apabila tidak ada efek-efek
lain.
6.2
Alat Ukur Temperatur
Temperatur
dapat diukur berdasarkan pada perubahan bagian dari akat sebagi akibat dari
perubahan temperatur, perubahan tersebut dapat berupa :
Ø Dimensi
(pemuaian)
Ø Sifat
fisik (mencair)
Ø Sifat
kimia (warna)
Ø Tahanan
listrik
Alat pengukur temperature disebut
thermometer. Thermometer dapat dikelompokkan sebagai berikut :
Ø Thermometer
cairan dalam tabung
Ø Thermometer
Bimetal (dwi logam)
Ø Thermokopel
6.3
Termometer
Thermometer
adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu (temperatur). Termometer yang
umum digunakan adalah thermometer zat cair dengan pengisi pipa kapilernya
adalahraksa atau alkohol. Secara umum, thermometer ada dua macam yaitu
thermometer gelas dan thermometer non gelas.
6.3.1
Thermometer zat cair
dalam tabung gelas
Thermometer
ini merupakan thermometer manual yang paling umum digunakan. Bagian-bagian
utama thermometer zat cair dala gelas adalah ;
Ø Batang
kapiler terbuat dari gelas
Ø Cembul
penampang zat cair terdapat pada bagian bawah, cairan tersebut akan memuai bila
dipanaskan dan mengisi tabung kapiler yang telah diberi garis skala.
Ø Cembul
pengaman, terdapat pada bagian atas tabung kapiler yang berfungsi sebagai
pengaman apabila jangkauan suhu terlampau batas.
Ø Zat
cair yang digunakan yaitu alkohol atau air raksa.
Sifat zat cair yang diinginkan :
Ø Perubahan
temperature dengan dimensi linier agar didapat skala linier
Ø Koefisien
pemuaian sebesar mungkin agar saluran pipa kapiler dapat dibuat besar, sehingga
cairan mudah dilihat.
Ø Pada
perubahan temperature yang cukup besar tidak terjadi perubahan fasa, yakni
harus tetap dalam keadaan cair.
Ø Cairan
mudah terlihat
Ø Cairan
tidak mudah melekat pada kaca agar cairan tidak terputus
Ø Zat
cair yang umum digunakan adalah alkohol dan air raksa.
Cara kerja thermometer tabung gelas
;
Ø Cembul
thermometer zat cair ini deikenakan pada lingkungan yang akan diukur suhunya.
Ø Kenaikan
suhunya menyebabkan nzat cair dalam cembul memuai dan naik kedalam tabung
kapiler, dan dengan demikian menunjukan suhu pada skala temperatur.
6.3.2
Thermometer tabung
gelas alkohol
Thermometer
alkohol adalah thermometer yang menggunakan alkohol sebagai media pengukur,
yang merupakan alternatif dari temperatur air raksa dengan fungsi yang sama.
Kelebihan
dari termometer alkohol, antara lain :
a.
Harganya murah dan
mudah didapat dipasaran.
b.
Dapat mengukur suhu
yang sangat rendah, sebab titik beku alkohol -130oC.
c.
Alkohol lebih teliti,
sebab untuk menaikan suhu yang sangat kecil ternyata alkohol mengalami
perubahan volume yang besar.
Kekurangan dari termometer alkohol,
antara lain ;
a.
Tidak dapat mengukur
suhu tinggi, karena titik didihnya rendah (78oC).
b.
Membasahi dinding kaca,
c.
Alkohol tidak berwarna,
sehingga perlu member pewarna terlebih dahulu agar dapat terlihat.
6.3.3
Thermometer tabung
gelas air raksa
Termometer
raksa dalam tabung gelas biasanya dipakai sampai temperature 600oF
(360oC), tetapi jangkauan dapat diperluas sampai kira-kira 1000oF
(538oC) dengan jalan mengisi ruang diatas raksa dengan gas seperti
nitrogen. Hal ini akan meningkatkan
tekanan diatas raksa dan menaikan titik didih raksa.
Kelebihan
dari temometer air raksa, antara lain :
a.
Jangkauan suhu air
raksa cukup lebar, karena raksa membeku pda suhu -40oC dan mendidih
pada suhu 360oC.
b.
Mudah dilihat karena
mengkilat.
c.
Pemuaiannya sangat
teratur.
d.
Terpanasi secara
merata, sehingga perubahan suhu sangat cepat.
e.
Raksa tidak membasahi
dinding pipa kapiler, seihingga pengukurannya menjadi teliti.
f.
Raksa cepat mengambil
panas dari suatu benda yang sedang diukur.
Kekurangan termometer raksa antara
lain :
a.
Sukar diperoleh
sehingga raksa harganya cukup mahal.
b.
Tidak dapat digunakan
untuk mengukur suhu yang sangat rendah (<-40oC).
c.
Raksa termasuk zat
beracun sehingga berbahaya apabila tabungnya pecah.
6.3.4
Termometer bimetal (dwi
logam)
Sistem
kerja bimetal ;
Ø Terdiri
daridua plat dengan derajat pemuaian yang berbeda.
Ø Kedua
metal ditempelkan atau dilas.
Ø Bila
terjadi perubahan termperatur, plat bimetal akan melengkung karena perbedaan
derajat pemuaian.
Ø Kelengkuangannya
dikalibrasikan sebagai temperatur.
Ø Sebagai
pengukur atau sklar pengendali temperatur.
6.3.5
Bimetallic Temperature
Sensor
Sensor
ini mampu mengubah besaran suhu menjadi gerakan. Sensor ini terbuat dari dua
buah logam yang disatukan atau direkatkan menjadi satu. Jika dua buah logam
yang memiliki koefisien muai berbeda disatukan maka gabungan kedua logam itu
akan melengkung jika dipanasi.
6.4
Thermokopel
Jika
sebuah batang logam dipanaskan pada salah satu ujungnya maka pada uung tersebut
elektron-elektron dalam ;ogam akan semakin aktif dan akan menempati ruang yang
semakin luas, elektron-elektron saling mendesak dan bergerak kearah ujung
batang yang tidak dipanaskan.
Prinsip
kerja termokopel :
Ø Berfungsi
karena prinsip dasar termoelektrik.
Ø Perubahan
temperature megakibatkan terjadinya gaya gerak listrik.
Ø Efek
Seebeck : bila dua kawat dari bahan berbeda disambungkan dan temperatur kedua
ujungnya berbeda, maka akan mengalir ggl didalam rangkaian tersebut.
Ø Efek
Peltier (pendinginan atau pemanasan) : Jika melalui sambungnan antara dua buah
logam yang berbeda dialirkan arus listrik, maka sambungan tersebut akan
bertambah panas atau dingin tergantung dari arus mengalir.
Jenis termokopel :
Ø E
: Kromel dan Konstantan
Ø J
; Besi dan Konstantan
Ø K
: Kromel dan Alumel
Ø R
: Platinum (87%) Rhodium (13%) dan Platinum
Ø S
: Platinum (90%) Rhodium (10%) dan Platinum
Ø T
: Tembaga dan Konstantan
Ø B
: Platinum (70%) Rhodium (30%) dan Platinum (94%) Rhodium (6%).
6.5
Model Termokopel
Beberapa
jenis cara penyambungan yang digunakan pada alat termokopel yaitu :
1. Terbuka
(exposed junction-butt welded)
Ø Respon
cepat
Ø Tidak
tahan kelembaban dan tekanan tinggi
Ø Cepat
rusak bila terekspose ke fluida
2. Tertanam
(grounded junction)
Ø Respon
lambat
Ø Tahan
tekanan tinggi
Ø Terisolasi
sehingga tidak mudah rusak
Ø Terlindung
dari gangguan listrik karena ujungnya ditanam
3. Menyusut
(|reduced junction)
Ø Sambungan
dapat tertanam dan terisolasi
Ø Respon
pengukuran cepat
No comments:
Post a Comment