Terminologi Sensor

TERMINOLOGI PADA SENSOR

a.           Range dan SpanA

1.     Range.     Batasan Variabel terendah dan tertinggi yang yang diukur, diterima atau dikirimkan oleh suatu instrumen, contoh :  0~100 deg C

0~20 kg/s

2.    Span.      Jumlah perbedaan antara range terendah dan tertinggi dalam sautau range, contoh:

Range 0~100 degC, span : 100 deg

Range 20~80 psi, span: 60 psi

b.             Sensitivitas.  Merupakan perbandingan besarnya perubahan output yang terjadi dengan besarnya input penyebabnya setelah sebelumnya dalam kondisi steady (kondisi dimana tidak adanya perubahan yang terjadi).

c.             Resolution.    Jarak terkecil antara dua garis skala yang masih bisa dilihat dari satu ke  yang lainya. Perubahan terkecil dari signsl input yang membuat suatu perubahan yang bisa dibaca dioutput signal sering dinamakan threshold dan hampir sama konsepnya dengan konsep resolusi.

d.             Eror.          Jumlah perbedaan antara indikasi yang dihasilkan dengan nilai idealnya. Error positive menunnjujkan bahwa indikasi Yang dihasilkan lebih besar  dari nilanya idealnya.

e.               Accuracy Rating terhadap actual reading atau terhadap besarnya process variable

yang sedang diukurnya, contohya           

Accuracy : 0.2 % of Reading ( 0.2 % R )

Range Instrument : 0 ~ 100 VDC

Ketika instrument tersebut sedang mengukur di tegangan 50 VDC, maka

error yang mungkin terjadinya sebesar ± 0.1VDC

Tapi ketika sedang mengukur di tegangan 100 VDC maka error yang

mungkin terjadinya sebesar ± 0.2 VDC

f.            Correction

Jumlah perbedaan antara nilai idealnya dengan nilai indikasi yang dihasilkan, dan

kemudian nilai ini nanti ditambahkan ke setiap nilai indikasi yang dihasilkan sehingga

diperoleh nilai idealnya. Biasanya ini terjadi ketika suatu instrument yang tidak bisa diadjust atau diperbaiki errornya , tapi masih menunjukan pengukuran yang stabil hasilnya disetiap besaran. Correction = Nilai Ideal – Indikasi

Contoh:

Suatu Thermometer menunjukan pemabacaan sebesar 61º C padahal actual

temperature nya sebesar 60 º C, sehingga correctionnya didapat sebesar 1º C dan pembacaan nya selalu berselisih sama disetiap pengukuran. Sehingga nantinya nilai correction ini harus ditambahkan ke pembacaan setiap kali melakukan pengukuran agar didaapt nilai idealnya.

g.             Accuracy

Derajat perbedaan antara nilai yang dihasilkan oleh suatu instrument dengan nilai yang dihasilkan dari peralatan yang standard yang berlaku  accuracy Rating terhadap measured variablenya, contohya:

Accuracy nya ± 1º C, maksudnya bahwa instrument tersebut akan mampu menghasilkan

pembacaan temperature dengan hasil yang kemungkinan error terbesarnya

± 1º C dari actual temperature process variablenya, diberapapun besarnya

temperature process variable yang di ukuranya.

h.             Hysteresys

Adalah suatu karateristik dari suatu instrument yang menjukan nilai respon yang

diberikan oleh instrument tersebut ketika diberikan sinyal input naik dan sinyal input pada waktu turunnya.

i.              Dead Band

Suatu kondisi dimana ketika ada perubahan dari input yang tidak langsusng direspon oleh instrument. Dead band biasanya di ekspresikan dalam persentase spannya.

j.             Repeatability

Tingkat kedekatan antara nilai yang dihasilkan oleh suatu instrument ketika

mengukur suatu proses dan kondisi yang sama dalam beberapa kali pengukuran

secara berurutan dengan arah yang sama dari full range travers nya.

Pengertian sensor dan macam-macam sensor

Pengertian Sensor Dan Macam-macam Sensor

1) Pengertian sensor

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Beberapa jenis sensor yang banyak digunakan dalam rangkaian elektronik antara lain sensor cahaya, sensor suhu, dan sensor tekanan.

2) Sensor Cahaya

a) Fotovoltaic atau sel solarAdalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik. Sel solar silikon yang modern pada dasarnya adalah sambungan PN dengan lapisan P yang transparan. Jika ada cahaya pada lapisan transparan P akan menyebabkan gerakan elektron antara bagian P dan N, jadi menghasilkan tegangan DC yang kecil sekitar 0,5 volt per sel pada sinar matahari penuh. Sel fotovoltaic adalah jenis tranduser sinar/cahaya seperti pada gambar 1.

Gambar 1. Cahaya pada sel fotovoltaik menghasilkan tegangan

b) Fotokonduktif

  (a)            (b)

Gambar 2.(a) Sel Fotokonduktif ; (b) Cahaya pada sel fotokonduktif mengubah harga resistansi

Energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang  tahanan turun pada tingkat harga yang rendah. Seperti terlihat  pada gambar 2.

3) Sensor Suhu

Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :

a) Thermocouple

Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuranmdengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.

(a)                        (b)

Gambar 3. (a)Thermocouple ; (b) Simbol thermocouple

b) Detektor Suhu Tahanan

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. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan  dapat diulang lagi sehingga  memungkinkan pengukuran suhu yang  konsisten  melalui  pendeteksian tahanan. Bahan  yang sering digunakan RTD adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas.

(a)  

(b)

Gambar 4. (a) Detektor suhu tahanan (b) Simbol RTD

c) Thermistor

Adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per ³C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.

(a)

Gambar 5. (a) Thermistor

d) Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)

Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus. Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 200 ³C), tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.

(a)

Gambar 6. (a) Sensor suhu IC;

4) Sensor Tekanan

Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.

Daya yang diberikan pada kawat menyebabkan kawat bengkok  sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah tahanannya, seperti terlihat pada gambar 7. Aplikasi umum-pengukuran tekanan balok

(a) Jenis kawat

(b) Jenis foil

(c) Jembatan pengukur rangkaian Ukuran regangan

Gambar 8. Penggunaan Sensor Tekan pada Pengukur Regangan Kawat

Gambar 9. Contoh Penggunaan Sensor Tekanan

c. Rangkuman 1

1. Sensor digunakan untuk mendeteksi dan sering mengukur adanya sesuatu

2. Sensor biasanya dikategorikan dengan apa yang diukur

3. Fotovoltaic atau sel solar adalah sensor cahaya mengubah energi cahaya langsung menjadi  energi listrik

4. Pengukur regangan kawat bekerja pada prinsipnya bahwa tahanan penghantar berubah dengan panjang dan luas penampang

5. Thermocouple pada prinsipnya menggunakan perbedaan suhu antar sambungan penghantar menyebabkan terbangkitnya tegangan DC yang keci

tranduser

Pengertian Tranduser

    

1) Pengertian Tranduser

Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang berarti mengubah. Sehingga transduser dapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut “sensor ”, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain.

Dari sisi pola aktivasinya, transduser dapat dibagi menjadi dua,yaitu:

a. Transduser pasif

yaitu transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar.

b. Transduser aktif

yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri.

Untuk jenis transduser pertama,contohnya adalah thermistor. Untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik, maka thermistor harus dialiri arus listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena pengaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor juga berubah. Adapun contoh untuk transduser jenis yang kedua adalah termokopel. Ketika menerima panas, termokopel langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa membutuhkan energi dari luar.

2) Pemilihan Transduser

Pemilihan suatu transduser sangat tergantung kepada kebutuhan pemakai dan lingkungan di sekitar pemakaian. Untuk itu dalam memilih transduser perlu diperhatikan beberapa hal di bawah ini:

1. Kekuatan, maksudnya ketahanan atau proteksi pada beban lebih.

2. Linieritas, yaitu kemampuan untuk menghasilkan karakteristik masukan-keluaran yang linier.

3. Stabilitas tinggi, yaitu kesalahan pengukuran yang kecil dan tidak begitu banyak terpengaruh oleh faktor-faktor lingkungan.

4. Tanggapan dinamik yang baik, yaitu keluaran segera mengikuti masukan dengan bentuk dan besar yang sama.

5. Repeatability : yaitu kemampuan untuk menghasilkan kembali keluaran yang sama ketika digunakan untuk mengukur besaran yang sama, dalam kondisi lingkungan yang sama.

6. Harga. Meskipun faktor ini tidak terkait dengan karakteristik transduser sebelumnya, tetapi dalam penerapan secara nyata seringkali menjadi kendala serius, sehingga perlu juga dipertimbangkan. Diantara beberapa karakteristik transduser di atas, akan dibahas lebih mendalam tentang linieritas.