View
240
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
5/14/2018 Transducer Thermal - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transducer-thermal 1/5
H a l a m a n 1
TRANSDUCER THERMAL
Praktikan: Rosalin Juniati (13208093) Asisten: Zulhariansyah
Waktu Percobaan: 23 Maret 2011EL3022-Instrumentasi Sistem Kendali
Laboratorium Dasar Teknik Elektro
Sekolah Teknik Elektro dan Informatika –
ITB
Abstrak
Pada praktikum kali ini akan dilihat pengaruh temperature terhadap empat transducer temperature yaitu: PTC(Positif Temperature Coefficient), NTC(Negatif Temperatur Coefficient), Bimetal(Thermocouple), serta transducer IC.
Akan dilihat perbedaan dari keempat transduser ini. Suhu yang diukur berupa air yang suhunya dinaikkan dan diamati setiap kenaikkan tertentu, kemudian diamati juga respons keempat transduser terhadap temperature ketika suhu air diturunkan. Sehingga dapat diamati peristiwa
histerisis pada transduser-transduser termal ini.Kata kunci: Tranduser, Karakteristik, PTC, NTC,Bimetal, IC.
1. Pendahuluan
Pada percobaan kali ini akan dipelajari karakteristik transduser termal yaitu,Positive TemperatureCoefficient(NTC), Negative TemperatureCoefficient(NTC), transduser bimetal, dantransduser IC.
Percobaan kali ini dapat memberikan pemahaman
mengenai penggunaan transduser thermal sebagaisensor suhu dalam suatu sistem. Dengan memahamikarakteristik spesifik tiap transduser termal dalampercobaan ini, kelak akan mampu menggunakantransduser termal yang seesuai dengan kebutuhansistem agar menghasilkan hasil yang optimal.
2. Dasar Teori
Transduser adalah divais yang mampu mengubahsuatu besaran atau suatu bentuk kondisi menjadioutput elektrik yang dapat digunakan. Transdusermampu mengubah satu bentuk energy menjadi
bentuk energy yang lain.
Transduser termal adalah divais yang mampumengubah besaran suhu menjadi besaran lain.Misalnya menjadi besaran resistansi.
2.1 PTC (Positive Temperature Coefficient)
PTC adalah sensor termal yang resistansi sensornyasebanding dengna temperature yang diukur.
2.2 NTC adalah sensor termal yang resistansisensornya berbanding terbalik dengan temperature
yang diukur.
2.3 Bimetal
Bimetal adalah sensor termal yang terdiri dari duajenis logam dengan koefisien muai berbeda yang disatukan. Sehingga dengan perubahan temperature,akan menyebabkan kedua logam memuai dengankecepatan yang berbeda, salah satu logam akanmenjadi lebih panjang dari yang lainnya sehinggapermukaan logam akan melengkung.
2.4 IC
IC merupakan sensor termal dalam bentuk IC.
Sensor ini memiliki range kerja antara -55 C sampai150 C
3. Hysteresis
Hysteresis adalah karakteristik dimana output tidak hanya ditentukan oleh input yang diberikan padasaat sekarang tetapi juga ditentukan oleh keadaaninternal system sebelumnya. Sehingga kita tidak dapat memprediksi output suatu system sebelummengetahui input sebelumnya.
3. Metodologi
4. Hasil dan Analisis
4.1 Resistansi Transduser pada Suhu Kamar
Letakkan ke empat
transduser ke dalam air(suhu kamar)
Catat resistansi terukur
pada tiap transdusr
Panaskan air dengan
menggunakan spiritus
Catat resistansi terukur
pada transduser setiapkenaikkan 5C
Matikkan api spiritus
Amati resistansi tiap
transduser setiappenurunan suhu seperti
sebelumnya pada saat
menaikkan suhu air
5/14/2018 Transducer Thermal - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transducer-thermal 2/5
H a l a m a n 2
Suhu C PTC NTC Bimetal IC
26C 383.4 231.9 1.3 47600
4.2 Resistansi Transduser pada Saat Pemanasan
Suhu C PTC NTC Bimetal IC
33 382 181.6 2.5 47700
36 448 167 2 48000
41 554 141 1.3 48300
46 776 117 1.1 48700
51 1440 99 4 48800
56 2520 84.3 3.3 48800
61 2330 69.3 0.5 49000
66 5370 60.7 0.8 48100
71 13800 51.6 0.2 46900
76 32000 47.2 0.6 44000
4.3 Resistansi Transduser pada Saat Pendinginan
Suhu PTC NTC Bimetal IC
46 646 125 1.2 48400
51 370 106 3 48200
56 765 85.5 1.1 48000
61 1550 73.7 2.3 47700
66 3500 62.8 3.7 46600
71 8800 55 2.7 46000
76 21700 46.7 0.8 45000
PTC
Dari grafik di atas tampak bahwa pada mulai padatemperature 61 ºC, resistansi mulai naik drastic.Sehingga dapat dikatakan sensitif setelah melewatitemperature ini. Titik ini sering disebut juga sebagaiCurie Point.
Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa terdapatperbedaan saat naik dan saat turun karena efek hysteresis.
Untuk memprediksi persamaan resistansi terukursering digunakan persamaan:
Rt=Ro[ 1-a(T-To)+b ]
Nilai a dan b bergantung pada material. Untuk platina: a=3.908x10^3 dan b=-5.775x10̂ (-7)
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
0 20 40 60 80
h
ea
ti
ng
co
oli
ng
5/14/2018 Transducer Thermal - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transducer-thermal 3/5
H a l a m a n 3
NTC
Pada NTC terlihat bahwa pada saat suhu naik danpada saat suhu turun walaupun ada perbedaankarena efek hysteresis, namun terlihat sedikit.Dengan demikian dapat dikatakan stabil.
NTC memiliki respons yang cepat. Sehingga baik digunakan untuk divais-divais yang memerlukan
eksekusi yang cepat ketika menerima kondisi termaltertentu.
Dengan menggunakan persamaan :
Rt=
BIMETAL
Pada grafik tranduser bimetal dapat dilihat bahwatransduser ini tidak stabil dan memiliki grafik yang jauh berbeda antara saat suhu naik dan saat suhuturun. Sebenarnya Bimetal memiliki range kerja yang cukup besar. Antara -200 hingga 1250ºC, tetapi padapercobaan ini tidak dapat dilihat kelebihan bimetaltersebut karena alat pengukur suhu yang digunakanhanya memiliki kapasitas sampai 0 s/d 110ºC. Padabimetal perlu dicari referensi terlebih dahulu untuk dapat menggunakannya dengan benar. Yakni, perludiketahui batas titik temperature pada saat keduabimetal mulain ON atau dengan kata lain adakontak antara kedua metal. Pada percobaan inididapat hasil saat bimetal belum melewati batasreferensi tersebut.
IC
Jika dilihat persatuan garis garis cukup linier.Namun pada IC pada suhu awal tidak cukup linierkemungkinan dikarenakan pengambilan sampel yang terlalu cepat padahal diketahui bahwa respons ICtermasuk kategori lambat.
Trandsucer IC juga memiliki sensitifitas yang tinggidapat dilihat bahwa perubahan resistansi/C cukupbesar pada orde ribuan Ohm /C.
0
50
100
150
200
250
0 50 100
NTC up
NTC
down
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0 50 100
up
down
43000
44000
45000
46000
47000
48000
49000
50000
0 50 100
IC up
IC down
5/14/2018 Transducer Thermal - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transducer-thermal 4/5
H a l a m a n 4
KELEBIHAN
NTC PTC IC BIMETAL
Responscepat Paling akurat(0.0006Csd 0.1C)
Paling linier Rangepaling besar
Outputbesar
Lebih linierdari bimetal
Outputpaling besar
Simpel
Paling stabil Murah Bentuk fisik bervariasi
KEKURANGAN :
NTC PTC IC BIMETA
L
Tidak linier
Mahal T<250C(bahkan dibawah150)
Perlureferensipengukuran
Temperatur terbatas
Responlambat( 0.5 sd 5dtk)
Perlusupply
Tidak stabil
Perlusumberarus
Perlusumberarus
Responslambat
Tidak sensitif
Mudahrusak Perubahanresistansikecil
Outputrendah
APLIKASI:
PTC:
-digunakan untuk membatasi arus, seperti resistorfuse, namun dengan PTC dapat digunakan berkali-kali. Biasa digunakan pada TV, DC-DC converter
-Proteksi Short Circuit pada driver sensor optic,mother board dan LCD
NTC:
-digunakan untuk mengatur kontras LCD
-mengkompensasi temperature pada rangkaian
amplifier
-digunakan pada baterai cas, yaitu mendeteksi suhulingkungan saat mengecas
5/14/2018 Transducer Thermal - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/transducer-thermal 5/5
H a l a m a n 5
5. Kesimpulan
-Transduser Bimetal merupakan transduser paling tidak stabil di atnara keempat transduser(PTC,NTC, IC Bimetal) dan perlu referensipengukuran.
-Pada transduser thermal perlu diketahui kondisisuhu sebelumnya karena dalam transduser thermalberlaku efek hysteresis.
-Pada NTC, resistansi hanya berbeda sedikit ketikasuhu naik dan ketika suhu turun.
-PTC memiliki batas titik mulai perubahanresistansi yang drastic yang dikenal dengan curiepoint. Titik ini merupakan awal ketika transduserdapat digunakan agar memiliki sensitivitas yang baik.
-Tranduser IC memiliki respons yang lambat danmemiliki respon resistansi yang bias dikatakanberupa garis-garis luru(linier), tetapi tidak di semuarange kerjanya
6. Daftar Pustaka
[1] http://www.murata.com/products/catalog/pdf/r01e.pdf
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Hysteresis
[3] http://www.its.ac.id/personal/files/material
/464-jos-SenD3-03.pdf
Recommended