LAPORAN TETAP PRAKTIKUM

INSTRUMENTASI DAN TEKNIK PENGUKURAN

Disusun oleh :

1. Dina Safitri (061440410793)

2. Medio Destian (061440410799)

3. Muhammad Marco Sayputra (061440410801)

4. Puspita Anggraini (061440410804)

5. Ridho Anugerah (061440410806)

6. Rizka Rahmawati (061440410808)

7. Yulinda (061440410812)

Instruktur : Yuniar,S.T.,M.Si.

Judul Percobaan : Karakteristik Aneka Temperatur (TM 1)

Jurusan : Teknik Kimia Prodi S1 Terapan Teknik Energi

Kelas/Kelompok : 3 EGB/ 3

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AKADEMIK 2015

KARAKTERISTIK ANEKA TEMPERATUR (TM 1)

I. TUJUAN PERCOBAAN Mengetahui dan mempelajari karakteristik termometer

Membandingkan respon temperatur pemanasan air , air dingin dan

pemanasan udara menggunakan termometer air raksa, termometer Pt-

100, termokopel, termometer transmitor dan termometer tekanan uap.

II. ALAT DAN BAHANII.1. Alat yang Digunakan

Satu set Temperature Measurement (Termometer PT 100,

termocouple dan termometer transmitor)

Termometer air raksa

Termometer tekanan uap

Botol Aquadest

Stopwatch

II.2. Bahan yang Digunakan

Aquadest

Es Batu

III. DASAR TEORITemperatur adalah derajat tingkat panas atau dingin suatu benda terhadap

benda lain atau lingkungannya. Besaran temperatur tidak diukur secara langsung.

Ukuran temperatur selalu berdasarkan perubahan sifat fisik benda tertentu akibat

pengaruh perubahan temperatur.

Berbagai perubah yang digunakan sebagai prinsip dasar suatu termometer,

antara lain :

1. Perubahan dimensi benda, misalnya

Termometer cair dalam bulb (termometer air raksa), berdasarkan prinsip

perubahan volume cairan dalam bulb jika dihubungkan dengan medium

pada temperatur tertentu yang ingin diketahui.

Termometer bimetal, berdasarkan perbedaan koefisien ekspansi dua buah

plat logam yang direkatkan.

2. Perubahan tegangan listrik, berdasarkan perbedaan sifat termoelektrik dua

buah bahan, misalnya : thermocouple.

3. Perubahan tahanan listrik suatu benda, misalnya : RTD dan Thermistor.

4. Perubahan tekanan cairan dalam bulb, misalnya pressure termometer.

Pengukuran Suhu dengan Efek Mekanik

Pengukuran suhu dengan efek mekanik adalah pengukuran suhu dengan

instrumentasi yang bekerja atas dasar perubahan dimensi mekanik akibat

perubahan suhu.

Termometer Air Raksa

Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius dan

Fahrenhait. Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat es

mencair dan suhu penguapan air. Es mencair pada tanda kalibrasi yang sama pada

thermometer yaitu pada uap air yang mendidih. Saat dikeluarkan termometer dari

uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini berhubungan dengan kecepatan

pendinginan (dan pemuaian kaca tabung).

Keunggulan Air Raksa Sebagai Alat Pengukur Suhu

1. Raksa dapat menyerap / mengambil panas dari suhu sesuatu yang diukur.

2. Raksa memiliki sifat yang tidak membasahi medium kaca pada termometer.

3. Raksa dapat dilihat dengan mudah karena warnanya yang mengkilat.

4. Raksa memiliki sifat pemuaian / memuai yang teratur dari temperatur ke

temperatur.

5. Raksa memiliki titik beku dan titik didih yang rentangnya jauh, sehingga

cocok untuk mengukur suhu tinggi.

Termometer Tekanan Uap

Termometer tekanan uap mengkonversikan informasi suhu kedalam tekanan.

Jika sebuah bejana tertutup diisi sebagian dengan cairan, maka ruangan diatas

cairan tersebutakan terdiri dari uap dan cairan yang tekanannya tergantung pada

suhu. Jika suhu dinaikkan, maka cairan yang menguap akan lebih bnyak dan

tekanan akan meningkat. Penurunan suhu akan mengakibatkan terjadinya

kondensasi sebagian uap dan tekanan akan turun. Jadi, tekanan uap tergantung

pada suhu.

Pengukuran Suhu dengan Efek Mekanik

Metode-metode listrik untuk pengukuran suhu sangat baik karena

memberikan sinyal yang mudah dideteksi yang banyak dipergunakan untuk

tujuan pengendalian.

Termistor

Termistor adalah alat semikonduktor yang terbentuk dari oksida logam. Prinsip

pengukuran suhu dengan thermistor adalah bahwa perubahaan resistensi terhadap

perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu

membuat termistor banyak digunakan sebagai sensor suhu yang tinggi.

Jenis – Jenis Termistor

1. PTC (Positive Temperature Coefisient)

PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Nilai resistansi

sebanding terhadap perubahan suhu. Termistor PTC memiliki perbedaan dengan

NTC antara lain: Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya

dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai

nol atau negative. Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh

lebih besar dari pada termistor NTC.

2. NTC (Negative Temperature Coefisient)

NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Nilai resistansi

berbanding terbalik terhadap nilai perubahan suhu. Dimana bahannya terbuat dari

logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada

temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa

mengandung unsur – unsur seperti Mn2 O3, NiO,CO2,. Oksida-oksida ini

sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat diubah menjadi

bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang

mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari

resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor

logam oksida digunakan dalam daerah 200K sampai 700K. Untuk digunakan pada

temperatur yang sangat tinggi, thermistor dibuat dari Al2O3 BeO MgO.

Termokopel

Termokopel terdiri dari dua kawat logam berbeda, seperti besi dan konstantan,

elektrik dihubungkan pada salah satu ujungnya. Menerapkan panas ke

persimpangan dua logam yang menghasilkan tegangan antara dua kabel.

Tegangan ini disebut ggl (gaya elektro-motif) dan sebanding dengan suhu.

Termokopel memerlukan sebuah sambungan referensi, ini ditempatkan di seri

dengan penginderaan persimpangan. Sebagai dua persimpangan berada pada

temperatur yang berbeda suatu emf termal dihasilkan. Sambungan referensi

digunakan untuk memperbaiki persimpangan penginderaan pengukuran.

Tegangan thermocouple meningkat dengan meningkatnya suhu dan sesuai

kalibrasi instrumen, mampu mengukur tegangan kecil, dapat digunakan untuk

mengukur perubahan. Suhu proses diperoleh dari tegangan, baik dengan membaca

grafik atau dengan menggunakan tabel termokopel. tabel daftar tegangan

Thermocouple sesuai dengan temperatur masing-masing. Sebuah tabel diperlukan

untuk setiap jenis termokopel. Hubungan antara milivolt dan suhu tidak linier.

Dalam mikroprosesor, konversi dilakukan berdasarkan data yang disimpan dalam

perangkat. Junction Referensi: Pensensoran, atau sambungan panas dimasukkan

ke dalam wilayah di mana suhu akan diukur. Referensi, atau sambungan dingin

biasanya dihubungkan dengan pengukuran instrumen dan diadakan pada 0'C.

Termometer Tahanan Listrik RTD (Resistance Temperature Detectors)

RTD dibangun dari logam yang dipilih (biasanya Platinum), yang mengubah

resistansi dengan perubahan suhu. Transduser adalah resistor sensitif temperatur

itu sendiri, dengan sensor menjadi kombinasi dari transduser dan elektronik yang

mengukur hambatan dari perangkat. Resistance temperature detector(RTD)

mengukur konduktivitas listrik seperti variasi suhu. Hambatan listrik umumnya

meningkat dengan temperatur, dan perangkat didefinisikan sebagai memiliki

koefisien temperatur positif. Besarnya koefisien suhu menentukan sensitivitas dari

RTD. Selain Platinum, logam lain digunakan untuk RTD seperti Tembaga dan

Nikel. Platinum adalah yang paling umum dan memiliki karakteristik terbaik

linier dari tiga, meskipun nikel mempunyai koefisien suhu yang lebih tinggi

memberikan sensitivitas yang lebih besar.

Koefisien suhu menentukan berapa banyak perlawanan akan berubah untuk

perubahan suhu, dan memiliki satuan ohm / oC. Semakin besar suhu koefisien,

semakin resistensi akan berubah untuk perubahan yang diberikan pada suhu.

Hal ini pada akhirnya menentukan bagaimana perangkat sensitif. RTD biasanya

cukup linear, namun suhu koefisien tidak berubah seiring kisaran operasi. Sebagai

indikasi, suhu koefisien untuk Platinum rata-rata sebesar 0,00385 selama rentang

dari 00C hingga 1000C, tetapi bervariasi sekitar 2% dari kisaran ini.

IV. PROSEDUR PERCOBAAN

Pemanasan Air

1. Megisi air pada Water Batch ( aquadest )

2. Menutup water batch dan meletakkan termometer air raksa, termokopel,

bimetal, pt-100, dan termometer transmitor pada tutup water batch

3. Menghubungkan kabel pada temperature measurement ke stop kontak

4. Memutar main supply pada tombol posisi “on”, lampu indikator main

on akan menyala

5. Memutar tombol merah pada water batch pada skala suhu 1000C

6. Menekan tombol hijau pada water batch bersamaan dengan

menghidupkan stop watch

7. Mencatat kenaikan temperatur setiap 1 menit pada semua termometer

8. Bila termometer air raksa telah menunjukkan 1000C, memutar tombol

merah ke skala 0

9. Menekan tombol hijau pada water batch

10. Mematikan alat dengan cara memutar main supply pada posisi “off”

11. Mencabut kabel dari stop kontak

Isoterm

1. Mengisi termos isoterm dengan air es

2. Meletakkan termometer air raksa, pt-100, termokopel, bimetal, dan

transmitor pada tutup termos es

3. Menghubungkan kabel pada temperature measurement ke stop kontak

4. Memutar main supply pada posisi “on”, lampu indikator main on akan

menyala, menghidupkan stopwatch

5. Mencatat kenaikan temperatur setiap 1 sampai waktu 15 menit

6. Mematikan alat dengan cara memutar main supply pada posisi “off”

7. Mencabut kabel dari stop kontak

Pemanasan Udara

1. Meletakkan semua termometer pada alat blower

2. Memutar tombol pada elektronik pada 300C

3. Menghubungkan kabel pada temperature measurement ke stop kontak

4. Memutar main supply pada posisi “on”, lampu indikator main on akan

menyala

5. Menekan tombol stand by dan tombol warna hijau pada blower

bersamaan dengan menghidupkan stopwatch

6. Mencatat kenaikan temperatur setiap 1 menit pada semua termometer

7. Mematikan stopwatch bila termometer air raksa menunjukkan

temperatur 300C

8. Memutar tombol warna hijau ke arah nol dan menekan tombol stand by

9. Mematikan alat dengan cara memutar main supply pada posisi “off”

10. Mencabut kabel dari stop kontak

A.

V. DATA PENGAMATAN

5.1 Pemanasan Air

Waktu

(menit)

Temperatur ( C)⁰Termistor J Termokopel Pt-100 T. Tekanan Uap T. Air Raksa

0 31 33,2 31 32 32

1 31,7 39,6 35 33 37

2 35,2 44,8 39 36 41

3 40,2 46,2 47 39 47

4 45,6 53,7 52 43 52

5 51,2 61,1 56 47 58

6 56,3 70,3 63 51 65

7 61,6 79,6 66 56 66

8 67 89,5 75 60 74

9 72,4 99 77 66 80

10 77,7 101,3 86 73 87

11 82,2 107,6 90 78 91

12 87 113,6 93 83 95

13 92,2 119,5 97 90 98

14 96,1 120,9 100 98 100

5.2 Isotherm

Waktu

(menit)

Temperatur ( C)⁰Termistor J Termokopel Pt-100 T. Tekanan Uap T. Air Raksa

0 12,7 1,7 7 14 7

1 9,7 1,7 6 11 7

2 9,3 1,7 6 9 6

3 9,1 1,6 6 9 6

4 8,1 1,5 6 9 6

5 6,5 1,3 6 9 6

6 6,2 1,2 6 9 6

7 6,1 1,1 6 9 6

8 6,1 1 5 9 6

9 6,1 1 5 9 5

10 6,1 0,9 5 9 5

11 6,1 0,9 5 9 5

12 6 0,8 5 9 5

13 5,9 0,8 5 9 5

14 5,9 0,8 5 9 5

15 5,8 0,7 5 9 5

5.3 Pemanasan Udara

Waktu

(menit)

Temperatur ( C)⁰Termistor J Termokopel Pt-100 Tekanan Uap Air Raksa

0 12,8 29,3 25 13 23

0.5 27,7 94 69 28 30

Grafik 1. Pemanasan Air

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140

20

40

60

80

100

120

140

Termistor

J Termokopel

Pt-100

Tekanan Uap

Air Raksa

Waktu (menit)

Tem

pera

tur (

⁰C)

Grafik 2. Isotherm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 150

2

4

6

8

10

12

14

16

Termistor

J Termokopel

Pt-100

Tekanan Uap

Air Raksa

Waktu (menit)

Tem

pera

tur (

⁰C)

Grafik 3. Pemanas Udara

0 0.50

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Termistor

J Termokopel

Pt-100

Tekanan Uap

Air Raksa

Waktu (menit)

Tem

pera

tur (

⁰C)

VI. ANALISIS DATA

Dari percobaan yang telah diklakukan dapat dianalisa mengenai perbedaan

suhu yang ditunjukkan oleh beberapa termometr. Hal ini dikarenakan kemampuan

termometer yang digunaakn pada saat praktikum berbeda-beda. Percobaan yang

dilakukan menggunakan piranti pengukuran suhu efek mekanik dan pengukuran

suhu efek listrik. Pengukuran suhu efek mekanik yang digunakan yaitu

termometer air raksa dan termometer tekanan uap. Sedangkan pengukuran suhu

efek listrik yang digunakan yaitu termistor, termokopel tipe J dan pt-100.

Setelah dilakukan pengamatan, didapatkan hasil yang berbeda pada setiap

pengukuran suhu dari termometer yang digunakan. Hal ini dikarenakan pada

karakteristik termometer itu sendiri. Pada pemanasan air didapat bahwa

pengukuran suhu pada termokopel, panas yang diukur terlihat lebih tinggi. Nilai

pengukuran pada termokopel lebih cepat meningkat atau naik dibandingkan

termometer lain yang digunakan. Termokopel yang digunakan yaitu termokopel

tipe J. Termokopel ini dibedakan berdasarkan material penyusunnya, jangkauan

pengukuran serta sensitivitasnya. Untuk nilai pengukuran pada termometer

lainnya, Termistor dan tekanan uap menunjukkan nilai pengukuran yang tidak

jauh berbada. Sedangkan untuk termometer air raksa, nilai pengukuran yang

didapat selinear dengan nilai pengukuran yang didapat pada pt-100.

Pada isoterm, hasil pengukuran yang didapat juga menunjukkan bahwa

termokopel memberikan respon lebih cepat pada pengukuran dibandingkan

termometer lainnya. Nilai yang didapat pada isoterm ini yaitu konstan. Nilai

pengukuran terus berada pada suhu yang stabil walaupun terjadi perubahan hanya

sedikit dan kemudian kembali stabil.

Pada pemanasan udara, digunakan blower yang akan mengeluarkan uap

panas. Yang menjadi patokan pada pengukuran ini yaitu suhu dari termometer air

raksa hingga mencapai 30⁰C. Pada pemanasan udara ini, termometer air raksa

sangat cepat mencapai suhu 30⁰C, sehingga titik kurva yang didapat sedikit. Pada

pemansan udara ini yang paling cepat mengambil panas yaitu termokopel dan pt-

100.

Berdasarkan hasil pengamatan, dari kelima termometer yang digunakan

piranti pengukuran yang paling baik untuk suhu yaitu dengan menggunakan pt-

100. Termometer pt-100 memiliki sensitivitas yang lebih tinggi, jangkauan

rangenya luas dibandingkan termometer lainnya.

VII. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :

Respon dari beberapa termometer berbeda-beda, tergantung dari

material penyusunnya, jangkauan pengukuran serta sensitivitasnya.

Proses kenaikkan suhu (pemansan) lebih cepat daripada pendinginan

karena proses pemanasan dipengaruhi oleh energi panas dan tekanan.

pt 100 memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi dari pengukuran

yang lainnya sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu yang

sangat panas maupun suhu yang sangat dingin.

VIII. DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet Praktikum Instrumentasi dan Teknik Pengukuran. 2015.

Karakteristik Aneka Temperatur. Palembang: Politeknik Negeri

Sriwijaya

Anonim. http://scribd.com/doc/24349955/Laporan-TM-1 (Diakses

secara online tanggal 15 November 2015)

Anonim. http://kizumi22.blogspot.co.id/2014/04/Pengukuran -

temperatur-TM-1.html  (Diakses secara online tanggal 15 November

2015)

GAMBAR ALAT

Temperature Measurement (Termokopel, Termistor, Pt-100)

Termometer Air Raksa

Termometer Tekanan Uap