Bab iii termocopel

BAB III

SENSOR SUHU

3.1 Tujuan Intruksional

Pada sensor suhu ini banyak berbagai jenis dari sensor suhu agar

mahasiswa bisa mengetahui berbagai sensor tersebut. Dan banyak yang digunakan

dari sensor suhu.

3.2 Pengertian Sensor Suhu

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas

menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Cara terbaik

untuk menggunakan komponan ini adalah dengan menyambungkannya ke sebuah

rangkaian pembagi tegangan. Selanjutnya informasi mengenai suhu akan muncul

sebagai tegangan pada persambungan (junction) rangkaian pembagi tegangan.

Dengan kata lain, suhu direpresentasikan dalam bentuk sinyal tegangan yang

dihasilkan oleh rangkaian pembagi tegangan. Dibawah ini merupakan rangkaian

pembagi tegangan untuk thermistor sebagai sensor suhu.

Gambar 3.1 rangkaian pembagi tegangan untuk thermistor sebagai sensor suhu

48

http://3.bp.blogspot.com/-ootueSOk3b4/ToL4nlEY0KI/AAAAAAAABbM/nV97A8Z0mCw/s1600/rangkaian_pembagi_tegangan_thermistor.png

Ada beberapa metode yang digunakan untuk membuat sensor ini, salah

satunya dengan cara menggunakan material yang berubah hambatannya terhadap

arus listrik sesuai dengan suhunya.

Menggunakan bahan logam

Logam akan bertambah besar hambatannya terhadap arus listrik jika

panasnya bertambah. Hal ini dapat dijelaskan dari sisi komponen

penyusun logam. Logam dapat dikakatakan sebagai muatan positif yang

berada di dalam elektron yang bergerak bebas. Jika suhu bertambah,

elektron-elektron tersebut akan bergetar dan getarannya semakin besar

seiring dengan naikknya suhu. Dengan besarnya getaran tersebut, maka

gerakan elektron akan terhambat dan menyebabkan nilai hambatan dari

logam tersebut bertambah

- Menggunakan bahan semikonduktor

Bahan semikondiktor mempunyai sifat terbalik dari logam, semakin

besar suhu, nilai hambatan akan semakin turun. Hal ini dikarenakan pada

suhu yang semakin tinggi, elektron dari semikonduktor akan berpindah

ketingkat yang paling atas dan dapat bergerak dengan bebas. Seiring

dengan kenaikan suhu, semakin banyak elektron dari semikonduktor

tersebut yang bergerak bebas, sehingga nilai hambatan tersebut berkurang.

Untuk mendapatkan sinyal listrik yang baik dengan sedikit kegaduhan,

dapat digunakan jembatan Wheatstone dan rangkaian Lock in Amplifier.

49

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 3.2. (a)Thermocouple ; (b) Simbol thermocouple

Prinsip kerja dari termokopel adalah, adanya perbedaan panas secara gradien

akan menghasilkan tegangan listrik, hal ini disebut sebagai efek termoelektrik.

Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan dua macam konduktor sekaligus

sering dipakai pada ujung benda panas yang diukur. Konduktor tambahan ini

kemudian akan mengalami gradiasi suhu, dan mengalami perubahan tegangan

secara berkebalikan dengan perbedaan temperatur benda. Menggunakan logam

yang berbeda untuk melengkapi sirkuit akan menghasilkan tegangan yang berbeda,

meninggalkan perbedaan kecil tegangan memungkinkan kita melakukan

pengukuran, yang bertambah sesuai temperatur. Perbedaan ini umumnya berkisar

antara 1 hingga 70 microvolt tiap derajad celcius untuk kisaran yang dihasilkan

50

http://www.musbikhin.com/wp-content/uploads/2011/03/clip_image010.jpg


kombinasi logam modern. Beberapa kombinasi menjadi popular sebagai standar

industri, dilihat dari biaya, ketersediaanya, kemudahan, titik lebur, kemampuan

kimia, stabilitas, dan hasil. Sangat penting diingat bahwa termokopel mengukur

perbedaantemperatur di antara 2 titik, bukan temperatur absolut.

Termokopel bekerja berdasarkan pembangkitan tenaga listrik pada titik

sambung dua buah logam yang tidak sama (titik pa nas/titk ukur). Ujung lain

dari logam tersebut sering disebut titik referensi (titik dingin) dimana

temperaturnya konstan, seperti pada Gambar 4.2

Gambar 3.3 Rangkaian Dasar Termokopel

Umumnya, termokopel digunakan untuk mengukur temperatur berdasarkan

perubahan temperatur menjadi sinyal listrik. Bila antara titik referensi dan

titik ukur terdapat perbedaan temperatur, maka akan timbul GGL yang

menyebabkan adanya arus pada rangkaian. Bila titik referensi ditutup dengan

cara menghubungkannya dengan sebuah alat pencatat maka penunjukan alat ukur

akan sebanding dengan selisih temperatur a ntara ujung panas (titik ukur) dan

ujung dingin (titik referensi).

51

Pada Gambar 3.4 dapat dilihat bentuk fisik dari sebuah termokopel.

Bagian luar termokopelberupa tabung logam pelindung yang berguna

untuk menjaga kondisi termokopel agar tidak terpengaruh banyak oleh

lingkungan dimana alat tersebut ditempatkan.

Fungsi Termokopel

Termokopel pada proses ini berfungsi sebagai pendeteksi temperatur pada

Holding furnace.Termokopel berupa tranducer yang mendeteksi temperatur pada

dapur dan mengubahnya ke besaran listrik yaitu tegangan. Kemudian mengirim

sinyal tersebut ke Thermocontroller menerima sinyal tersebut dalam besaran

temperatur. Termokopel ini bekerja setiap waktu selama proses berjalan, untuk

memberi tahu setiap perubahan ataupun kondisi temperature pada Holding furnace.

Termokopel pada dasarnya adalah dua logam penghantar arus listrik

dari bahan yang berbeda. Salah satu ujung-ujungnya dilas mati dan ujung yang

satunya dibiarkan terbuka untuk sambungan ke lingkaran pengukuran.

Sambungan yang di las mati disebut measuring junction sedangkan ujung

yang satunya disebut reference junction. Seperti dapat kita lihat pada Gambar

sebagai berikut :

52

Gambar 3.5 Termokopel

Tipe – tipe termokopel

Tersedia beberapa jenis termokopel, tergantung aplikasi penggunaannya

1. Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))

Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah. Tersedia untuk rentang suhu

−200 °C hingga +1200 °C.

2. Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy))

Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan

pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E adalah tipe non magnetik.

3. Tipe J (Iron / Constantan)

Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer

dibanding tipe K.

Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52 µV/°C, Tidak bisa digunakan lebih

dari +760C karena bisa rusak. Sekarang jarang digunakan.

4. Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy))

Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk

pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum. Dapat mengukur suhu di atas

53

1200 °C. Sensitifitasnya sekitar 39 µV/°C pada 900 °C, sedikit di bawah tipe

K. Tipe N merupakan perbaikan tipe K

Termokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel logam mulia yang memiliki

karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah termokopel yang paling

stabil, tetapi karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10 µV/°C) mereka

biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi (>300 °C).

5. Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)

Cocok mengukur suhu di atas 1800 °C. Tipe B memberi output yang sama

pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu

50 °C.

6. Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium)

Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan

biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

7. Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium)

Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C. sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan

biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.

Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar pengukuran

titik leleh emas (1064.43 °C).

8. Type T (Copper / Constantan)

Cocok untuk pengukuran antara −200 to 350 °C. Konduktor positif terbuat

dari tembaga, dan yang negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai

alat pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga. Type T memiliki

sensitifitas ~43 µV/°C

54

Penggunaan Termokopel

Termokopel paling cocok digunakan untuk mengukur rentangan suhu yang

luas, hingga 2300°C. Sebaliknya, kurang cocok untuk pengukuran dimana

perbedaan suhu yang kecil harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi, contohnya

rentang suhu 0--100 °C dengan keakuratan 0.1 °C. Untuk aplikasi ini, Termistor

dan RTD lebih cocok. Contoh Penggunaan Termokopel yang umum antara lain :

Industri besi dan baja

Pengaman pada alat-alat pemanas

Untuk termopile sensor radiasi

Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.

Tabel 4.1 sifat dari beberapa tipe termokopel

Tipe Material( + dan -) Temp.Kerja(0C) Sensitivitas(µV/0C)

E Ni-Cr dan Cu-Ni -270 ~ 1000 60.9

J Fe dan Cu-Ni -210 ~ 1200 51.7

K Ni-Cr dan Ni-Al -270 ~ 1350 40.6

T Cu dan Cu-Ni -270 ~ 400 40.6

R Pt dan Pt(87%)-Rh(13%) -50 ~ 1750 6

S Pt dan Pt(90%)-Rh(10%) -50 ~ 1750 6

BPt(70%)-h(30%)dan

Pt(94%)-Rh(6%)-50 ~ 1750 6

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

55

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 3.6. (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.

Gambar 3.7. (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.

56


http://www.musbikhin.com/wp-content/uploads/2011/03/clip_image013.gif


http://www.musbikhin.com/wp-content/uploads/2011/03/clip_image020.gif

Gambar 3.8. (a) Sensor suhu IC;

3.3 Jenis-jenis Sensor suhu

Seperti yang telah kita ketahui bahwa, sensor suhu adalah alat yang

digunakan untuk mengubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat

dengan mudah dianalisis besarnya.Jenis-jenis sensor suhu antara lain

1. Bimetallic temperature sensor

2. Thermocouple

3. Resistance temperature detector (RTD)

4. Thermistors

5. Integrated circuit temperature sensor

57

http://id.wikipedia.org/wiki/Listrik

http://id.wikipedia.org/wiki/Panas

http://id.wikipedia.org/wiki/Besaran

http://id.wikipedia.org/wiki/Alat


http://www.musbikhin.com/wp-content/uploads/2011/03/sensor.jpg

1. Bimetalic temperature sensor

Sensor ini mengubah mampu besaran suhu menjadi gerakan. sensor ini

terbuat dari dua buah logam yang disatukan atau direkatkan menjadi satu. Cara

kerja dari sensor ini adalah setiap logam kan mempunyai koefisien muai yang

berbeda-beda maka jika dua buah logam yang memiliki koefisien muai yang

bebeda disatukan maka gabungan kedua logam itu akan melengkung jika

dipanasi. Karena sifatnya yang bisa melengkung jika terkena panas maka

bimetal ini sering dipakai sebagai saklar suhu otomatis atau sebagai alat ukur

suhu yang analog.

Salah satu aplikasi dari Bimetallic temperature sensor ini adalah pada

setrikaan listrik pada setrika jika suhu melebihi batas yang telah ditentukan

maka setrika akan mati sendiri dan akan ada bunyi “tik”, itu sebenarnya adalah

Bimetallic temperature sensor yang sedang melengkung. Disini bimetal

berfungsi sebagai saklar suhu otomatis yang akan memutus kontak listrik jika

suhu setrika melebihi batas yang ditentukan.

2.Thermocouple

Thermcouple adalah suatu sensor suhu yang mengubah besaran suhu

menjadi besaran tegangan. Dasar pembuatan Thermocouple terinspirasi oleh

sifat logam yang jika kedua ujungnya diberi perbedaan suhu dan menghasilkan

tegangan.Thermocouple dibagi menjadi beberapa jenis, pembagian ini

didasarkan oleh logam logam penyusun termokopel. Jenis jenis Thermocouple

yaitu:

1. Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))

2. Tipe J (Iron / Constantan)

58

3. Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy))

4. Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)

5. Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium)

6. Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium)

7. Type T (Copper / Constantan)

3. Resistance Temperature Detector (RTD)

Resistance Temperatur Detectors (RTD), seperti namanya, adalah sensor

yang mengubah mengubah data pembacaan suhu menjadi hambatan atau

resistansi. Sebagian besar terdiri dari unsur RTD panjang kawat halus

melingkar melilit sebuah keramik atau gelas inti. Unsur ini biasanya cukup

rapuh, sehingga sering ditempatkan di dalam probe berselubung untuk

melindunginya. Unsur RTD terbuat dari bahan murni yang hambatan pada

berbagai suhu telah didokumentasikan. Materi yang memiliki perubahan

diprediksi dalam perlawanan karena perubahan suhu; inilah perubahan yang

diprediksi

Jenis-jenis RTD:1. RTD elemen adalah bentuk sederhana dari RTD. Ini terdiri dari sepotong

kawat dibungkus di sekitar inti keramik atau kaca. Karena ukuran kompak,

elemen RTD biasanya digunakan bila ruang sangat terbatas.

2. RTD surface elemen adalah tipe khusus dari elemen RTD. Hal ini dirancang

untukmenjadi setipis mungkin sehingga memberikan kontak yang baik

untuk mengukur suhu permukaan datar.

59

3. RTD Probe adalah bentuk paling kasar dari RTD. probe terdiri dari unsur

RTD terpasang di dalam tabung logam, juga dikenal sebagai

selubung.sarung melindungi elemen dari lingkungan.

4.TemistorTermistor memiliki sifat yang mirip dengan RTD yaitu mampu

mendeteksi perubahan suhu menjadi perubahan hambatan (resistansi).

Termistor ditemukan oleh samuelrubenpada tahun 1930. Ada dua macam

termistor secara umum:

Posistor atau PTC (Positive Temperature Coefficient), dan NTC(Negative

Temperature Coefficient). Nilai tahanan pada PTC akan naik jika perubahan

suhunya naik, sementara sifat NTC justru kebalikannya.

5.Integrated Circuit Temperature SensorIC sensor suhu salah satunya adalah lm 35. Lm35 memiliki dimensi

seperti transistor ( memiliki 3 kaki). Lm35 ini memiliki 3 macam pin out yang

memiliki konfigurasi sebagai berikut:

Lm 35 memiliki keluaran berupa tegangan listrik. Biasanya tegangan ini dibaca

dengan adc mikrokontroler kemudian ditampilkan besaran suhunya melalui LCD.

sensor ini memiliki fitur sebagai berikut:

1. terkalibrasi dalam celcius

2. faktor skala linear 10mv/derajad celcius

3. mampu mengukur suhu dengan rentang -55 sampai +150 drajad celcius

4. cocok untuk aplikasi jarak jauh

5. Beroperasi pada tegangan 4 sampai 30V

6. Self-heating rendah, 0.08 drajad celcius

60

WORKSHOP MEKATRONIKA 1LABORATORIUM MEKATRONIKAFAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESINUNIVERSITAS WIDYAGAMA MALANG

LEMBAR ASISTENSI

NOMOR PRAKTIKUM :

NAMA PRAKTIKUM : SENSOR THERMOCOUPLE

NAMA PRAKTIKAN : ABRAO MENDONCA DO E. SANTO

NIM : 11.27.41.81.1657

FAKULTAS : TEKNIK

JURUSAN : TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS : WIDYAGAMA MALANG

TANGGAL PRAKTIKUM : 31 OKTOBER dan 7 NOVEMBER 2014

TANGGAL ASISTENSI : .............................................................

TANGGAL PENGESAHAN : .............................................................

DOSEN PEMBIMBING

(M. AGUS SAHBANA,ST.,MT.)

61

3.4 Peralatan dan Perlengkapan Pengambilan Data Sensor Thermocouple.

- Avometer.

- Lilin dan korek api.

- Penggaris.

- Boilpoint dan buku.

3.5 Tabel Pengambilan Data Sensor Thermocouple

3.5.1 Pengambilan Data Pada tanggal 31 Oktober 2014, jam 08.40 WIBa. Berjarak dengan sensor 0.5 cm

No Jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)

1 0,5 Lilin 60 2,2 0,0122 0,5 Lilin 60 1,3 0,0153 0,5 Lilin 60 2,5 0,024 0,5 Lilin 60 2,7 0,0115 0,5 Lilin 60 4 0,014

Total 300 12,7 0,072rata-rata 60 2,54 0,0144

Grafik V out pada Jarak 05 cm dengan Kalibrasi 200mV

1 2 3 4 50

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

2.2

1.3

2.52.7

4

Grafik V out pada sensor Thermocouple dengan jarak 0.5 cm

voltage

Has

il P

erco

baan

( V

ou

t )

Pembahasaan :

Dari grafik percobaan sensor thermocouple pada tanggal 31 Oktober 2014

dengan jarak 0,5 cm, dapat deketahui bahwa pada percobaan pertama

menghasilkan tegangan sebesar 2,2 volt, percobaan kedua sebesar 1,3 volt,

percobaan ketiga 2,5 volt, percobaan keempat 2,7 volt dan pada percobaan kelima

62

sebesar 4 volt, dari data tersebut menghasilkan tegangan yang tidak linier hal ini

disebakan karena sumber panas (api lilin) yang bergerak-gerak karena angin.

Grafik I out pada Jarak 05cm dengan Kalibrasi 2 mA

1 2 3 4 50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

0.012

0.015

0.02

0.011

0.014

Grafik I out pada sensor Thermocouple dengan jarak 0.5 cm

Ampere

Hasil

Per

coba

an (

I out

)

Pembahasaan :Dari grafik percobaan sensor thermocouple pada tanggal 31 Oktober 2014


menghasilkan arus sebesar 0,012 ampere, percobaan kedua sebesar 0,015 ampere,

percobaan ketiga 0,02 ampere, percobaan keempat 0,011ampere dan pada

percobaan kelima sebesar 0,014 ampere, dari data tersebut menghasilkan arus

yang tidak linier hal ini disebakan karena sumber panas (api lilin) yang bergerak-

gerak karena angin.

b. Berjarak dengan sensor 1 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)

1 1 Lilin 60 1,2 0,0122 1 Lilin 60 0,8 0,0183 1 Lilin 60 0,4 0,0094 1 Lilin 60 1,2 0,0135 1 Lilin 60 3,9 0,011

Total 300 7,5 0,063rata-rata 60 1,5 0,0126

63

Grafik V out pada Jarak 1 cm dengan kalibrasi 200mV

1 2 3 4 50

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

1.20.8

0.4

1.2

3.9

Grafik V out pada sensor Thermocouple dengan jarak 1 cm

voltage

Has

il Pe

rcob

aan

( V o

ut )

Pembahasan :


dengan jarak 1 cm, dapat deketahui bahwa pada percobaan pertama menghasilkan

tegangan sebesar 1,2 volt, percobaan kedua sebesar 0,8 volt, percobaan ketiga 0,4

volt, percobaan keempat 1,2 volt dan pada percobaan kelima sebesar 3,9 volt, dari

data tersebut menghasilkan tegangan yang tidak linier hal ini disebakan karena

sumber panas (api lilin) yang bergerak-gerak karena angin.

Grafik I out pada Jarak 1 cm dengan Kalibrasi 2mV

1 2 3 4 50

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0.018

0.02

0.012

0.018

0.009

0.013

0.011

Grafik I out pada sensor Thermocouple dengan jarak 1 cm

Ampere

Has

il Pe

rcob

aan

( I o

ut )

Pembahasaan :



arus sebesar 0,012 ampere, percobaan kedua sebesar 0,018 ampere, percobaan

64

ketiga 0,009 ampere, percobaan keempat 0,013ampere dan pada percobaan kelima

sebesar 0,011 ampere, dari data tersebut menghasilkan arus yang tidak linier hal

ini disebakan karena sumber panas (api lilin) yang bergerak-gerak karena angin.

c. Berjarak dengan sensor 1.5 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)

1 1,5 Lilin 60 1,4 0,0062 1,5 Lilin 60 0,8 0,0043 1,5 Lilin 60 1,7 0,0054 1,5 Lilin 60 0,6 0,0055 1,5 Lilin 60 0,4 0,003

total 300 4,9 0,023rata-rata 60 0,98 0,0046

Grafik V out pada jarak 1.5 cm dengan Kalibrasi 200mV

1 2 3 4 50

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

1.4

0.8

1.7

0.600000000000001

0.4


voltage

Hasil

Per

coba

an (

V ou

t )

Pembahasaan :





sebesar 0,4 volt, dari data tersebut menghasilkan tegangan yang tidak linier hal ini


65

Grafik I out pada jarak 1.5 cm dengan Kalibrasi 2mA

1 2 3 4 50

0.001

0.002

0.003

0.004

0.005

0.006

0.007

0.00600000000000001

0.00400000000000001

0.00500000000000001

0.00500000000000001

0.00300000000000001


Ampere

Pembahasaan :







gerak karena angin.

d. Tabel Dan Grafik Data Rata-Rata Percobaan Sensor Thermocouple

No Jarak Waktu Voltage (200mv) Ampere (ma)1 0,5 60 2,54 0,01442 1 60 1,5 0,01263 1,5 60 0,98 0,0046

Grafik Rata-Rata Voltage

66

1 2 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Grafik Rata-Rata V out Pada percobaan sensor Thermocouple

voltage (200mv)

V ou

t

Pembahasan

Dari percobaan sensor thermocouple yang dilakukan pada tanggal 31 Oktober

2014 dengan menggunakan sensor type J. Diperoleh data seperti yang ditunjukan

pada tabel dan grafik, dari hasil data tersebut dapat diketahui bahwa nilai tegangan

terbesar berada pada jarak 0,5 cm dengan tegangan output sebesar 2,54 volt, hal ini

karena pada jarak ini sumber panas lebih dekat dengan sensor. Dan nilai tegangan

terendah pada jarak 1,5 cm dengan tegangan ouput 0,98 votl, karena pada jarak ini

sumber panas lebih jauh dari sensor sehingga membuat sensitivitas sensor

thermocouple semakin kecil.

Grafik Rata-Rata Ampere (I out)

1 2 30

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

Grafik Rata-Rata I out Pada percobaan sensor Thermocouple

ampere (mA)

I ou

t

Pembahasan

67

Dari percobaan sensor thermocouple yang dilakukan pada tanggal 31

Oktober 2014 dengan menggunakan sensor type J. Diperoleh data seperti yang

ditunjukan pada tabel dan grafik, dari hasil data tersebut dapat diketahui bahwa

nilai arus terbesar berada pada jarak 0,5 cm dengan arus output sebesar 0,0144

ampere, hal ini karena pada jarak ini sumber panas lebih dekat dengan sensor. Dan

nilai arus terendah pada jarak 1,5 cm dengan arus ouput 0,0046 ampere, karena

pada jarak ini sumber panas lebih jauh dari sensor sehingga membuat sensitivitas

sensor thermocouple semakin kecil.

3.5.2 Pengambilan Data Pada tanggal 7 November 2014, jam 08.15 WIB.a. Berjarak dengan sensor 0.5 cm

No Jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

Voltage(200 mv)

Ampere(2 mA)


total 300 16,7 0,102rata-rata 60 3,34 0,0204

Grafik V out pada Jarak 0.5 cm dengan kalibrasi 200mV

1 2 3 4 50

1

2

3

4

5

6


Voltage

Hasil

Per

coba

an (

V ou

t )

Pembahasaan :

Dari grafik percobaan sensor thermocouple pada tanggal 7 November

2014 dengan jarak 0,5 cm, dapat deketahui bahwa pada percobaan pertama

68





Grafik I out pada Jarak 0,5 cm dengan kalibrasi 2mV

1 2 3 4 50

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025


Ampere

Pembahasaan :







gerak karena angin.

b. Berjarak dengan sensor 1 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

Voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)


Total 300 11,3 0,07rata-rata 60 2,26 0,014

69

Grafik V out pada J arak 1 cm dengan kalibrasi 200mV

1 2 3 4 50

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5


Voltage

Pembahasaan :

Dari grafik percobaan sensor thermocouple pada tanggal 7 November 2014


tegangan sebesar 1,9 volt, percobaan kedua sebesar 1,8 volt, percobaan ketiga 1,8

volt, percobaan keempat 1,7 volt dan pada percobaan kelima sebesar 4,1 volt, dari

data tersebut menghasilkan tegangan yang tidak linier hal ini disebakan karena

sumber panas (api lilin) yang bergerak-gerak karena angin.

Grafik I out pada Jarak 1 cm dengan kalibrasi 2mV

1 2 3 4 50

0.002

0.004

0.006

0.008

0.01

0.012

0.014

0.016

0.018


Ampere

Pembahasaan :


2014 dengan jarak 1 cm, dapat deketahui bahwa pada percobaan pertama

70





gerak karena angin.

c. Berjarak dengan sensor 1.5 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

Voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)


Total 300 2,9 0,014rata-rata 60 0,58 0,0028


1 2 3 4 50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1


Voltage

Pembahasaan :







71

Grafik I out pada Jarak 1.5 cm dengan kalibrasi 2mV

1 2 3 4 50

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025

0.003

0.0035


Ampere

Pembahasaan :







gerak karena angin.

d. Berjarak dengan sensor 2 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

Voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)


Total 300 0,9 0,007rata-rata 60 0,18 0,0014

72


1 2 3 4 50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25


Voltage

Pembahasaan :





sebesar 0,2volt, dari data tersebut menghasilkan tegangan yang tidak linier hal ini



1 2 3 4 50

0.0005

0.001

0.0015

0.002

0.0025


Ampere

Pembahasaan :

73




percobaan ketiga 0,001 ampere, percobaan keempat 0,001 ampere dan pada



gerak karena angin.

e. Berjarak dengan sensor 2.5 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

Voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)


Total 300 0,5 0,005rata-rata 60 0,1 0,001


1 2 3 4 50

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12


Voltage

Pembahasaan :

74

Grafik I out pada Jarak 2.5 cm dengan kalibrasi 2mV

1 2 3 4 50

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012


Ampere

Pembahasaan :

f. Berjarak dengan sensor 3 cm

No jarak (cm)

Sumber panas

waktu (t)

voltage (200 mv)

Ampere (2 mA)


Total 300 0,5 0,005rata-rata 60 0,1 0,001


1 2 3 4 50

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12


Voltage

75

Pembahasaan :


1 2 3 4 50

0.0002

0.0004

0.0006

0.0008

0.001

0.0012


Ampere

Pembahasaan :

Pada jarak 3 cm memiliki hasil Output yang sama dengan jarak 2.5 cm maka dari itu tidak perlu melakukan grafik.

g. Tabel Dan Grafik Data Rata-Rata Percobaan Sensor Thermocouple

No Jarak (cm) voltage (200 mv) Ampere (2 mA)

1 0,5 3,34 0,0204

2 1 2,26 0,014

3 1,5 0,58 0,0028

4 2 0,18 0,0014

5 2,5 0,1 0,001

6 3 0,1 0,001

76

Grafik Rata-Rata Voltage

1 2 3 4 5 60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

Grafik Rata-Rata Voltage Pada Percobaan Sensor Thermocouple

Ampere (2 mA)

V o

ut

Pembahasan

Dari percobaan sensor thermocouple yang dilakukan pada tanggal 7

November 2014 dengan menggunakan sensor type J. Diperoleh data seperti yang

ditunjukan pada tabel dan grafik, dari hasil data tersebut dapat diketahui bahwa

nilai tegangan terbesar berada pada jarak 0,5 cm dengan tegangan output sebesar

3,34 volt, hal ini karena pada jarak ini sumber panas lebih dekat dengan sensor.

Dan nilai tegangan terendah pada jarak 5 dan 6 cm dengan tegangan ouput 0,1

votl, karena pada jarak ini sumber panas lebih jauh dari sensor sehingga membuat

sensitivitas sensor thermocouple semakin kecil.

Grafik Rata-Rata Ampere (I out)

1 2 3 4 5 60

0.005

0.01

0.015

0.02

0.025

Grafik Rata-Rata Voltage Pada Percobaan Sensor Thermocouple

Ampere (2 mA)

V o

ut

Pembahasan

77

Dari percobaan sensor thermocouple yang dilakukan pada tanggal 7November 2014

dengan menggunakan sensor type J. Diperoleh data seperti yang ditunjukan pada

tabel dan grafik, dari hasil data tersebut dapat diketahui bahwa nilai arus terbesar

berada pada jarak 0,5 cm dengan arus output sebesar 0,0204 ampere, hal ini karena

pada jarak ini sumber panas lebih dekat dengan sensor. Dan nilai arus terendah

pada jarak 2,5 dan 3 cm dengan arus ouput 0,001 ampere, karena pada jarak ini

sumber panas lebih jauh dari sensor sehingga membuat sensitivitas sensor

thermocouple semakin kecil.

Kesimpulan

Percobaan sensor thermocouple type J pada tanggal 31 Oktober 2014,

denga jarak sumber panas (0.5 cm,1 cm, 1.5 cm) dan masing-masing di lakukan 5

kali percobaab dengan sensor thermocouple tersebut, menunjukan bahwa Jarak

sumber panas (0.5 cm) terdekat dengan sensor, menghasilkan tegangan output

rata-rata yang lebih besar dibandingkan jarak lainnya yaitu sebesar 2,54volt dan

arus rata-rata 0,0144 ampere.

Percobaan sensor thermocouple type J pada tanggal 07 November 2014.

Saat melakukannya 5 kali percobaan antara jarak sumber panas (0.5 cm,1 cm, 1.5

cm, 2 cm, 2.5 cm, 3 cm) dengan sensor thermocouple tersebut. Jarak sumber

panas 0,5 cm dengan sensor, menghasilkan tegangan output rata-rata yang lebih

besar dibandingkan jarak lainnya yaitu sebesar 3,34 volt dan arus rata-rata 0,0204

ampere.

Dari data diatas dapat kita simpulkan bahwa semakin dekat jarak sumber

panas dari sensor thermocouple maka semakin besar juga arus dan tegangan yang

dihasilkan, serta semakin jauh jarak antara sember panas dengan sensor

thermocuople semakin kecil arus dan tegangan yang dihasilkan. Dan juga suhu

ruangan ikut mempengaruhi hasil percobaan dengan sensor thermocouple type J.

78

Engineering

Bab iii termocopel