1 / 31

Tranduser dan Sensor “Sensor Thermal”

Tranduser dan Sensor “Sensor Thermal”. Kurniawan Teguh Martono Sistem Komputer UNDIP. Tujuan Perkuliahan. Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan : Mampu menjelaskan tentang sensor thermal Mampu menjelaskan karakteristik Sensor thermal

dobry
Download Presentation

Tranduser dan Sensor “Sensor Thermal”

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Tranduserdan Sensor“Sensor Thermal” KurniawanTeguhMartono SistemKomputer UNDIP

  2. TujuanPerkuliahan • Setelahmengikutiperkuliahaninimahasiswadiharapkan : • Mampumenjelaskantentang sensor thermal • Mampumenjelaskankarakteristik Sensor thermal • Mampumerancangsistemdenganmenggunakan sensor thermal

  3. Pendahuluan • Temperatur merupakansalahsatubesaran yang digunakandalampengukuraninternasional • Temperaturadalahkondisipentingdarisuatusubstrat • Satuan yang digunakanadalah Kelvin • Menurut Kelvin skalatemperaturpadatitikesadalah 273,16°K • Skalatemperatur yang lain adalah • Celcius = (°F-32) • Fahrenheit = • Reanmur =°F +459,69

  4. Temperatur • Merupakankondisipentingdarisuatusubstrat. • Dapatberupa : • Panas , atauDingin • Panasataudinginmerupakansalahsatubentukenergi yang diasosiasikandenganaktifitasmolekul-molekuldarisuatusubstrat. • Pergerakanpartikel • Benda padat • Benda cair • Benda gas

  5. Polaaliranpanas • Konduksi, • yaitupengaliranpanasmelaluibendapadat (penghantar) secarakontaklangsung • Konveksi, • yaitupengaliranpanasmelalui media cairsecarakontaklangsung • Radiasi, • yaitupengaliranpanasmelalui media udara/gas secarakontaktidaklangsung

  6. PengukuranKinerja • Penampilan (Performance) • Kehandalan(Reliable) dan • Faktorekonomis ( Economic)

  7. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pemilihan jenis sensor suhu • Level suhumaksimumdan minimum darisuatusubstrat yang diukur. • Jangkauan (range) maksimumpengukuran • Konduktivitaskalordarisubstrat • Responwaktuperubahansuhudarisubstrat • Linieritas sensor • Jangkauantemperaturkerja • Ketahanan • korosi (karat) • guncangan, • pengkabelan (instalasi), • keamanan

  8. Contoh • Penggunaan Sensor suhupadabeberapabidang • Pengukuransuhudisekitarkamaryaituantara -35oC sampai150oC, dapatdipilih sensor NTC, PTC, transistor, diodadan IC hibrid • suhumenengahyaituantara150oC sampai700oC, dapatdipilih thermocouple dan RTD. • Untuksuhu yang lebihtinggisampai1500oC, tidakmemungkinkanlagidipergunakan sensor-sensor kontaklangsung, makateknispengukurannyadilakukanmenggunakancararadiasi. • Untukpengukuransuhupadadaerahsangatdingindibawah65oK = -208oC ( 0oC = 273,16oK ) dapatdigunakanresistor karbonbiasakarenapadasuhuinikarbonberlakusepertisemikonduktor. • Untuksuhuantara65oK sampai -35oC dapatdigunakankristalsilikondengankemurniantinggisebagaisensor.

  9. Jenis Sensor Suhu • Bimetal • Termistor • Resistor Thermal Detector (RTD) • Thermokopel

  10. Bimetal • Bimetal adalah sensor temperatur yang sangatpopulerdigunakankarenakesederhanaanyang dimilikinya. • Bimetal biasadijumpaipadaalatstrikalistrikdanlampukelap-kelip (dimmer). • Bimetal adalah sensor suhu yang terbuatdariduabuahlempenganlogam yang berbedakoefisienmuainya (α) yang direkatkanmenjadisatu • Arahmelengkungpada bimetal yaitu • mengikutidarilogam yang koefisiennyalebihkecildarilogamyang satunyabiladipanaskan, sebaliknyamelengkungkearahlogamyang koefisiennyabesarbiladidinginkan • Dalamaplikasinya bimetal dapatdibentukmenjadisaklar Normally Closed (NC) atau Normally Open (NO).

  11. Contohnya: • Bimetal besidantembagajikadipanaskanakanmelengkungkebesikarenakoefisienbesi yang terkecil, sebaliknyajikadidinginkanakanmelengkungketembagakarenakoefisientembagaterbesarpada bimetal itu. • Bimetal yang terbuatdaritembagadankuningan, jikadipanaskanakanmelengkungkearahtembaga, karenakoefisientembagakecil, sebaliknyajikadidinginkanakanmelengkungkearahkuningan, karenakoefisienkuninganbesar.

  12. Ilustrasi

  13. Penerapanpemuaiandalamkehidupansehari – hari • alarm kebakaran, • thermostat yaitupengatursuhupadasetrika,

  14. PersamaanMatematis di mana ρ = radius kelengkungan t = tebaljalur total T2-T1 = kenaikan temperature αA, αB = koefisienmuaipanaslogamAdanlogam B

  15. Termistor • Merupakanalatataukomponenatau sensor elektronika yang dipakaiuntukmengukursuhu. • Prinsipdasardaritermistoradalahperubahannilaitahananjikasuhuatautemperatur yang mengenaitermistoriniberubah. • Jenis Thermistor • PTC, Positive Temperature Coefficient • NTC, Negative Temperature Coefficient • Termistorterbuatdaricampuranoksida-oksidalogam yang diendapkanseperti: • mangan(Mn), • nikel(Ni), • cobalt (Co), • tembaga(Cu), • besi(Fe) dan • uranium (U).

  16. kenaikantemperatursebesar1oC. Kepekaan yang tinggiterhadapperubahantemperaturinimembuattermistorsangatsesuaiuntukpengukuran, pengontrolandankompensasitemperatursecarapresisi

  17. PTC (Positive Temperature Coefisient) • PTC merupakantermistordengankoefisien yang positif. • TermistorPTC memilikiperbedaandengan NTC antara lain: • Koefisientemperaturdari thermistor PTC bernilaipositifhanyadalaminterfaltemperaturtertentu, sehinggadiluar interval tersebutakanbernilainolataunegatif • Hargamutlakdankoefisientemperaturdaritermistor PTC jauhlebihbesardaripadatermistor NTC.

  18. NTC (Negative Temperature Coefisient) • NTC merupakantermistor yang mempunyaikoefisientnegatif.

  19. Ilustrasi

  20. RangkaianPengkondisi • Untukpengontrolanperlumengubahtahananmenjaditegangan, berikutrangkaiandasaruntukmengubahresistansimenjaditegangan

  21. Aplikasi Thermistor • Dalam automotive bisamenggunakan NTC thermistor untukmemonitortemperatur radiator/mesin yang dihubungkanke electronic control unit (ECU) dankemudianditampilakandalam dashboard mobil. • Dalambidangkedokterandigunakanuntukmemonitortemperaturpasienpadasaatoperasiberlangsung. • Dalambidang space untukmemonitortemperaturbaterai, modul-modulsatelit, memonitorruangandalamsatelit, dll

  22. Contoh di Bidang Automotive • Adalah pada Sensor IAT (Intake Air Temperature)Sensor ini medeteksi temperatur udara masuk ke engine dengan mengunakan thermistor.

  23. RTD (Resistor Thermal Detector) • RTD adalahsalahsatudaribeberapajenis sensor suhu yang seringdigunakan. • RTD dibuatdaribahankawattahankorosi, kawattersebutdililitkanpadabahankeramik isolator. Bahantersebutantara lain; platina, emas, perak, nikeldantembaga, dan yang terbaikadalahbahanplatinakarenadapatdigunakanmenyensorsuhusampai1500oC.

  24. Ilustrasi

  25. Model matematis • Resistance Thermal Detector (RTD) perubahantahanannyalebih linear terhadaptemperaturujitetapikoefisienlebihrendahdari thermistor danmodel matematis linier adalah: • dimana : • Ro= tahanan konduktor pada temperature awal ( biasanya 0oC) • RT= tahanan konduktor pada temperatur toC • α = koefisien temperatur tahanan • Δt = selisih antara temperatur kerja dengan temperatur awal

  26. Termokopel • Pembuatantermokopeldidasarkanatassifat thermal bahanlogam. • Jikasebuahbatanglogamdipanaskanpadasalahsatuujungnyamakapadaujungtersebutelektron-elektrondalamlogamakanbergeraksemakinaktifdanakanmenempatiruang yang semakinluas, elektron-elektronsalingdesakdanbergerakkearahujungbatang yang tidakdipanaskan. • Dengandemikianpadaujungbatang yang dipanaskanakanterjadimuatanpositif.

  27. + Ujung panas Arus elektron akan mengalir dari ujung panas ke ujung dingin e - Ujung dingin Gambar 2.14. Arah gerak electron jika logam dipanaskan Ilustrasi

  28. PrinsipKerja • Jikaduabatanglogamdisatukansalahsatuujungnya, dankemudiandipanaskan, makaelektrondaribatanglogam yang memilikikepadatantinggiakanbergerakkebatang yang kepadatanelektronnyarendah, dengandemikianterjadilahperbedaantegangandiantaraujungkeduabatanglogam yang tidakdisatukanataudipanaskan.

  29. Model Matematis

  30. Thermocouple sebagai sensor temperaturmemanfaatkanbedaworkfunctionduabahan metal

  31. SekianTerimaKasih

More Related