410 likes | 1.15k Views
Tranduser dan sensor “Sensor Mekanik ”. Kurniawan teguh martono Sistem Komputer Undip. Tujuan Perkuliahan. Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan mampu : Menjelaskan cara kerja sensor mekanik Menjelaskan Karakteristik masing-masing sensor mekanik
E N D
Tranduserdan sensor“Sensor Mekanik” Kurniawanteguhmartono SistemKomputerUndip
TujuanPerkuliahan • Setelahmengikutiperkuliahaninimahasiswadiharapkanmampu : • Menjelaskancarakerjasensor mekanik • MenjelaskanKarakteristikmasing-masing sensor mekanik • Merancangansistemdengan sensor mekanik
Pendahuluan • Pergerakkan mekanis adalah tindakan yang paling banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti • perpindahan suatu benda dari suatu posisi ke posisi lain, • kecepatan mobil di jalan raya, • dongrak mobil yang dapat mengangkat mobil seberat 10 ton, • debit air didalam pipa pesat, • tinggi permukaan air dalam tanki.
GerakMekanis • Gerak mekanis disebabkan oleh adanya gaya aksi yang dapat menimbulkan gaya reaksi. • Banyak cara dilakukan untuk mengetahui atau mengukur gerak mekanis misalnya • mengukur jarak atau posisi dengan meter, • mengukur kecepatan dengan tachometer, • mengukur debit air dengan rotameter
Jenis-jenis sensor mekanis • Sensor posisi • Starin Gauge • Sensor Induktif dan Elektromagnet • Linier Variable Differential Transformer (LVDT) • Transduser Kapasitif • Transduser perpindahan digital optis • Transduser Piezoelectric • Potensiometer • Sensor Kecepatan ( Motion Sensor ) • TachoGenerator • Sensor Tekanan ( Presure Sensor )
Sensor Posisi • Pengukuran posisi dapat dilakukan dengan cara analog dan digital. • Untuk pergeseran yang tidak terlalu jauh pengukuran dapat dilakukan menggunakan cara-cara analog, sedangkan untuk jarak pergeseran yang lebih panjang lebihbaikdigunakancara digital. • Hasil sensor posisiatauperpindahandapatdigunakanuntukmengukurperpindahan linier atau angular. • Teknisperlakuan sensor dapatdilakukandengancaraterhubunglangsung ( kontak ) dantidakterhubunglangsung ( tanpakontak ).
Strain gauge • Strain gauge dalamoperasinyamemanfaatkanperubahanresistansisehingganyadapatdigunakanuntukmengukurperpindahan yang sangatkecilakibatpembengkokan (tensile stress) atauperegangan(tensile strain).
Elastisitas(ε) • Elastisitas(ε) strain gauge adalahperbandinganperubahanpanjang (ΔL) terhadappanjangsemula (L) • Dimana : • perubahanpanjang (ΔL) • panjangsemula (L)
Persamaan yang lain • Elastisitas merupakan perbandingan perubahan resistansi (ΔR) terhadap resistansi semula (R) sama dengan faktor gauge (Gf) dikali elastisitas starin gauge (ε) : • Faktor gauge (Gf) merupakantingkatelastisitasbahan metal dariStrain Gauge. • metal incompressible Gf = 2 • piezoresistifGf =30 • piezoresistifsensor digunakanpada IC sensor tekanan
Susunan Strain Gauge • SecarakonstruksiStrain Gauge terbuatdaribahan metal tipis (foil) yang diletakkandiataskertas. • Untukproses pendeteksianStrain Gauge ditempelkandenganbendaujidenganduacarayaitu: • Arahperapatan/peregangandibuatsepanjangmungkin (axial) • Arahtegaklurusperapatan/peregangandibuatsependekmungkin (lateral)
UjimakarangkaiandanpenempatanStrain Gauge • Disusundalamrangkaianjembatan • Duastrain gauge digunakanberdekatan, satuuntukperegangan/perapatan , satuuntukkompensasitemperaturpadaposisi yang tidakterpengaruhperegangan/ perapatan • Responsfrekuensiditentukanmasatempat strain gauge ditempatkan
Sensor Induktif dan Elektromagnet • Sensor induktifmemanfaatkanperubahaninduktansi • Sebagai akibat pergerakanintiferomagnetikdalamkoil • Akibatbahanferomagnetik yang mendekat (a) Inti bergeser datar (b) Inti I bergser berputar, (c) Rangkaian variable induktansi
Rangkaianpembacaperubahaninduktansi • Duainduktordisusundalamrangkaianjembatan, satusebagaidummy • Teganganbias jembatanberupasinyal ac • Perubahaninduktasidikonversikansecara linier menjadiperubahantegangan
Linier Variable Differential Transformer (LVDT) • Memanfaatkanperubahaninduksimagnet darikumparan primer keduakumparansekunder • Dalamkeadaanseimbang, inti magnet terletakditengahdankeduakumparansekundermenerimafluks yang sama • Dalamkeadaantidakseimbang, flukspadasatukumparannaikdan yang lainnyaturun
Susunan LVDT • LVDT terdiriatas : • Intibesi yang bergerak • Kumparan primer • terhubungdengantegangan AC sebagaiteganganacua • Sepasangkumparansekunder • Berjumlah 2 buah, terletak di sampingkiridankanankumparan primer salingterhubungsecaraserisatusama lain.
ContohPenerapan Sensor • Sensor-sensor (perpindahan, jarak, dan sensor mekaniklainnya) • Level fluida • Automotive Suspension
Transduser Kapasitif • memanfaatkan perubahan kapasitansi • akibat perubahan posisi bahan dielektrik diantarakedua keping • akibatpergeseranposisisalahsatukepingdanluaskepingyang berhadapanlangsung • akibatpenambahanjarakantarakeduakeeping
Kapasitas (Kapasitansi) Kapasitor Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatukapasitoruntukdapatmenampungmuatanelektronuntuk level tegangantertentu. Denganrumusdapatditulis : Q = CV Q = muatanelektrondalam C (coulombs) C = nilai kapasitansi dalam F (farads) V = besartegangandalam V (volt)
SekianTerimaKasih • DilanjutkanMinggudepan