TEMPERATURE SENSOR

1. TEMPERATURE SENSOR

2. Tujuan Khusus • Memahami fungsi sensor temperatur • Memahami klasifikasi sensor temperatur • Memahami prinsip kerja sensor temperatur

3. Definisi Temperature • Temperature dari suatu medium atau substansi adalah fenomena yang menjelaskan tentang derajat kepanasan atau kedinginan medium atau substansi tsb

4. Skala Temperature • Empat skala temperature yg berbeda • Celcius • Kelvin • Fahrenheit • Rankine • Beberapa titik acuan dpt ditemukan pd substansi spt air : • Triple point = 0.01ºC • Boiling point = 100ºC

5. Definisi Sensor Temperature • Sensor yg mengkonversikan perubahan energi termal suatu objek menjadi energi listrik • Energi termal per molekul dari material dinyatakan dalam derajat temperatur tertentu

6. Tipe-Tipe Sensor Temperature • Thermometer • Thermocouple • RTD (resistance temperature detector) • Thermistor • Integrated (semiconductor) Circuit Sensor

7. Klasifikasi Sensor Temperature

8. RTD (Resistance Temperature Detector) • Bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperatur. Suhu meningkat, Resistansi meningkat.  known as PTC • Berbagai logam yg sering digunakan untuk RTD • Platina (linier, sangat mahal, umum dipakai) • Nikel (range temperatur lebih rendah, lebih murah, nonlinier) • Nikel alloys (range temperatur lebih rendah, lebih murah) • Tembaga (range temperatur lebih rendah)

9. RTD • Setiap metal mempunyai koefisien resistansi spesifik yg bervariasi terhadap temperatur dan ditentukan secara eksperimental • R = Resistansi (Ω) • A = Luas penampang (m2) • = koefisien resistansi (Ω-m) L = panjang kawat metal (m)

10. Konstruksi RTD • Penghantar yg digulungkan pada suatu form (biasanya koil) • Dilindungi tabung pelindung (menambah waktu respon) • Hubungan temperatur dan disipasi : T = Kenaikan temperatur karena self heating P = Disipasi daya pada RTD dalam W PD = Konstanta disipasi RTD dalam W/ºC

11. Pengukuran dengan RTD • Metode paling sensitif dengan menggunakan jembatan wheatstone

12. RTD

13. Thermistor • Thermistor = Thermal Resistor • Sensor temperatur berdasarkan perubahan resistansi semikonduktor terhadap temperatur

14. Thermistor • Umumnya resistansi turun terhadap temperatur (eksponensial, NTC) • Dibuat dari material semikonduktor Thermistor RTD Thermocouple

15. Karakteristik Thermistor • Resistansi tinggi 1 kΩ sampai 100 kΩ • Respon waktu cepat, untuk thermistor manik ½ detik • Lebih murah daripada RTD • Sensitivitas sangat tinggi (1000 kali lebih sensitif daripada RTD • Perubahan resistansi 10% per ºC. Misal resistansi nominal 10 kΩ maka resistansi akan berubah 1 kΩ utk setiap perubahan temperatur 1 ºC • Tidak sensitif terhadap shock dan vibrasi • Dilindungi capsul (plastik, teflon/material lembam) • Memperlambat waktu respon karena kontak termal kurang baik

16. Thermistor • Kepekaan yg tinggi thd perubahan temperatur  membuat termistor sangat sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi temperatur secara presisi • Untuk pengontrolan  perlu mengubah tahanan jd tegangan Gb. Rangkaian uji termistor sbg pembagi tegangan

17. Thermocouple • Pembuatan berdasarkan sifat termal bahan logam • Satu ujungnya dipanaskan  elektron2 dalam logam akan bergerak semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas  elektron2 bergerak ke arah ujung yang tdk dipanaskan

18. Infra Red Thermocouple • Tdk perlu sumber tegangan dan murah • How do they work? • Menerima energi panas dari objek yg mengubah panas menjadi potensial listrik • Menghasilkan sinyal keluaran milivolt.

19. Infra Red ThermocoupleKelebihan • Dapat mengukur objek yang bergerak, berputar atau bergetar • Dapat mengukur temperatur > 1500ºC • Tidak merusak atau mengotori permukaan objek yang diukur • Respon waktu dalam mili detik

20. Integrated Circuit Temp. Transducer • LM 135 -55 to 150 C Military • LM 225 -40 to 125 C Industrial • LM 335 -40 to 100 C Comercial • LM 34 • AD 592 and AD 590

21. Integrated Circuit Temp. Transducer • Vz = 2.73 + (10 mV / C ) T • T = Temperature in C • 400 uA < Iz < 5 mA