Judul buku:

PENGUKURAN TEKNIK

Oleh Raldi Artono Koestoer

The author has more than 20 years of teaching and research experience in thermal-fluid engineering sciences at University of Indonesia Faculty of Engineering.

ISBN 979-97726-1-3

Cover design oleh Ahmad Fauzan.

Finishing gambar oleh Ahmad Fauzan.

Pendorong semangat: Nandyputra, Harinaldi, Yulianto, Engkos, Imansyah dll.-

Sponsor: Laboratorium Perpindahan Kalor, Teknik Mesin FTUI.

Penerbit : Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Univ. Indonesia

Diperkenankan mengutip, mengcopy, menggandakan baik sebagian maupun seluruh isi

buku ini.

HAK CIPTA DILINDUNGI OLEH UNDANG-UNDANG

iKATA PENGANTAR

Buku PENGUKURAN TEKNIK,

Rasanya sudah beberapa kali saya menerbitkan buku dan diktat mengenai

Pengukuran Teknik. Akan saya coba urut seingat saya dari sejak tahun 1993 dalam bentuk

kertas ketikan yang mungkin waktu itu halamannya hanya berjumlah 40 an. Tahun 1996

dibuat dalam bentuk yang lebih baik oleh Nandy Setiadi sehingga bisa disebut diktat

Pengukuran Teknik. Tahun 1997, dalam bentuk penyelesaian soal-soal dari buku Holman

(Engineering Measurement) yang kemudian terbit atau dipublikasi diluar oleh penerbit

Andi Offset tahun 1998. Setelah mengalami perubahan yang cukup banyak dan masih

saja tetap terasa kurang dan tak pernah sempurna, jadilah buku Pengukuran ini, yang

boleh dibilang saya paksakan selesai karena akan digunakan untuk bahan kuliah bagi

mahasiswa Fakultas Teknik UI, Departemen Teknik Mesin, program Internasional tahun

2005 dalam bentuk buku-elektronik.

Beberapa perbaikan format dan disain telah dilakukan sehingga buku ini bisa

terbit sebagai buku normal biasa pada tahun 2005 ini. Kritik dan saran dari pembaca akan

diterima dengan lapang dada.

Jakarta, 01 Nov 2004.

Raldi Artono Koestoer

ii iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ........................................................................................................ iBAB 1 PENGUKURAN TEKANAN .............................................................................. 1

1.1. Sistem Pengukuran................................................................................................ 11.1.1. Tahap Detektor Transduser ...................................................................... 21.1.2. Tahap Intermediate...................................................................................... 21.1.3. Tahap Pembacaan........................................................................................ 2

1.2. Sistem Penginderaan Listrik ................................................................................. 31.2.1. Transduser Tahapan Variabel ...................................................................... 31.2.2. Transformator Diferensial........................................................................... 41.2.3. Transduser Kapasitif .....................................................................................

51.2.4. Transduser Piezoelektrik............................................................................. 51.2.5. Transduser Fotoelektrik .............................................................................. 61.2.6. Transduser Regangan Tahanan ................................................................... 7

1.3. Sistem Pengukuran Tekanan ................................................................................. 91.3.1. Manometer Tabung ................................................................................... 101.3.2. Tabung Bourdon........................................................................................ 111.3.3. Pengukur Diafragma ................................................................................. 12

1.4. Transduser Tekanan ............................................................................................ 141.4.1. Konsep Kerja Umum ................................................................................ 151.4.2. Mekanisme Gerakan Transduser............................................................... 151.4.3. Elemen dari Transduser Tekanan Diferensial dan Gauge ......................... 161.4.4. Aplikasi-aplikasi Khusus Transduser Tekanan Diferensial dan Gauge .... 16

1.5. Industrial Pressure Switch................................................................................... 171.5.1. Cara Pengoperasian................................................................................... 191.5.2. Penyetelan Tekanan................................................................................... 191.5.3. Beberapa Jenis Media Operasi yang Sesuai Digunakan ........................... 221.5.4. Spesifikasi Teknis Industrial Pressure Switch........................................... 231.5.5. Transduser Tekanan Diferensial dengan Kristal Kuarsa Sebagai Sensor . 25

1.6. Jenis-Jenis Transduser Tekanan Diferensial Dan Gauge .................................... 261.6.1. Differensial Pressure Transduser Model WGT-420.................................. 261.6.2. Modus Diferensial Pressure Transduser.................................................... 281.6.3. Seri PX80 Thick Film ............................................................................... 301.6.4. TO-8 PC Board Mount.............................................................................. 321.6.5. Micromachined Pressure Transducer for Noncorrosive Dry Gases.......... 321.6.6. Pressure Transducer P3 MB...................................................................... 331.6.7. Beberapa hbm Diferensial Pressure Transduser ....................................... 331.6.8. PX80-MV Wet/Wet Low Differential- Strain Gauge Pressure Transducer ..

341.6.9. PX82-MV Wet/Wet Low Differential Strain Gauge Pressure Transducer.

341.6.10. PX81-MV Wet/Wet High Accuracy-Differential Strain Gauge Pressure

Transducer................................................................................................. 35

ii iii

1.6.11. Model 264/C264 Very Low Differential ................................................... 351.6.12. Model 239/C239 High Accuracy Low Range Differential Pressure ........ 361.6.13. Tank Level Differential ............................................................................. 361.6.14. Differential Pressure Transducer Produk Megatron ................................. 381.6.15. Sable System International Transduser Tekanan PT-100P........................ 381.6.16. New Delta Plus Transduser Tekanan Diferensial Multiguna .................... 401.6.17. Transduser Tekanan Produk Sensotec Model Yang Tersedia.................... 411.6.18. SP 100 ....................................................................................................... 421.6.19. Psi-100 Milivolt Output Pressure Transducer........................................... 441.6.20. Semi-Conductor Pressure Transducer....................................................... 48

BAB 2 PENGUKURAN TEMPERATUR...................................................................... 492.1. Pengantar Termoelektrik ..................................................................................... 492.2. Fenomena Termoelektrik .................................................................................... 52

2.2.1. Perpindahan Kalor Konduksi.................................................................... 522.2.2. Rugi-rugi Joule.......................................................................................... 532.2.3. Efek Seebeck............................................................................................. 532.2.4. Efek Peltier................................................................................................ 542.2.5. Efek Thompson......................................................................................... 552.2.6. Konstruksi Instrumen................................................................................ 552.2.7. Pengukuran Potensial................................................................................ 552.2.8. Material ..................................................................................................... 56

2.3. Pengukuran Temperatur ...................................................................................... 592.3.1. Termokopel ............................................................................................... 60

2.3.1.1. Prinsip Kerja Termokopel............................................................ 602.3.1.2. Kombinasi Logam Termokopel ................................................... 632.3.1.3. Metode Pengukuran Termokopel................................................. 672.3.1.4. Termokopel Praktis...................................................................... 692.3.1.5. Model Termokopel....................................................................... 70

2.3.2. Resistance Thermometer Derector (RTDs).............................................. 742.3.2.1. Bahan RTD .................................................................................. 772.3.2.2. Efek Pemanasan Sendiri RTD ..................................................... 792.3.2.3. IEC 751 : Standar dan Toleransi RTD ......................................... 792.3.2.4. IEC 751 : Kode Warna................................................................. 80

BAB 3 PENGUKURAN KECEPATAN ALIRAN ......................................................... 823.1. Dasar Teori Flowmeter........................................................................................ 82

3.1.1. Bagian-bagian Fisik Flowmeter................................................................ 823.1.2. Unjuk Kerja Flowmeter ............................................................................ 823.1.3. Metoda Kalibrasi Flowmeter .................................................................... 84

3.2. Klasifikasi Flowmeter Berdasarkan Pendekatan Energi ..................................... 843.2.1. Pendekatan Energi Ekstraktif.................................................................... 853.2.2. Flowmeter Penghasil Diferensial Tekanan ............................................... 863.2.3. Flowmeter Penghasil Pulsa : Turbin Flowmeter....................................... 923.2.4. Flowmeter dengan Efek Seret : Rotameter ............................................... 923.2.5. Flowmeter Anjakan Positif : Rotating Disk Flowmeter............................ 93

3.3. Transduser Aliran................................................................................................ 933.3.1. Elemen-elemen Sensor Aliran Tekanan Diferensial ................................. 943.3.2. Elemen-elemen Sensor Aliran Mekanik ................................................... 94

iv

3.3.3. Sensor Aliran Oleh Karakteristik Fluida................................................... 963.4. Liquid Flowdual.................................................................................................. 96

BAB 4 SISTEM KENDALI ......................................................................................... 1034.1. Sistem Akuisisi ................................................................................................. 1054.1. Relay ................................................................................................................. 1074.3. Penguat.............................................................................................................. 107

4.3.1. Karakteristik dan Parameter Penguat...................................................... 1074.3.2. Rangkaian Penguat Dasar ....................................................................... 1094.3.3. Rangkaian Penguat Yang Digunakan...................................................... 112

4.4. Multiplekser / Demultiplekser .......................................................................... 1144.5. Konverter Analog Digital............................................................................... 1144.6. Pemakaian Sambungan Rujukan....................................................................... 115Pemakaian Sambungan Rujukan............................................................................... 115

4.6.1. Karakteristik dan Parameter OP-AMP.................................................... 1214.6.2. Persyaratan Catu Daya Untuk OP-AMP................................................. 126

4.6.2.1. Penerapan Stabilitas Rangkaian................................................. 1274.6.2.2. Rangkaian Penyangga (Buffer) ................................................. 1284.6.2.3. Sambungan Rujukan.................................................................. 1284.6.2.4. Pemilihan Catu Daya ................................................................. 129

4.7. Level Control Relay.......................................................................................... 1314.7.1. Komponen............................................................................................... 1324.7.2. Prinsip Kerja ........................................................................................... 1374.7.3. Perhitungan Matematis dari LCR ........................................................... 138

BAB 5 STRAIN GAUGE DAN LOADCELL ............................................................. 1395.1. Sensor Gaya Elektrik dan Elektronik................................................................ 139

5.1.1. Komponen Komponen Sistem ............................................................. 1405.1.2. Cara Kerja Dasar dari Load Cell............................................................. 1405.1.3. Strain Gage.............................................................................................. 1425.1.4. Kompensasi Strain Gage......................................................................... 1435.1.5. Strain Gage dan Pengukuran Perubahan Tahanan Yang Kecil................ 1445.1.6. Pemakaian Strain Gage Data .................................................................. 1455.1.7. Penempelan Strain Gage ......................................................................... 1455.1.8. Perubahan Tahanan Pada Strain Gage .................................................... 1465.1.9. Proses Peningkatan Tegangan Pada Strain Gage Amplifier.................... 146

5.2. Load Cell........................................................................................................... 147

vDAFTAR GAMBAR, TABEL & GRAFIK

Gambar 1-1 Diagram Blok Sistem Pengukuran.............................................................1

Table 1-1 Berbagai Macam Peralatan Pengukuran........................................................3

Gambar 1-2 Potensiometer Dengan Beban ...................................................................4

Gambar 1-3 Transformator Diferensial ..........................................................................4

Gambar 1-4 Skema Transduser Kapasitif ......................................................................5

Gambar 1-5 Efek Piezoelektrik........................................................................................6

Gambar 1-6 Efek Fotoelektrik .........................................................................................7

Gambar 1-7 Skema Jembatan Wheatstone ...................................................................8

Gambar 1-8 Rangkaian Jembatan Yang Dikompensasi Terhadap Temperatur...........9

Gambar 1-9 Berbagai Macam Tekanan ........................................................................10

Gambar 1-10 Skema Manometer Tabung U ................................................................ 11

Gambar 1-11 Skema Tabung Bourdon.........................................................................12

Gambar 1-12 Skema Diafragma ...................................................................................13

Gambar 1-13 Diafragma yang Dilengkapi Pengukur Regangan Tahanan .................13

Gambar 1-14 Diafragma Bergelombang ......................................................................13

Gambar 1-15 Gambar Alat Industrial Pressure Switch ...............................................18

Gambar 1-16 Dimensi Industrial Pressure Switch ......................................................18

Gambar 1-17 Komponen (Stock No.317-134 Source : Terry Francis - RS Interna-

tional UK)...............................................................................................19

Grafik 1-1 Histerisis Pegas Merah.................................................................................21

Grafik 1-2 Histerisis Pegas Putih (Standar Terpasang)...............................................21

Grafik 1-3 Histerisis Pegas Biru ....................................................................................22

Table 1-2 Beberapa Jenis Media Operasi .....................................................................23

Table 1-3 Data Teknis Pegas Biru (6702-OB), Putih (6702-OW) dan Merah (6702-

vi vii

OR) .........................................................................................................24

Grafik 1-4 Kisaran Penyetelan Diferensial ...................................................................24

Gambar 1-18 Differential Pressure Transducer model WGT-420. (left) Enclosure

Mounting, (right) Snap-In Mounting ...................................................27

Table 2-1 Limit Temperatur dan Karakteristik Beberapa Termoelektrik ...................58

Table 2-2 Titik Rujukan Untuk Kalibrasi.......................................................................59

Gambar 2-1 Prinsip Kerja Termokopel .........................................................................60

Gambar 2-2 Efek Peltier ................................................................................................60

Gambar 2-3 Efek Thompson .........................................................................................61

Gambar 2-4 Hukum Logam Perantara .........................................................................62

Gambar 2-5 Hukum Temperatur Perantara .................................................................62

Table 2-3 Logam-Logam yang Bisa Digunakan Dalam Pengukuran Temperatur Ter-

moelektrik..............................................................................................63

Table 2-4 Kabel Perluasan Termokopel........................................................................64

Table 2-5 Gaya Gerak Listrik Yang Dihasilkan Termokopel Tipe-K (sambungan ruju-

kan pada 0o) .........................................................................................65

Gambar 2-6 Contoh Gambar Produk Termokopel Yang Dikeluarkan Pabrik .............65

Gambar 2-7 Rangkaian Metoda Defleksi......................................................................66

Gambar 2-8 Rangkaian Metode Potensiometer ...........................................................67

Gambar 2-9 Industrial Terrmokopel.............................................................................70

Gambar 2-10 Enclosed Thermocouple Probe and Heat ..............................................70

Gambar 2-11 Hand-held Probe and Pipe Probe...........................................................71

Gambar 2-12 Duty Industrial Metal Sheated and High Temperature Ceramic Sheated

Thermocouples With Terminal Head Assemblies ................................72

Gambar 2-13 Therrmocouple Connecctors ..................................................................73

Gambar 3-1 Pengukuran Aliran Dengan Elemen Sensor Tekanan Diferensial: (a) Orifis,

(b) Venturi, (c) Pitot, (d) Persimpangan Sentrifugal (siku), (e) Persimpan-

gan Sentrifugal (loop), (f) Nosel, (g) Pengukuran Tingkat Aliran.....93

vi vii

Gambar 3-2 Contoh Liquidflowdual ..............................................................................94

Gambar 3-3 Turbin Flowmeter......................................................................................97

Gambar 4-1 Diagram Loop Terbuka ...........................................................................102

Gambar 4-2 Diagram Blok Loop Tertutup..................................................................102

Gambar 4-3 Diagram Blok Sistem Akuisisi ................................................................104

Gambar 4-4 Lambang Penguat Dasar ........................................................................105

Gambar 4-5 Pembanding Tegangan ...........................................................................107

Gambar 4-6 Penguat Membalik ..................................................................................108

Gambar 4-7 Penguat Tak Membalik ...........................................................................109

Gambar 4-8 Penguat Pengikut Tegangan ..................................................................109

Gambar 4-9 Penguat Selisih Tegangan ...................................................................... 110

Gambar 4-10 Sistem Penguat Instrumentasi ............................................................ 111

Gambar 4-11 ADC 0804 Yang Dirangkai Untuk Operasi Kontinyu........................... 113

Gambar 4-12 Metode-metode Konvensional Untuk Menerapkan Suhu Rujukan Dalam

Rangkaian Termokopel ....................................................................... 114

Gambar 4-13 Metode Kompensasi dengan Dua Kawat Logam ................................ 115

Gambar 4-14 Kompensasi dengan Prinsip Potensiometer........................................ 115

Gambar 4-15 Kompensasi dengan Termostat ........................................................... 116

Gambar 4-16 Kompensasi Sambungan Rujukan dengan Bridge ............................. 117

Gambar 4-17 Diagram Blok OP-Amp ......................................................................... 118

Gambar 4-18 Gambar Simbol Skematis OP-Amp Standar ....................................... 119

Gambar 4-19 Penolakan Modus Sekutu .....................................................................122

Gambar 4-20 Penguat Selisih Tegangan....................................................................124

Gambar 4-21 Gambar Rangkaian Penyangga ...........................................................126

Gambar 4-22 Gambar Rangkaian OP-Amp dan Sambungan Rujukan.....................128

Gambar 4-23 Isolation Probe and Voltage AC Probe ................................................134

Gambar 5-1 Contoh Load Cell.....................................................................................139

Gambar 5-2 Contoh Strain Gage ................................................................................140

viii

Gambar 5-3 Sirkui Kompensasi Strain Gage .............................................................141

Table 5-1 Perbandingan Gage Factor Berbagai Jenis Strain Gage...........................142

..............................................................................................................145

Gambar 5-4 Contoh Load Cell.....................................................................................146

1BAB 1 PENGUKURAN TEKANAN

1.1. Sistem Pengukuran

Mengukur adalah membandingkan parameter pada obyek yang diukur terhadap

besaran yang telah distandarkan, sedangkan pengukuran merupakan suatu usaha untuk

mendapatkan informasi deskriptif-kuantitatif dari variabel-variabel fisika dan kimia suatu

zat atau benda yang diukur, misalnya panjang 1m atau massa 1 kg dan sebagainya. Secara

umum sistem pengukuran dapat dibagi menjadi tiga tahap, yaitu (Beckwith, 1981) :

Tahap detektor - transduser

Tahap intermediat, pengkondisian sinyal

Tahap pembacaan, untuk jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.1

Tahap pertama data dari obyek dibaca oleh sensor, kemudian dikondisikan pada

tahap intermediat dan akhirnya data tersebut memasuki tahap akhir seperti tampilan hasil,

kendali dan sebagainya.

Gambar 1-1 Diagram Blok Sistem Pengukuran

2 3

1.1.1. Tahap Detektor Transduser

Fungsi utama tahap ini adalah mendeteksi atau merasakan adanya perubahan

besaran fisik pada obyek yang diukur. Tahap ini harus kebal terhadap pengaruh lain yang

tidak dikehendaki, misalnya sensor gaya tidak boleh terpengaruh oleh percepatan atau

sensor percepatan linier, tidak boleh berubah oleh perubahan percepatan sudut. Tetapi

hal tersebut tidak pernah didapati secara ideal, perubahan-perubahan kecil oleh variabel

lain tersebut masih dapat diterima selama masih berada dalam batasan-batasan yang

diizinkan.

1.1.2. Tahap Intermediate

Tahap ini adalah tahap penkondisian sinyal yang dihasilkan pada tahap pertama

agar dapat dinyatakan ke tahap terakhir. Perlakuan yang dilakukan pada tahap ini

biasanya penyaringan, penguatan dan transformasi sinyal. Fungsi umum tahap ini adalah

meningkatkan kemampuan sinyal ke level yang mampu mengaktifkan tahap akhir.

Peralatan pada tahap ini harus dirancang sedemikian rupa agar sesuai dengan kondisi

antara tahap pertama dan tahap terakhir.

1.1.3. Tahap Pembacaan

Tahap ini mengandung informasi dalam level yang dapat disensor oleh manusia

dan/atau perangkat kendali. Jika keluaran diharapkan dapat dibaca oleh manusia, maka

lebih sering berbentuk :

gerakan relatif, misalnya jarum penunjuk skala atau gerakan gelombang pada

osiloskop,

digital, bentuk ini mempresentasikan angka-angka, misalnya odometer mobil,

termometer digital dan sebagainya.

Berikut ini akan diberikan beberapa contoh peralatan menyangkut ketiga tahap

diatas.

2 3

Tahap ISensor-Transduser

Tahap IIPengkondisian Sinyal

Tahap IIIPembacaan

Mekanik :pegas, diafragma, tabung bourdon dsb.

Mekanik :rodagigi, peluncur, cam, dsb.

Indikator : skala, kolom likuid, dsb.

Hidrolik :orifice, venturi pelambung, dsb.

Hidrolik :pipa, katup, dsb.

Digital :layar numerik

Optik : Fotoelektrik fotovoltaik, dsb.

Optik :Lensa, serat - optik dsb.

Rekorder :Pencetak, perekam, dsb.

Elektrik :Tahanan, kapasitif, dsb.

Elektrik :Penguat, filter, dsb.

Kendali :relay, katup pengaman, dsb.

Table 1-1 Berbagai Macam Peralatan Pengukuran

sumber (Beckwith, 1981)

1.2. Sistem Penginderaan Listrik

Seperti diuraikan sebelumnya bahwa transduser dapat mengubah bentuk sinyal ke

sinyal yang lain agar dapat dibaca pengamat, tetapi pengubahan sinyal kebentuk sinyal

listrik akan menjadi lebih baik karena dalam bentuk ini besaran tersebut lebih mudah

diukur. Pada bagian ini akan dibahas beberapa piranti yang dapat mentransformasikan

suatu bentuk sinyal ke sinyal listrik (Holman, 1985).

1.2.1. Transduser Tahapan Variabel

Transduser ini merupakan piranti yang sangat umum yang dapat dibuat dalam

kontak geser pada kawat luncur, kontak geser pada kumparan kawat, atau yang dapat

digerakkan menurut gerakan sudut. Piranti ini sering dikenal dengan potensiometer

tahanan (resistance potentiometer). Transduser tahanan ini berguna untuk mengubah

perpindahan linier atau perpindahan sudut menjadi sinyal listrik.

4 5

Gambar 1-2 Potensiometer Dengan Beban

1.2.2. Transformator Diferensial

Prinsip kerjanya adalah tiga buah kumparan yang disusun secara linier dengan

inti magnet yang dapat disusun secara linier dengan inti magnet yang dapat digerakkan

dengan bebas didalam kumparan itu. Skemanya dapat dilihat pada gambar 1. 3

Gambar 1-3 Transformator Diferensial

Tegangan masukan arus bolak balik diberikan pada kumparan tengah. Tegangan

keluaran dari kedua kumparan ujung, bergantung pada pasangan magnet antara inti dan

kumparan, yang berubah menurut gerakan inti.

4 5

1.2.3. Transduser Kapasitif

Seperti terlihat pada gambar 4 kapasitansi kapasitor tersebut ditentukan oleh :

Equation 1-1

dengan = konstanta dielektrik

A = luas plat yang berimpit

d = jarak antara plat

Susunan plat ini dapat digunakan untuk mengukur perubahan dalam arah gerak d

atau perubahan luas A melalui perubahan kapasitansi. Alat ini banyak digunakan untuk

mengukur perubahan tinggi permukaan zat cair.

Gambar 1-4 Skema Transduser Kapasitif

1.2.4. Transduser Piezoelektrik

Gambar 1.5 memperlihatkan skema piezoelektrik. Kristal piezoelektrik

(piezoelectric) ditempatkan diantara plat elektrode, bila kedua plat diberikan gaya maka

kristal tersebut akan mengalami deformasi. Dengan kristal tersebut tertentu, deformasi

ini akan mengakibatkan timbulnya beda potensial pada permukaan kristal, pengaruhnya

disebut efek piezoelektrik.

6 7

Gambar 1-5 Efek Piezoelektrik

Muatan induksi kristal tersebut sebanding dengan gaya yang diberikan.

Equation 1-2

dengan Q = muatan (coulomb)

d = konstanta piezoelektrik

F = Gaya (N)

Tegangan keluar kristal adalah :

Equation 1-3

dengan t = tebal kristal (m)

p = tekanan (Pa)

g = kepekaan tegangan (V.m/N).

1.2.5. Transduser Fotoelektrik

Transduser Fotoelektrik

Transduser fotoelektrik (photoelectric transducer) mengubah berkas cahaya

menjadi sinyal listrik, seperti tampak pada gambar 1. 6.

6 7

Gambar 1-6 Efek Fotoelektrik

Cahaya menimpa sebuah katoda fotoemisif dan membebaskan elektron,

yang ditarik kearah anoda, dengan demikian arus listrik mengalir. Katoda dan anoda

ditempatkan dalam sampul gelas atau kuarsa, yang dihampakan.

1.2.6. Transduser Regangan Tahanan

Pengukur regangan tahanan (Resistance strain gage) merupakan piranti yang

banyak dipakai untuk pengukuran regangan. Prinsip dasarnya sama dengan potensiometer

tahanan, dimana konduktor akan berubah tahanannya jika mengalami suatu deformasi

mekanis. Biasanya konduktor tersebut disatukan dengan spesimen yang akan diukur.

Sebuah rangkaian jembatan dapat dipakai untuk memodifikasi piranti ini, seperti

terlihat pada gambar 1. 7 berikut ini.

8 9

Gambar 1-7 Skema Jembatan Wheatstone

Tegangan listrik pada detektor diberikan oleh :

Equation 1-4

Jika jembatan itu dalam keadaan seimbang, maka ED = 0. Misalkan R

1 adalah

tahanan yang dapat berubah karena regangan. Andaikan jembatan seimbang pada waktu

tidak ada regangan, dan

Equation 1-5

tahanan akan berubah sebesar R1 pada regangan sebesar . Tegangan listrik

karena regangan :

8 9

Gambar 1-8 Rangkaian Jembatan Yang Dikompensasi Terhadap Temperatur

ED yang dihasilkan akan sangat kecil sehingga perlu diperkuat. Keluaran

yang dihasilkan akan berubah dengan berubahnya temperatur pada benda uji dengan

meletakkan R2 berada pada temperatur yang sama dengan R

1 maka pengaruh temperatur

dapat dikompensasi, seperti terlihat pada gambar 1. 8.

1.3. Sistem Pengukuran Tekanan

Tekanan (pressure) adalah gaya yang bekerja persatuan luas, dengan demikian

satuan tekanan identik dengan satuan tegangan (stress). Dalam konsep ini tekanan

didefinisikan sebagai gaya yang diberikan oleh fluida pada tempat yang mewadahinya.

Tekanan mutlak (absolute pressure) adalah nilai mutlak tekanan yang bekerja pada wadah

tersebut. Tekanan relatif atau tekanan pengukuran (gage pressure) adalah selisih antara

tekanan mutlak dan tekanan atmosfir. Tekanan vakum atau hampa (vacuum) menunjukkan

seberapa lebih tekanan atmosfir dari tekanan mutlak ( Holman, 1985).

Grafik dibawah ini menunjukkan perbedaan diantara ketiga tekanan diatas.

10 11

Gambar 1-9 Berbagai Macam Tekanan

Beberapa satuan tekanan yang umum dipakai :

1 atm (atmosfir) = 14,696 psi

= 1,01325 x 105 (Pa)

= 760 mmHg

1 Pa (paskal) = 1 (N/m2)

1 Torr = 1 mmHg

1 Bar = 105 Pa

Pada bagian berikut ini akan diuraikan beberapa peralatan yang sering digunakan

untuk pengukuran tekanan (Holman, 1985)

1.3.1. Manometer Tabung

Manometer sangat banyak digunakan untuk pengukuran tekanan fluida pada keadaan

stedi. Gambar 1.10 memperlihatkan sebuah manometer tabung U. Perbedaaan tekanan

yang tidak diketahui p dengan tekanan atmosfir, Pa , merupakan fungsi ketinggian h.

10 11

Gambar 1-10 Skema Manometer Tabung U

Pembacaan pada skala tersebut dinyatakan oleh :

Equation 1-6

atau

Equation 1-7

dengan P : tekanan yang akan diukur

pa : tekanan atmosfir

m : densitas fluida manometer

f : densitas fluida transmisi

Manometer dapat pula dipasang dalam posisi miring agar mendapat skala yang

lebih teliti.

1.3.2. Tabung Bourdon

Pengukur tabung Bourdon banyak digunakan untuk pengukuran tekanan statik,

harganya relatif murah, tetapi cukup dapat diandalkan. Konstruksi tabung Bourdon

dapat dilihat pada gambar 1. 11. Tabung Bourdon biasanya mempunyai penampang

elips dan konfigurasi "C". Bila terdapat tekanan dalam tabung tersebut, akan terjadi

deformasi elastik pada tabung, yang dalam keadaan ideal sebanding dengan tekanan.

Ujung pengukur ini dihubungkan dengan suatu penghubung Berpegas yang memperbesar

perpindahan dan mengubahnya menjadi gerakan putar pada jarum penunjuk. Penghubung

12 13

itu dibuat sedemikian rupa sehingga mekanisme tersebut dapat diukur untuk memberikan

kelinieran yang optimum.

Gambar 1-11 Skema Tabung Bourdon

1.3.3. Pengukur Diafragma

Pengukur diafragma merupakan piranti deformasi elastis yang banyak digunakan

dalam pengukuran tekanan. Dalam gambar 1. 12 diperlihatkan diafragma rata diberi

perbedaan tekanan 1

- 2. Diafragma ini akan mengalami defleksi sesuai dengan

perbedaan tekanan tersebut.

Pada diafragma dipasang pengukur regangan tahanan untuk mengetahui

deformasi, seperti terlihat pada gambar 1.13. Keluaran dari pengukur ini merupakan

fungsi tegangan setempat, yang tentunya sangat berhubungan dengan defleksi diafragma

dan beda tekanan tersebut. Defleksi pada umumnya linier dengan jika defleksi tersebut

kurang dari 1/3 tebal diafragma.

12 13

Gambar 1-12 Skema Diafragma

Gambar 1-13 Diafragma yang Dilengkapi Pengukur Regangan Tahanan

Untuk memudahkan respon linier dalam jangkauan defleksi yang lebih luas dan

mengatasi kendala sepertiga tebal diafragma dapat dibuat dengan bentuk bergelombang

seperti gambar 1.14.

Gambar 1-14 Diafragma Bergelombang

14 15

1.4. Transduser Tekanan

Transduser tekanan digunakan pada industri saat-saat ini cenderung tampil khas.

Badan dengan bentuk bulat, batang ber-stainless steel dengan sambungan pipa pada salah

satu akhirnya dan sebuah kabel di akhir yang lain. Stainless steel digunakan dikarenakan

ketangguhannya yang tinggi dan ketahanannya terhadap korosi.

Dimulai dengan pipa yang berulir di bagian akhir, suatu port atau pembuka

mempunyai diafragma stainless steel didalamnya guna melindungi elemen sensor dari

media yang sedang diukur (berupa tekanan zat cair atau gas). Ujung lain dari diafragma

terdapat satu sisi dari elemen sensor. Elemen aktual yang ada adalah strain gauge, yakni

elemen resistif dimana resistansi berubah dengan sejumlah regangan yang diberlakukan

padanya. Resistor geser ini membentuk satu kaki dari sirkuit jembatan. Sisi lain dari

elemen regangan adalah port referensi dimana merupakan rujukan dari port pengukur.

Semua transduser punya 2 sisi tersebut. Bila salah satu sisi mempunyai hubungan

tekanannya sendiri (pressure connection) dan alat tersebut disebut transduser tekanan

diferensial. Konvensinya disebut Pounds per Square Inch Differential (PSID). Sementara,

menghubungkan salah satu port dengan tekanan atmosfir memungkinkan terukurnya

tekanan gauge (PSI Gauge), dengan alatnya berupa transduser tekanan gauge.

Ada 2 jenis konvensi tekanan gauge yang berbeda yakni: sealed gauge dan vented

gauge. Pengukuran sealed gauge dilakukan dengan menghubungkan port tekanan pada

wadah yang di-sealed yang bertekanan atmosfir (ditulis PSISG). Masalah yang timbul

dengan skala PSISG ini adalah, nilai yang sama pada ketinggian kaki air (feet air) akan

terbaca berbeda tergantung pada tekanan barometrik lokal. Lebih jauh lagi, transduser ini

didesain untuk mencegah media (zat) ambien memasuki badan transduser. Aplikasinya

dibuat dengan atmosfir parsial dari Helium yang dikurung di dalam. Penggunaan PSI

Vented Gauge (PSIVG) terlihat pada proses perbandingan tekanan dengan ventilasi

lokal yang terbuka terhadap tekanan atmosfer sehingga mengeliminasi setiap perubahan

dengan perubahan tekanan barometrik.

Sementara itu, dikenal pula transduser dengan tekanan absolut, dimana acuannya

14 15

adalah ruang hampa udara. Biasanya, tampilan transduser ini rapat tertutup. Beberapa

transduser absolut ini direferensikan dengan ubub atau kapsul. Konvensinya adalah PSI

Absolute (PSIA).

1.4.1. Konsep Kerja Umum

Dalam transduser tekanan terdapat unit yang disebut pressure force summing

device. Alat ini mendeteksi dan mengkonversi tekanan menjadi anjakan positif, yang

melahirkan transduksi listrik.Alat-alat ini misalnya berupa diafragma, convoluted /

corrugated diaphragm, kapsul dan ubub serta tabung Bourdon.

Entitas-entitas yang dilibatkan pada pressure force summing adalah massa,

konstanta pegas dan frekuensi alami. Berikut ini adalah rumus frekuensi alami, yakni:

Equation 1-8

dimana : fn = frekuensi alami

K = konstanta pegas

M = massa

Penambahan gaya dapat dikonversikan menjadi variasi dari alat listrik yang

berbeda. Umumnya, jenis sensor transduksi dan alat penambah gaya tergantung pada

jumlah mechanical travel, dalam konteks ini adalah bentuk diferensial dan tekanan

gauge.

1.4.2. Mekanisme Gerakan Transduser

Sejumlah besar transduser dilibatkan pada gerakan umum, anjakan dari titik

yang pasti, atau paling tidak dalam bentuk posisi terhadap rujukan tertentu. Komponen-

komponennya dalah potensiometer, synchro dan linear variable differential transformer

(LVDT). Komponen-komponen ini memungkinkan timbulnya sinyal listrik dan mekanik,

yakni:

1. Potensiometer terdiri dari dasar, elemen resistansi, kontak listrik (tap), slider,

dan poros serta bantalan. Jenis-jenis potensiometer adalah : konduktif plastik

16 17

(putaran tunggal), wire-wound rotary trimmer, dan rectilinear.

2. Synchro menyediakan indikasi mekanis dari posisi poros sebagai hasil masukan

atau keluaran listrik yang menggambarkan beberapa fungsi dari anjakan angular

poros. Jenis-jenisnya adalah torsi, kontrol dan resolver (induksi).

3. LVDT adalah elemen induktif silang yang utama. LVDT menghasilkan sinyal

listrik yang proporsional dengan anjakan linear dari badan transduser. Ada 2

elemennya yakni armature (penghasil tegangan listrik dari kumparan primer ke

sekunder) dan transformer.

1.4.3. Elemen dari Transduser Tekanan Diferensial dan Gauge

Transduser tekanan diferensial dan gauge dikategorikan ke dalam transduser

pasif. Transduser pasif merespon dengan bergerak secara mekanis guna menghasilkan

suatu perubahan listrik. Dalam konteks ini, elemen yang terdapat pada transduser tekanan

diferensial dan gauge adalah elemen strain-gage, yang akan dijelaskan lebih lanjut pada

bab berikut.

1.4.4. Aplikasi-aplikasi Khusus Transduser Tekanan Diferensial dan

Gauge

Aplikasi khusus berarti penggunaan konsep dasar transduser tekanan diferensial

dan tekanan gauge pada kasus-kasus tertentu yang khas dimana kekhasan ini bertitik

tolak pada kondisi pemakaian, sensor khusus dan komponen-komponen spesifik. Berikut

ini adalah aplikasi-aplikasi khusus dari transduser tekanan diferensial dan tekanan gauge,

yakni:

Transduser Aliran (Flow Transducers)

Compact Differential-Pressure Transducer

Transduser Tekanan Diferensial dengan Kristal Kuarsa Sebagai Sensor

Pengukuran tekanan rendah

Diaphragm meter

16 17

1.5. Industrial Pressure Switch

Industrial Pressure Switch adalah suatu alat berupa saklar tekanan yang banyak

digunakan di bidang industri dalam kondisi pengukuran yang bersifat heavy-duty. Dalam

pengukuran tekanan, saklar ini terletak pada tahap awal pengukuran, yaitu tahap sensor-

transduser. Pressure switch ini memungkinkan pengguna mengatur dan menyesuaikan

tekanan dalam kisaran yang diinginkan serta menset ulang (preset) hysteresis pada

tekanan yang meningkat dan menurun.

Bentuk luar saklar ini berupa rumah saklar dengan tutup yang terisolasi ganda

dengan kode IP65. Kerja saklar ini dilakukan oleh dua buah saklar mikro (microswitches)

tipe RS V3 yang disetel untuk menunjukkan perubahan sebesar 2 psi (pada 50 psi) pada

tekanan yang meningkat. Pressure switch ini disertai tiga buah pegas dengan kode warna

yang berbeda-beda yang masing-masing mewakili kisaran-kisaran tekanan sehingga total

ketiganya berkisar antara 20 psi hingga 200 psi. Pegas untuk kisaran tengah, yaitu pegas

berwarna putih dipasang sebagai standar.

Keadaan tekanan secara pendekatan dapat dilihat melalui suatu bukaan kecil

pada tutup (rumah saklar) dan posisi sekrup pengatur tekanannya dapat dikunci pada

posisi yang diinginkan dengan menggunakan kunci segienam 1,5 mm A/F. Pemasangan

kabel dilakukan melalui lubang tap M20 yang sesuai untuk kabel listrik yaitu RS Cable

Glands atau RS Flexible Conduit. Input tekanan masuk melalui penghubung kuningan

dengan standar 14inci BSP dan diafragma disegel pada posisinya agar aman. Bahan yang

mengalami kontak dengan sistem tekanan adalah brass & nitrile rubber sehingga saklar

tersebut sesuai untuk digunakan bersama fluida apapun yang berfungsi sebagai media

operasi.

18 19

Spesifikasi Teknis Umum :

- Kisaran Tekanan : 20 200 psi (tiga pegas)

- Overpressure maksimum : 500 psi

- Keakuratan : 1% (pada temperatur konstan)

- Kisaran Temperatur operasi : -50C - +700C

- Penyetelan Histeresis : 4 setelan

- Umur mekanis : 106 operasi

- Kerja saklar dgn. 2 saklar mikro V3SPDT

terpisah

- Rating : 250V 1A

- Penghubungan tekanan : Penghubung

BSP 14 inci

- Material kontak dgn. fluida : brass nitrile

rubber

- Material rumah saklar : Flame retardent

Glass nylon

- Material pegas : High Tensile Steel

- Material Diafragma : Reinforced nitrile rubber

Gambar 1-15 Gambar Alat Industrial Pressure Switch

Gambar 1-16 Dimensi Industrial Pressure Switch

18 19

Keterangan Gambar :

A Adjusting Screws

B Locking Screws

C Knob

D Locking Screw (M3)

E Retaining Clip

F Springs (Red/White/Blue)

G Fulcrum Point

1 Common Electrical Connection

2 Electrical Connection (opens on pressure rise)

3 Electrical Connection (closes on pressure rise)

Gambar 1-17 Komponen (Stock No.317-134 Source : Terry Francis - RS Interna-tional UK)

1.5.1. Cara Pengoperasian

Saklar ini di set untuk beroperasi antara 2 psi (pada 50 psi) untuk tekanan yang

meningkat. Titik trip relatif antara dua saklar bisa diatur sampai batas tertentu dengan

melonggarkan sekrup pengunci B dan memutar sekrup pengatur A. Hal ini menyebabkan

saklar bisa beroperasi pada dua tekanan yang berbeda atau melakukan operasi secara

bersamaan pada tekanan naik dan turun.

1.5.2. Penyetelan Tekanan

Terdapat tiga pegas dengan kode warna yang bekerja pada jangkauan berikut :

- Merah : 20 50 psi (1,4 3,5 bar)

- Putih : 40 100 psi (2,7 6,9 bar) dipasang sebagai standar

- Biru : 80 200 psi (5,5 13,8 bar)

20 21

Sekrup penyetelan tekanan bisa diatur tanpa melepas tutup dengan memutar

kenop C. Jika diperlukan kenop ini bisa dikunci dengan menggunakan sekrup M3 D yang

mempunyai 1,5 mm /AF lubang segienam. Perkiraan penyetelan tekanan bisa dilihat

melalui bukaan kecil pada tutup .

Apabila saklar diperlukan untuk beroperasi pada kisaran tekanan tertentu maka

pegas dapat diganti sesuai kisaran tekanan yang diperlukan .Untuk mengganti pegas,

putar sekrup penyetel hingga nilai terendah dan lepaskan penahan E. Buka sekrup

pengunci D, teruskan membuka sekrup penyetel tekanan dan lepaskan dari rumah saklar

.Setelah itu pegas dapat dilepas dan diganti .Pemasangan pegas pengganti harus benar-

benar terpasang dengan baik kembali .Untuk pemasangan kembali perhatikan urutan

pemasangan.

Histeresis pada saklar , yaitu perbedaan tekanan yang terjadi pada saat saklar

bekerja pada tekanan meningkat dan pada saat tekanan menurun, dapat diatur dengan

menggerakkan titik fulcrum G pada actuator lever .Hal ini dapat dilakukan dengan

memindahkan sekrup pengunci pada dudukan titik fulcrum .Dudukan dilepas dari

tempatnya dan dipindahkan ke posisi yang diinginkan. Actuator lever harus ditahan

selama titik fulcrum dipindahkan untuk memudahkan pemasangan dan untuk mencegah

pegas lever terlepas dari tempatnya.

Diafragma tekanan disegel pada posisinya dan tidak dapat dipindahkan atau

diganti serta tidak mudah dirusak. Selain itu, untuk alasan keamanan, tidak diperkenankan

mengoperasikan saklar dengan tutup terbuka.

Karakteristik operasi saklar tekanan dengan penggunaan ketiga pegas di atas dan

pengaturan histeresis yang berbeda-beda ditunjukkan pada ketiga grafik di bawah.

20 21

Grafik 1-1 Histerisis Pegas Merah

Grafik 1-2 Histerisis Pegas Putih (Standar Terpasang)

22 23

Grafik 1-3 Histerisis Pegas Biru

1.5.3. Beberapa Jenis Media Operasi yang Sesuai Digunakan

Berikut ini terdapat beberapa jenis media operasi yang dapat digunakan beserta taraf

kesesuaiannya masing-masing :

Pressure / Vacuum Medium 6702 (No. Kode Produk)Aseton S

Amonia (cair) S

Amil Alkohol - 200C S

Cairan rem otomotif S

Bir S

Butan R

Karbon dioksida kering R

Asam sitrat R

Tembaga sulfat (larutan) S

Udara mampat R

Cutting oil R

Diesel Oil R

22 23

Larutan deterjen R

Bensin R

Glikol R

Hydraulic oil R

Hidrogen R

Minyak pelumas R

Susu S

Mineral oil R

Gas alam R

Oksigen hingga 700C R

Minyak tanah R

Larutan plat (krom) S

Air garam S

Air Limbah R

Terpentin R

Cuka S

Air R

Table 1-2 Beberapa Jenis Media Operasi

Ket. : R = Recommended ; S = Suitable with modification

1.5.4. Spesifikasi Teknis Industrial Pressure Switch

Spesifikasi teknis alat Industrial Pressure Switch baik menggunakan pegas biru

(6702-OB), putih (6702-OW) atau merah (6702-OR) secara umum sama. Perbedaan

antara ketiganya hanya terletak pada kisaran tekanan yang dapat diukurnya dan kisaran

penyetelan diferensial pada masing-masing jenis pegas. Data-data teknis dengan

masing-masing jenis pegas dapat dilihat pada tabel berikut :Parameter 6702-OR 6702-OW 6702-OB

Kisaran tekanan (psi) 20-40 40-100 80-200

Kisaran tekanan (bar) 1,4-3,5 2,76-6,84 5,52-13,74

Penghubung tekanan Brass 14BSP Brass 14BSP Brass 14BSP

Kode warna pegas Merah Putih Biru

24 25

Kisaran penyetelan diferensial Lihat grafik Lihat grafik Lihat grafik

Ketahanan thd. Tekanan 500 psi 500 psi 500 psi

Keakuratan penyetelan 10% 10% 10%

Kisaran temperatur -50C - +700C -50C - +700C -50C - +700C

Electrical Data Switch 2 pole change over 2 pole change over 2 pole change over

Contact rating nominal 21(8)A250V 21(8)A250V 21(8)A250V

Enclosure rating to IEC 144 IP65 ; Class II isolasi ganda IP65 ; Class II isolasi ganda

IP65 ; Class isolasi ganda

Masukan kabel Kawat kabel listrik M20 Kawat kabel listrik M20 Kawat kabel listrik M20

Rumah saklar Glass loaded nylon Glass loaded nylon Glass loaded nylon

Pegas Baja pegas Baja pegas Baja pegas

Diafragma Reinforced nitrile Reinforced nitrile Reinforced nitrile

Kontak dengan medium Brass/nitrile Brass/nitrile Brass/nitrile

Bobot (dalam gram) 300 300 300

Table 1-3 Data Teknis Pegas Biru (6702-OB), Putih (6702-OW) dan Merah (6702-OR)

Grafik 1-4 Kisaran Penyetelan Diferensial

24 25

Industrial Pressure Switch merupakan alat berupa saklar tekanan yang digunakan

untuk keperluan industri. Saklar ini berfungsi sebagai tahap awal pengukuran, yaitu tahap

sensor-transduser. Pressure switch ini disertai tiga buah pegas dengan kode warna yang

berbeda yang mewakili kisaran tekanan mulai 20 psi hingga 200 psi. Input tekanan masuk

melalui penghubung kuningan kemudian menuju diafragma. Karakteristik operasi saklar

tekanan yang menggunakan satu dari ketiga pegas di atas memberikan histeresis yang

berbeda-beda.

1.5.5. Transduser Tekanan Diferensial dengan Kristal Kuarsa Seb-

agai Sensor

Tipe instrumen ini dapat digunakan untuk memonitor tekanan diferensial, atau

tekanan absolut. Sebagai contoh, unit tipe ini dapat digunakan dalam penghubung dengan

pelat orifis, venturi, atau elemen aliran utama lainnya untuk mengukur aliran; dan untuk

meneruskan signal pneumatik. Unit-unit ini dapat juga digunakan untuk mengukur

densitas atau gravitasi tertentu, tingkat-tingkat interface antara cairan, dan tingkat-tingkat

cairan dalam wadah tertutup. Setiap instrumen terdiri atas compact meter body (Barton)

dan transmiter gerakan (Moore).

Dalam operasi (aplikasi aliran), tekanan diferensial digunakan melawan ubub

dalam tubuh meteran. Ubub ini, tercantum dalam ruang tegangan rapat terpisah,

dihubungkan dengan batang tengah umum. Tekanan diferensial menyebabkan

pemasangan ubub untuk menggerakkan jumlah proporsional ditentukan oleh elastisitas

ubub, jangkauan pegas, dan torsi tabung. Ubub kedua diisi dengan cairan (standarnya

ethylene elycol) dan dihubungkan secara internal melalui pesan dalam pelat yang di

tengah. Sebagai peningkatan diferensial, cairan digantikan dari satu ubub ke yang

lainnya. Jika diferensial melebihi jangkauan operasi muatan, ubub akan terus berpindah

sampai cincin O pada batang tengah melawan pelat tengah. Hal ini memindahkan cairan

dalam ubub memperbolehkan untuk meneruskan peningkatan sampai tingkat tekanan

statik penuh tubuh meteran tanpa menyebabkan kerusakan-karena cairan isi, menjadi

26 27

tidak dapat ditekan, serta mencegah pergerakan tambahan. Gerakan transmiter beroperasi

dalam hal yang sama seperti yang diterangkan sebelumnya.

Transduser terdiri dari kristal kuarsa, ubub ganda, sebuah pivot dan berat

pembobot yang seimbang. Dalam operasinya, tekanan diaplikasikan pada masukan

P1 dan P

2. Resonator kuarsa beroperasi pada kondisi vakum di dalam housing (case).

Dengan diaplikasikannya tekanan melalui input-input pada ubub ganda, 2 gaya-gaya

koaksial dan saling berlawanan akan diteruskan ke lengan tuas. Jika P1 dan P

2 bernilai

sama, tidak akan ada hasil-hasil gaya netto (resultan gaya=0). Jika P1

berbeda dengan

P2, hanya gaya yang berbeda yang akan diaplikasikan pada balok kuarsa. Saat ubub dan

kuarsa sama jauhnya dari pivot, gaya yang sama diaplikasikan pada balok sesegera ia

dihasilkan ubub. Dengan pilihan daerah efektif ubub dan jarak lengan tuas, jangkauan

tekanan dapat diperoleh dalam jangkauan frekuensi dan tingkat tekanan yang sama untuk

resonator kuarsa tertentu.

Pembobot disesuaikan dengan ukuran dan posisi guna menyakinkan bahwa

pusat berat (akibat gravitasi) sesuai dengan titik pivot/sumbu. Penyesuaian ini membuat

transduser tidak sensitif terhadap akselerasi linear, mengingat bahwa tiada lengan momen

untuk kerja/perlakuan dari gaya-gaya.

1.6. Jenis-Jenis Transduser Tekanan Diferensial Dan Gauge

1.6.1. Differensial Pressure Transduser Model WGT-420

Jangkauan rendah dari 1.5" Wg

Snap-in track mounting

Harga rendah dengan ketelitian 1 %

26 27

Gambar 1-18 Differential Pressure Transducer model WGT-420. (left) Enclosure Mounting, (right) Snap-In Mounting

Differential Pressure Transducer model WGT-420 telah dikembangkan terutama

untuk HVAC dan aplikasi serupa. Model ini mengubah suatu perbedaan atau sinyal tekanan

pengukur (gauge) udara menjadi sinyal 4-20 mA. Model ini memberikan ketelitian yang

lebih tinggi pada biaya yang sama dengan model LPTB yang menggantikan. Sensor

silikon yang baru memberikan karakteristik performance yang luar biasa dengan biaya

rendah. Sebuah sinyal yang mempersiapkan sirkuit berjalan pada peralatan kawat 4-20

mA. Sinyal tekanan input, secara mekanis diperkecil untuk mengurangi sensitivitas pada

perputaran dan fluktuasi tekanan jangka pendek.

Integral zero dan penyetelan rentang dikalibrasi di pabrik untuk menentukan

tingkat sinyal output dan mungkin dikalibrasi jika diperlukan. Desain sirkuit menghasilkan

interaksi yang sangat kecil antara bentangan dan zero pots.

Aplikasi sejenis dari alat ini meliputi pengontrolan HVAC untuk filter differential

pressure (saringan perbedaan tekanan), fan static pressure (tekanan statik kipas), clean

room pressure (tekanan ruangan bersih), variable air volume systems, dan velocity

pressures (tekanan kecepatan).

28 29

DATA TEKNISKetelitian : 1 % bentangan pada daerah dengan bentangan 3"

w.g. atau lebih. 1.5 % pada bentangan yang lebih kecil.

Output : 4-20 mA, 2 kawatBatas Overload : 3 x tekanan maksimum nominal

5 x tekanan maksimum nominal dengan RezeroingTemp. Operasi : -20 + 70 CKompensasi Temp. : 0 70 CHubungan tekanan : 0.180 OD dengan penyesuaianTegangan supply(Vs) : 9 30 V dcMedia : Udara dan cairan non-ionikBagian basah : Gelas berisi nilon, spiral silikon, keramik

alumina.

DATA YANG DITAWARKANWGT-420-010B 0 1" WgWGT-420-015 0 1.5" WgWGT-420-020 0 2" WgWGT-420-030 0 3" WgWGT-420-050 0 5" WgWGT-420-100 0 10" Wg

WGT-420 juga dapat disuplai dalam jangkauan tekanan PSI yang lebih tinggi.

WGT-420 biasanya disediakan pada snap-in track. Model ini juga didesain untuk

menyesuaikan pada lampiran yang sama yang kita gunan untuk temperatur yang

ditempelkan pada pipa dan alat kelembaban.

1.6.2. Modus Diferensial Pressure Transduser

Seri T yang ditawarkan dalam 4 model dasar yang hanya berbeda dalam

persyaratan kekuatan dan output sinyal.

28 29

Model T10 Tiga kawat transmitter beroperasi dari 9,535 V dc. Tegangan output

standar adalah 0-1, 0-2, 0-5, dan 0-10 V dc.

Model T20 Empat kawat transmitter beroperasi dengan kekuatan 24 V ac atau

120 V ac. Outputnya adalah voltase. Isolasi antara input dan output adalah 1500

Vrms. Output dapat memasukkan (sink) atau menghasilkan (source) 3,5 mA.

Model T30 Dua kawat transmitter mendapatkan kekuatan dari loop sinyal dan

memerlukan 10 35 V dc tergantung dari ketahanan loop. Output-nya adalah 4-20

mA. Unit ini terlindung terhadap polaritas terbalik.

Model T40 Empat kawat transmitter memerlukan kekuatan 24 V ac atau 120 V

ac dan menghasilkan output 4-20 mA. Isolasi antara input dan output adalah 1500

Vrms. Ketahanan penerima berkisar antara 0 650 ohm.

DATA TEKNIS

Ketelitian : 1 % dari jangkauan (termasuk non-linearitas dan

histeresis)

Penyetelan : Nol dan bentangan adalah non- interaktif dengan

memakai 20-turn potensiometer untuk resolusi yang

baik.

Daerah : 0,1, 0,2", 0,3", 0,5", 1,0", 2,0", 3,0", 5,0",

10,0", Water Column Differential, tekanan pengukuran

30 31

(gage pressure) atau hampa udara

Media : cocok untuk udara atau gas-gas mulia.

Overpressure : 8 x tekanan relatif.

Pressure Ports : 3/16 Diameter untuk 1/8 atau 5/32 I.D Tygon atau

Tabung polyutrethane; 1/4" O.D tabung polyethelene.

Saringan utuh pada kedua bagian.

DATA YANG DITAWARKANT-(model) daerah tekanan nol pada

10=voltase 3 kawat

001=0,1 010=1,0"

- = 4 mA

20=voltase 4 kawat

002=0,2 020=2,0"

A = 8 mA

30=2 kawat 4-20 mA

003=0,3 030=3,0"

B = 12 mA

40=4 kawat 4-20 mA

004=0,4 050=5,0005=0,5 100=10,0

C = output yang

terbalik

1.6.3. Seri PX80 Thick Film

Jangkauan Tegangan : 0-1 s.d 0-5000 psi

Tekanan Differensial : 0-100 mbar s.d 0-350 bar.

Pengukuran tekanan differensial berkisar antara 100mbar sampai 350 bar

dengan tekanan garis (line pressure) sampai 6000 psi. FM/

CSA diakui aman secara instrinsik. (CE pada Amplified

Output).

Hubungan Tekanan : 1/4 NPT 700 psi

: 1/8 NPT > 700 psi

Adapter Metrik tersedia.

Output : 2 mV/V; 0-5 Vdc; 4-20 mA 10 %

Zero Balance : + 4 mA + 10% -2 %

penyesuaian.

30 31

Akurasi Linearitas : 30 psi 0.5 % FSO / > 30

psi 0.25 % FSO Linearitas, Histerisis, dan mampu

ulang (Repetability) dikombinasikan.

Pembangkitan (Excitation) Disarankan : 12-40

Vdc

Maksimum : 40 Vdc

Jangkauan Temperatur

Jangkauan Operasi : 30 psi -34 s.d 93C (-30 s.d 200F)/

> 30 psi -46 s.d 107C (-50 s.d 225F)

Jangkauan dibenarkan : 30 psi -1 s.d 54C (+30 s.d 130 F)/

> 30 psi 17 s.d 71 C ( 60 s.d 160 F)

Efek Temperatur

Nol : 30 psi 0.022% FSO/C / > 30 psi 0.018% FSO/C

Rentang : 30 psi 0.022% FSO/C/ > 30 psi 0.009% FSO/C

Komponen Basah (Wetted Part) 30 psi 316

Stainless Steel / >30 psi 17-4 PH Stainless Steel.

Penyimpangan Kelebihan Tekanan 2000 psi atau 150% lebih besar

Tekanan Ledakan 6000 psi minimum

Contoh Pesanan PX80B5-001DI

32 33

1.6.4. TO-8 PC Board MountSeri MODEL 1800

Aplikasi Kalibrator portabel, pengukur aliran diferensial, alat-alat medis elektronik

Custom design High pressure scanners: Foxboro/ICT memodifikasi model 1800 menjadi 8 transduser dengan menggabungkan epoxy khusus untuk meningkatkan kemampuan tekanan bagian belakang sementara menjaga spesifikasi dengan ketat. Hal ini memperluas range model 1800 dari 0-50 sampai 0-500 PSI.

Media compatibility Gas dan cairan non-korosifRange tekanan 0-3 dan 0-50 PSIG, PSIA, dan PSID

0-100 PSIG, PSIA0-150 PSIG

Output Nominal 100 mV-pembangkit arusNominal 40 mV-pembangkit tegangan

Eksitasi Nominal 1,5 mA atau 10 V DC

Range temperatur-operating-compensated -40 sampai 121 C-1 sampai 54 C

Akurasi khusus 0,125% dari span BFSL

1.6.5. Micromachined Pressure Transducer for Noncorrosive Dry

Gases

Kelompok tranduser tekanan XCX

tersedia dalam tiga tingkat penampilan, dan

model penampilan tertinggi menyediakan

kombinasi linear dan kesalahan histeresis

32 33

1.6.6. Pressure Transducer P3 MB

Special features:

Pengukuran perubahan statik dan dinamik dalam tekanan, gelombang tekanan, dan fluktuasi

Jangkauan pengukuran dari 0...10 bar sampai 0...3000 bar Posisi pemasangan seperti yang diinginkan Tersedia versi Eex I Sistem pengukuran regangan ukur Tahan karat Perlindungan untuk IP 67 Pengukuran tekanan diferensial dengan hubungan paralel tranduser

1.6.7. Beberapa hbm Diferensial Pressure TransduserNama produk

Kegunaan Tekanan nominal min. / max.

Tipe tranduser Kelas ketepatan

P3MB tekanan diferensial

1 bar / 5 bar Pasif 0.2

PD1 tekanan diferensial

0.01 bar / 10 bar Pasif 1 / 2

PDE300 tekanan diferensial

0.1 bar / 2 bar instrumen tekanan pengukuran dengan tampilan dan 4..20mA

0,5

34 35

1.6.8. PX80-MV Wet/Wet Low Differential- Strain Gauge Pressure

Transducer

Konstruksi baja tahan karat

Tersedia dari 1 sampai 5000 PSID

Persen ketidaklinearan F.S.O. 0,50 (< 30

PDSID), atau 0,75 (> 30 PSID)

Persen histeresis F.S.O. 0,15 (< 30 PSID),

atau 0,10 (> 30 PSID)

Persen kedapatan diulang F.S.O. 0,10 (< 30 PSID), atau 0,10 (> 30 PSID)

Tersedia pilihan yang sesuai keinginan untuk material, terminal tekanan, dan

penghubung

Kemampuan menangkap sinyal FM

Tersedia dalam metrik

Garis tekanan di atas 6000PSI

Keluaran tersedia dalam 5V dan 4 sampai 20mA

1.6.9. PX82-MV Wet/Wet Low Differential Strain Gauge Pressure

Transducer

Konstruksi baja tahan karat

Tersedia dari 50 inci sampai 800 inci H2O

Ketelitian kombinasi 0,5%

Tersedia pilihan yang sesuai keinginan untuk material,

terminal tekanan, dan penghubung

Kemampuan menangkap sinyal FM

Garis tekanan di atas 1500PSI

Keluaran tersedia dalam 5V dan 4 sampai 20mA

34 35

1.6.10. PX81-MV Wet/Wet High Accuracy-Differential Strain Gauge

Pressure Transducer

Ketelitian tertinggi 0,25%FS

Konstruksi baja tahan karat

Tersedia dari 5 sampai 500 PSID

Ketelitian kombinasi 0,25%

Tersedia pilihan yang sesuai keinginan untuk material,

terminal tekanan, dan penghubung

Keluaran tersedia dalam 5V dan 4 sampai 20mA

1.6.11. Model 264/C264 Very Low Differential

Mengukur tekanan diferensial atau gauge (statik) dan mengubah perbedaan tekanan

ini menjadi sebuah output listrik yang proporsional untuk range tekanan tak berarah

atau dua arah.

Dua versi: model 264 pressure transducer dengan sebuah output 0-5V DC; dan model

C-264 pressure transmitter dengan sebuah output 2-wire, 4-20 mA.

Digunakan dalam Building Energy Management System, transduser ini mampu

mengukur tekanan dan aliran dengan akurasi yang dibutuhkan untuk pemberian

tekanan pada gedung dan pengendalian aliran udara yang baik.

Diafragma stainless-steel, dan sebuah elektroda terinsulasi.

Tipe pengukuran: diferensial yang sangat rendah.

Range: 0-0,1; 0,25; 0,5; 1; 2,5; 5; 10; 25; inci WC

0-0,1; 0,25; 0,5; 1; 2,5; 5 inci WC.

Akurasi % skala penuh: 1,00 standar atau 0,25 dan 0,4 optional (RSS method).

Efek termal % skala penuh/100F: 3.3 zero dan span digabungkan.

Media compatibility: udara atau gas-gas inert.

Output: model 264 = 0 sampai 5 V DC; model C-264 = 4 sampai 20 mA.

36 37

Enclosure Option: model 872 electrical enclosure untuk seri 264 pressure transducer

dengan penutup Lexan yang mudah dipasang dan lubang saluran standar 12 inci.

1.6.12. Model 239/C239 High Accuracy Low Range Differential Pres-

sure

Dirancang khusus untuk pengukuran akurasi tinggi

dari tekanan rendah.

Dirancang agar sederhana dan dapat diandalkan.

Perlindungan overpressure positif yang tinggi

diperoleh dengan elektroda sensor yang berperan

sebagai penutup diafragma.

Aplikasi: pengendalian HVAC, pendeteksian

kebocoran, pengujian lingkungan, R&D scientific, fume hood control.

Tipe pengukuran: diferensial.

Range: 0-0,5; 1; 2,5; 5; 15; 30 inci WC.

0-0,25; 0,5; 1; 2,5; 7,5; 15 inci WC

0-5; 10 PSID

0-2,5; 5 PSID

Akurasi % skala penuh: 0,14 standar atau 0,073 optional (RSS method).

Efek termal % skala penuh/100F: 1,0 maksimum zero, 1,0 maksimum span.

Media compatibility: high pressure port, gas atau cairan yang sesuai dengan stainless-

steel, aluminium, dan Buna-N, low pressure port, udara kering yang bersih, atau gas

inert.

Output: model 239 = 0-5V DC. Model C239 = 4-20 mA.

1.6.13. Tank Level Differential

Seorang operator perlu mengetahui level differential cairan di antara dua tangki.

36 37

Setiap tangki terbuka sehingga tekanan pada dasar tangki linear dan proporsional

dengan level sebenarnya pada setiap tangki. Transduser tekanan penunjuk regangan

dipasang pada dasar setiap tangki yang menjadi sinyal input milivolt kepada Action Paka

4081-0000 Bridge Input Field Configurable Isolator.

AP4081 menyediakan eksitasi 1 sampai 10 V kepada transduser dan menerima

range input yang lebar dari 10 mV sampai lebih dari 200 mV, juga range input yang

bipolar (200 mV). Output configurable AP4081 dipasang pada range 5 V. Terminal

output negatif AP4081 kemudian dihubungkan sehingga menghasilkan differensial dari

kedua sinyal output positif.

Sebuah Action Paka 4380-2000 DC Input Field Configurable Isolator dipasang

untuk menerima input bipolar 5V dan menyediakan output 4-20 miliampere. Ketika

kedua tangki sama levelnya, sinyal output dari AP4380 akan konstan 12 mA. Jika

tangki A levelnya lebih tinggi dari tangki B, sinyal arus akan meningkat di atas 12 mA.

Sebaliknya, jika tangki A levelnya lebih rendah dari tangki B, sinyal arus akan menjadi

di bawah 12 mA.

Keluarga Ultra Slimpaka dapat digunakan untuk menghasilkan hasil yang sama.

Menggunakan dua G448-0002 Strain Gauge Isolator dan satu G408-0001, dapat dirakit

sebuah sistem yang identik.

38 39

1.6.14. Differential Pressure Transducer Produk Megatron

Pressure TransducerTipe MPDRange tekanan nominal (bar) 0,610Pengukuran tekanan Tekanan diferensialToleransi linearity (% skala penuh)

38 39

sistem segel. Alat ini merupakan salah satu alat yang paling berguna dalam laboratorium

fisiologi. Sebelumnya, jika Anda membutuhkan transduser tekanan yang tekanan yang

sensitif, Anda harus membelinya dalam jumlah besar, delicate, dan primadona alat

yang berubah-ubah dengan harga yang melambung, bersama-sama dengan amplifier

strain gauge yang cocok. Transduser jenis ini sudah usang karena ketidakmampuan dan

ketidaklinearannya, di luar dari harga yang melambung tinggi.

Teknologi jelas terus berkembang. Alat yang dulu membutuhkan kabel strain

gauge yang sulit pada sebuah floppy dan membran damage-prone, sekarang bisa

dilakukan lebih baik dengan wafer silikon yang dietsa secara presisi, cukup tipis untuk

dilenturkan secara mudah di bawah tekanan dan memiliki silikon strain gauge yang

menyeluruh (integral), sensitivitasnya tinggi, dan temperature compensated. Wafer ini

adalah transduser tekanan ideal yang menawarkan sensitivitas tinggi, aliran yang sangat

rendah, resolusi yang mengesankan, dan merespon frekuensi.

Sable system PT-100, berdasarkan elemen pengukur tekanan yang presisi dari

wafer silicone, didesain untuk hubungan langsung ke sistem akuisisi data atau chart

rekorder. Memiliki jangkauan dasar 1250 Pa (ekivalen dengan 10 Torr), dengan

jangkau perolehan tambahan 125 Pa dan 12.5 Pa. Keluaran voltase nominal (dari

lubang BNC berkualitas tinggi) adalah sebesar 250,25 atau 2.5 Pa/V.

PT-100 adalah transduser tekanan differensial. PT-100 mengukur perbedaan

tekanan antara sampel dan terminal input referensi. Anda dapat menggunakan tekanan

atmosfer sebagai referensi, atau lainnya yang lebih cocok dengan pengalaman Anda.

Sebagai contoh, salah satu aplikasi menarik pengukuran perbedaan tekanan antara sebuah

respirometer ruang tertutup (dengan absorbant CO2) dan termobarometer. Aktivitas ini

membuat Anda dapat menyusun volume respirometer yang akurat dan volume konstan

sensitif yang ideal untuk penggunaan dengan sistem data acquisition yang manapun.

Kemungkinannya tak terhingga, hanya dibatasi oleh imajinasi Anda.

Banyak aplikasi yang menginginkan pengukuran tekanan dengan perubahan

kecil di berbagai tempat dengan jangkauan instrumen. PT-100 sangat baik dalam hal

40 41

ini, dengan keseimbangan penuh dan memperoleh kemampuan terhadap keseluruhan

jangkauan instrumen. Kemampuan ini dapat membantu Anda mengurangi offset konstan

dari output transduser tekanan dan meng-amplify deviasi dari nilai tersebut. Nilai offset

adalah sekumpulan nilai yang berkualitas tinggi, ten-turn potensiometer.

PT-100 bahkan memiliki tampilan terbaik yang tidak ditemukan padainstrumen

komersial lain yang ada. Sebagai alterntif men-set nilai offset secara manual, alat ini

dapat melakukannya secara otomatis, dengan menunda aliran tekanan jangka panjang

tapi dengan hati-hati meng-amplify sinyal yang diinginkan dengan lebih cepat. Alat ini

dapat melakukannya dalam 2 waktu konstan(10 atau 60 detik). Ini membuat PT-100

menjadi begitu alami, untuk aplikasi-aplikasi yang diinginkan seperti plethysmografi

seluruh badan, dimana sinyal yang kecil dan bervariasi secara cepat melaju pada sinyal

yang lebih besar dan bervariasi dengan lebih lambat.

Di luar dari penggunaannya dalam penelitian, PT-100 sangat baik untuk pengajaran

physiology karena kemampuan dan kemudahan pemakaiannya. PT-100 ideal untuk

Spirometer. Dan karena PT-100 tidak menggunakan membran floppy sebagai elemen

sensor, maka lebih kuat dan juga sensitif (sebuah kombinasi yang baik). Alat ini mampu

mengambil 30 kali penuh tekanan skala penuh yang telah diatur tingkatannya, atau 1/3

tekanan differensial atmosfer. Perlakuan ini bisa menghancurkan sensor model lama yang

hanya mampu menahan 1,5 kali beban sebelum membutuhkan pekerjaan perbaikan yang

bisa mengeluarkan biaya lebih dari seluruh PT-100.

1.6.16. New Delta Plus Transduser Tekanan Diferensial Multiguna

Penawaran terbaru Sensotec adalah Delta Plus Differensial Pressure Family

yang didesain untuk aplikasi jangkau perbedaan tekanan yang paling luas. Produk-

produk Delta Plus memperoleh kemultigunaannya melalui 1 set konfigurasi standar

dan pilihan yang sangat bervariasi yang menyebabkan mereka dibuat untuk spesifikasi

konsumen secara tepat. Konsumen dapat memilihnya dari bermacam-macam terminal

tekanan (pressure ports), terminal elektrik, output sinyal, dan konfigurasi mesin untuk

40 41

memperoleh pemasangan sempurna untuk aplikasi yang ada dan baru.

Delta Plus Dps menampilkan ketepatan 0.1% atau 0.25 % dan jangkauan skala

penuh sebesar 10" H2O pada temperatur operasi dari -40 s.d 225F. Output standar adalah

0-100 mV (nom), atau anda bisa memilih voltase yang di-amplify secara internal dan

output langsung, termasuk safe 2-wire secara instrinsik.

Unit-unit yang keras semuanya mengalami welding, dan terbuat dari Stainless

Steel, bisa dikonfigurasikan baik untuk aplikasi wet/wet atau

wet/dry dan juga baik dengan terminal tekanan in-line atau

right-angled . Selain desainnya yang kompak dan ringan, Delta

Plus mampu mengirimkan response frekuensi, output simetri

yang luar biasa, dan sensivitas temperatur minimal. Kedua unit

mampu menampilkan terminal basah (wet ports) yang efektif

dengan fluida dan gas-gas yang setara dengan Stainless Steel

316L dan Hastelloy C-276. Terminal kering (dry ports) dibatasi

untuk fluida dan gas-gas yang setara dengan kuarsa, silikon, steel, dan alumunium.

1.6.17. Transduser Tekanan Produk Sensotec Model Yang Tersedia

Tipe-tipe TJE wet/wet differensial , Z wet/wet differensial , dan A-5 wet/wet

differensial tersedia untuk tekanan 5,10,15,25,50,100, 200 dan 500 psi.

Sensotec memanufaktur transduser tekanan differensial wet/wet dan wet/dry dan

transmitter dalam jangkauan luas. Sensor ini dimanufaktur berupa standar, modifikasi

standar, dan produk-produk biasa.

Sensotec menawarkan transduser teknologi berjangkauan luas seperti bonded

foil, semikonduktor, sputtered dan lain-lain, sehinnga sensor akan menyadiakan

pengukuran terbaik yang mungkin dilakukan oleh kondisi lingkungan yang diaplikasikan.

Unit-unit ini mengukur tekanan jangkauan luas: 0.5 psid s.d 10,000 psid. Sensotec Dps

juga menawarkan tingkat ecepatan tinggi dan stabil; 0.1 % s.d 0.5 % F.S pada waktu

berhubungan dengan temperatur serendah -100 s.d 325F. Transduser biasa mampu

42 43

meng-handle temperatur diatas sebaik di bawah jangkauan ini.

Jangkau output "on board" Sensotec bervariasi sekali. Ada yang termasuk 4 s.d

20 mA, 0 s.d 5 V, 0 s.d 20 mA, 1 s.d 10 Vdc, dan 5 Vdc, sebaik 0 s.d 20 Vdc. Kita

juga bisa menyediakan amplifikasi in-line dan output digital seperti RS-232 atau RS-485.

Sensotec juga menawarkan jangkauan luas dari ukuran termasuk miniatur transduser

bersama-sama dengan tipe penghubung, yang mana termasuk kabel penghubung bawah

air yang dapat dibawa menyelam.

1.6.18. SP 100

Model SP100 adalah sebuah transduser

tekanan keras yang menggunakan sebuah jembatan

pengukur regangan silikon yang dipasang pada

sebuah diafragma rata untuk mengukur defleksi

diafragma yang disebabkan oleh tekanan. Lubang

tekanan yang ditutup dengan las terbuat dari 17-4

PH stainless steel, sehingga unit ini baik untuk digunakan dengan cairan yang korosif

dalam kondisi lingkungan pada umumnya.Harganya ekonomis untuk aplikasi industri

dimana rasio unjuk kerja-biaya yang tinggi sangat penting.

Keistimewaan

Kecil, keras

Konstruksi stainless-steel

Lubang tekanan ditutup dengan las

Overpressure tinggi

Stabil, andal

Keandalan terbukti

42 43

SPESIFIKASI DASAR

PerformanceRange standar 0-15, 30, 50, 100, 200, 500, 1000, 2000, 5000, 10.000 psi

Overpressure 200% skala penuh

Burst pressure 10x skala penuh atau 20.000 psi, mana yang lebih rendah

MechanicalMaterial 17-4 PH CRES lubang dan case

Pressure fitting 1/4 18 NPT (MS33656-4 optional)

Berat Maksimum 4 ons

EnvironmentalTemperatur

Operating range -65 sampai +255FCompensated range 0 sampai +130FEfek termal

On zero: 0,01% skala penuh/FOn sensitivity: 0,01% skala penuh/F

ElectricalEksitasi 10V DC atau AC nom

Output 10mV/V 1%

Akurasi 0,5% skala penuh (Comb. L.H.R.)

Resolution Tak terhingga

Kesetimbangan nol 1% skala penuh

Impedansi output 500 ohm nom

Impedansi Input 1700 ohm nominal

Tahanan insulasi 50M/ohm minimum pada 50V DC

44 45

Penghubung Bendix PTIH-8-4P atau ekivalen

(mate: PTO6-8-4S)

1.6.19. Psi-100 Milivolt Output Pressure Transducer

44 45

Range pengukuran akurat tekanan: 15-10.000 psi.

Keistimewaan:

Biaya rendah

Akurasi (Linearity, Hysteresis, Repeatability): .25%F.S.

Hybrid compensation network untuk reliability

Output standar 10 mV/V (output yang lain tersedia)

Konstruksi: rugged all-stainless yang di las

Transduser pengukur regangan dengan akurasi .25% skala penuh. PSI-100

menawarkan range tekanan (gauge atau absolut) dari 0-15 sampai 0-10.000 psi.

Keistimewaannya adalah high burst pressure dan akurasi yang tinggi: .25%F.S.

Sensor terdiri dari pengukur regangan piezoresistive yang terbuat dari silikon yang

terpasang pada diafragma logam yang rata, yang terpasang pada konfigurasi jembatan

wheatstone. Output disesuaikan untuk 100 mV skala penuh untuk seluruh range (10 mV/

Volt).

Sensor, dengan hybrid compensation network, ditempatkan dalam sebuah housing yang

seluruhnya terbuat dari stainless-steel untuk penggunaan di lingkungan yang buruk.

PSI-100 ekonomis untuk seluruh pemakaian umum pengukuran tekanan dimana

dibutuhkan unit yang hemat biaya dan memiliki keandalan tinggi. Dengan ukuran yang

kecil (2 ons), hybrid compensation yang terintegrasi dan konstruksi yang keras membuat

unit ini sebagai all purpose transducer yang baik dengan umur pemakaian yang lama

untuk seluruh aplikasi pengukuran tekanan statis dan dinamis.

SPESIFIKASI

Unjuk KerjaRange tekanan (pengukur atau absolut)

standar

0-15 sampai 10.000 psi

Overpressure 2 skala penuh

Burst Pressure 10 skala penuh atau 20.000 psi, mana yang lebih rendah

46 47

Volume lubang tekanan 0,05 in3

Output 10 mV/V 1%Akurasi (linearity, hyste-resis, dan

repeatability)

0,25% dari skala penuh

Kesetimbangan nol 1,0 % dari skala penuh

Range TemperaturThermal Zero ShiftThermal Sensitivity Shift

-0F sampai 130F0,01% dari skala penuh / F 0,01% dari skala penuh /F (0,02% untuk range temperatur optional atau 316S.S

Resolution Tak terhingga

Umur 10 juta pemakaian

ElectricalEksitasi 10V DC (dianjurkan)

20V maksimum (DC atau AC)

Impedansi input 1200 minimal

Impedansi output 500

Output / Input Non-isolated, floating, 4-wire

EnvironmentalRange temperatur pemakaian maksimum -65F sampai +300F

Compensated range

Optional range

0F sampai 130F standar -40F sampai 250F optional

46 47

FisikBerat 2 ons

Wetted materials Stainless-steel 17-4 P.H.

(316 S.S.T. optional) (tanpa O-rings)Media Sesuai dengan 17-4 P.H. atau 316 S.S.T.

Penghubung:

Electrical Receptacle: Bendix PT1H-8-4 P atau ekivalen

Mating Connector: Bendix PT06A-8-4S(SR) atau ekivalen

Circuit view

End view

Side view

48

1.6.20. Semi-Conductor Pressure Transducer

Banyak macamnya termasuk diafragma silikon dan model diafragma logam

4 jenis bentuk pengukuran: tekanan gauge

(tidak terte-kan dan tertekan), tekanan absolut, tekanan

diferensial.

Sangat kompak, sensivitas tinggi, model dengan

output tinggi, dsb., tersedia dengan karakteristik frekuensi

supe-rior. Sangat cocok untuk eksperimen wind-tunnel, ataupun berbagai jenis

eksperimen mesin.

49

BAB 2 PENGUKURAN TEMPERATUR

2.1. Pengantar Termoelektrik

Ada beberapa metode yang umum digunakan sebagai pengukuran temperatur

(sensor) meliputi termokopel, sistem yang diisi (filled system), tahanan listrik dan elemen

bimetal.

Pemilihan sensor temperatur dan sistem yang ingin digunakan bergantung pada

empat faktor, yaitu : harga, ketepatan (akurasi), kepercayaan dan kesesuaian.

Faktor pertama pasti dipertimbangkan karena pengaruh harga sangat penting

sekali. Faktor kedua dapat dipahami sebab bila suatu proses ingin dikontrol dengan

satu atau dua derajat (kadang-kadang dengan derajat fraksi), proses lain dapat berubah

beberapa derajat tentunya tanpa kehilangan efisiensi atau kualitas.

Faktor kepercayaan dapat digambarkan sebagai berikut : termokopel besi-

konstantan dapat dipakai untuk pengukuran temperatur sekitar 760C. Tetapi, oksidasi

menyebabkan kesalahan awal dan termokopel besi-konstantan membutuhkan pergantian

berulang. Agar lebih dapat dipercaya, termokopel dengan range temperatur besar dan

ketahanan yang lama dapat digunakan.

Faktor kesesuaian pada proses yang hendak diukur turut menentukan pemilihan

sensor; dimana sensor tidak berubah atau bercampur dengan proses. Misalnya

menempatkan termokopel pada sumber panas (thermowell) dalam aliran dimana proses

berlangsung mencegah terjadinya perpindahan panas dengan konsekuensi kesalahan

indikasi temperatur.

50 51

Prinsip termoelektrik yang ditemukan oleh Seebeck pada tahun 1821 merupakan

satu dasar dari beberapa jenis alat pengukuran temperatur yaitu termokopel. Bila dua

logam yang berbeda dihubungkan bersama pada satu sisi dan sisi tersebut dipanaskan,

akan timbul pada potensial pada sisi yang lain. Dua kaki bebas tersebut dapat

dihubungkan dengan mili voltmeter atau potensiometer untuk mengukur besarnya emf

(electromotive force) yang dihasilkan. Instrumen yang bekerja sesuai prinsip ini dikenal

sebagai pirometer termoelektrik.

Electromotive force yang didapat pada rangkaian termoelektrik disebabkan oleh

dua fenomena, satu dikenal efek Peltier dan yang lain adalah efek Thomson. Efek Peltier

mengatur besar emf hasil dari kontak dua logam berbeda (tetapi besarnya berubah sejalan

dengan temperatur pada titik kontak). Emf akibat dari efek Thomson (kurang dominan)

dihasilkan oleh gradien temperatur kabel tunggal.

Selama kedua titik kontak dan kedua kabel terdapat gradien temperatur maka

akan timbul dua emf Peltier dan dua amf Thomson. Total emf yang bekerja pada

rangkaian adalah hasil keempat emf tersebut, dengan polaritas ditentukan dari material

yang digunakan dan hubungannya terhadap temperatur pada kedua sisi. Besar emf

ini dapat diukur pada rangkaian di setiap titik dengan instrumen pengukur emf atau

potensiometer.

Termokopel yang umumnya diperdagangkan dapat membangkitkan 20 sampai 50

mV untuk suatu jangkauan temperatur tertentu.

Selama material yang digunakan adalah termokopel komersial (umum

diperdagangkan), efek Thomson dapat diabaikan. Total emf menjadi jumlah kedua emf

yang dibangkitkan oleh efek Peltier. Bila temperatur pada satu sambungan (reference

junction) dipertahankan konstan, atau bila besar emf dikompensasi, emf efektif termokopel

hanya yang dibagkitkan oelh temperatur yang tidak terkompensasi (measuring junction).

Besar emf inilah yang digunakan untuk mengukur perubahan temperatur.

Beberapa fenomena ditemukan dan diterima sebagai hukum termoelektrik, yaitu

:

50 51

1. Pemanfaatan panas pada suatu logam homogen tidak akan menghasilkan atau

mendapatkan arus listrik di dalamnya.

2. Emf akan dihasilkan bila terdapat sambungan dari dua logam berbeda

dipertahankan pada temperatur berbeda tidak dipengaruhi oleh gradien temperatur

sepanjang konduktor

3. Pada rangkaian yang terdiri dari dua logam berbeda dimana kedua sambungan

diberi beda temperatur, besar emf tidak akan terpengaruhi bila logam ketiga

disambungkan pada rangkaian

4. Besarnya emf dua logam berbeda yang dihubungkan satu dengan yang lain adalah

jumlah aljabar dari masing-masing emf relatif terhadap logam ketiga (reference

metal)

5. Emf yang dihasilkan pada suatu rangkaian yang berada pada temperatur T1 dan T

2

dan emf pada temperatur T2 dan T

3 adalah sama dengan jumlah aljabar emf bila

rangkaian berada pada temperatur T1 dan T

3.

6. Jumlah aljabar emf yang dihasilkan pada rangkaian meliputi dua atau lebih

termokopel dimana semua pada temperatur sama adalah nol

7. Total emf tidak terpengaruh oleh tambahan termokopel yang mempunyai

temperatur sama

Kombinasi kabel termokopel haruslah mengacu pada hubungan linier antara

temperatur dengan emf, dimana kombinasi tersebut mampu menghasilkan perubahan emf

per derajat temperatur yang dapat dideteksi dengan alat pengukuran standar. Dan untuk

beberapa aplikasi dapat digunakan untuk temperatur tinggi, perubahan temperatur yang

cepat dan efek korosi yang kecil.

Pada fenomena ketiga hukum termoelektrik menyatakan bahwa logam ketiga

yang ditambahkan pada rangkaian tidak mempengaruhi emf yang dibangkitkan selama

temperatur kedua sambungan tetap sama. Hal ini menjadi suatu keuntungan ekonomis

dalam pemilihan kabel ketiga. Kabel tembaga umumnya digunakan sebagai kabel

52 53

termokopel tambahan.

Insulasi/pelapisan permukaan sangat penting untuk menghindari kenaikan emf

yang tidak diinginkan.

Besar emf yang dihasilkan oleh termokopel bergantung pada temperatur yang

hendak diukur dan temperatur referensi. Maka untuk menentukan temperatur harus

diketahui :

1. kalibrasi data termokopel

2. emf terukur

3. temparatur referensi

2.2. Fenomena Termoelektrik

Dalam perencanaan instrumen termoelektrik, ada lima fenomena yang harus

diperhatikan, yaitu konduksi panas, rugi Joule, efek Seebeck, efek Peltier dan efek

Thomson. Ketiga fenomena terakhir saling berhubungan satu sama lain terhadap

karakteristik suatu material. Adapun kelima fenomena tersebut adalah :

2.2.1. Perpindahan Kalor Konduksi

Analisa termodinamik pada modul termoelektrik, dimana medium penghantar

listrik adalah benda padat memerlukan pertimbangan perpindahan kalor lewat konduksi.

Konduksi kalor sederhana dimana rata-rata perpindahan panas diperhitungkan

sebanding dengan gradien temperatur mengacu pada aliran panas Fourier mengikuti

hukum Fourier mengenai konduksi termal :

Equation 2-1

dimana k adalah koefisien konduktivitas termal (watt/cm.K)

52 53

2.2.2. Rugi-rugi Joule

Aliran arus listrik melawan tahanan, disertai dengan disipasi energi listrik yaitu

tranformasi energi listrik menjadi energi termal. Hal ini akan menaikan temperatur

pada medium penghantar sebanding dengan sejumlah energi yang dipindahkan

lewat perpindahan kalor. Dengan hukum Ohm, V = IR, Panas Joule rata-rata adalah

Equation 2-2

Tahanan ditentukan lewat dimensi material penghantar dan resitivitas material,

ohm-cm. Kebalikan dari resitivitas adalah konduktivitas, jadi

Equation 2-3

arus listrik biasanya dilambangkan sebagai hambatan jenis (J), dimana :

Equation 2-4

2.2.3. Efek Seebeck

Bila dua material yang berbeda dihubungkan dalam suatu sirkuit dan kedua

sambungan (junction) dipertahankan pada temperatur yang berbeda maka akan

dibangkitkan emf (electromotive force). Fenomena ini pertama kali ditemukan oleh

Seebeck sehingga disebut efek Seebeck atau umumnya dikenal dengan nama prinsip

termokopel.

Dua buah material, sebut p dan n dihubungkan pada titik 1 dan berada pada

temperatur referensi, TL. Dengan potensiometer diukur beda temperatur (T

H - T

L).

Seebeck memberikan suatu persamaan hubungan sifat material, potensial

termoelektrik dengan temperatur. Koefisien Seebeck atau biasa disebut thermoelectric

power untuk suatu material didefinisikan sebagai,

54 55

Equation 2-5

Sedangkan potensial termoelektrik, E yang ditimbulkan dalam suatu sirkuit yang

terdiri dari dua material dapat dihitung dengan persamaan berikut :

Equation 2-6

Koefisien Seebeck kombinasi, ditentukan positif jika arus listrik (aliran muatan

positif) mengalir dari material p ke material n pada simpangan dingin dimana panas

kombinasi ulang dilepaskan.

2.2.4. Efek Peltier

Efek Peltier menyebutkan bahwa jika suatu arus searah dialirkan pada suatu

rangkaian yang terdiri dari material berbeda, salah satu simpangan logam yang tidak

sama tersebut akan dipanaskan dan l