karakteristik sensor final

7/22/2019 Karakteristik Sensor Final

1/28

KARAKTERISTIK SENSORIMANDA FACHRUDDIN4211411020

JURUSAN FISIKA

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG


2/28

FOKUS BAHASAN TRANSFER FUNCTION

SPAN (FULL-SCALE INPUT)

FULL-SCALE OUTPUT

AKURASI

KALIBRASI

KALIBRASI ERROR

HYSTERESIS

SATURATION

REPEATABILITY

DEADBAND

RESOLUTION

SPECIAL PROPERTIES

OUTPUT IMPEDANCE

EKSITASI

KARAKTERISTIK DINAMIS

FAKTOR LINGKUNGAN

RELIABILITY

APLIKASI KARAKTERISTIK

KETIDAKPASTIAN


3/28

TRANSFER FUNCTION Fungsi ideal mungkin dinyatakan dalam bentuk table harga, grafik

persamaan matematika

Hubungan stimulus keluaran yang ideal itu dikarakterisasikan yang

disebut fungsi transfer.

Fungsi ini ditetapkan bergantung antara sinyal listrik S yang diprod

oleh sensor dan stimulus , = (), dimana S sebagai fungsi s

Contoh pada kasus hubungan linier unidimensional

= +

= intercept (menahan), contoh : sinyal keluaran saat sinyal masu

nol

= slope (yang kadang-kadang disebut sensitivitas).


4/28

S adalah satu karakteristik dari sinyal listrik keluaran yang digunak

akuisisi data sebagai sensor keluaran.

Mungkin juga amplitude, frekuensi, atau fase, bergantung pada sif

sensor.

Contoh : Fungsi transfer dari sensor radiasi termal (infrared)

Representasi grafis hubungan Tb dan V pada sebuah sensor radia

termal


5/28

SPAN (FULL-SCALE INPUT Rentang dinamis dari stimulus yang mungkin dikonversi oleh sebu

sensor itu disebut span atau masukan skala penuh full (FS).

Span merepresentasikan kemungkinan nilai masukan tertinggi yan

dapat berlaku untuk sensor tanpa menyebabkan ketidaktelitian bes

yang tak dapat diterima.

Untuk sensor yang sangat lebar dan karakteristik respon taklinier,

rentang dinamis dari masukan stimuli sering diungkapkan dalam d

Skala decibel menunjukkan besar sinyal dengan nomer yang lebi

yang dalam banyak kasus, jauh lebih tepat.


6/28

Decibel itu sama dengan 10 kali log perbandingan dari power (tab

1 dB = 10 log2

1


7/28

FULL-SCALE OUTPUT FSO adalah perbedaan

aljabar antara keluaransinyal elektrik yang

diukur dengan masukan

stimulus maksimum dan

masukan stimulusterendah yang

diterapkan.


8/28

AKURASI Akurasi adalah seberapa tepat nilai stimulus dapat

direpresentasikan

Dalam kontek akurasi nilai yang sebeneranya dihitung

adalah ketidakakuratan

Ketidakakuratan (inaccuracy) adalah nilai deviasi

(penyimpangan) terjauh yang dihasilkan oleh sensor

dibandingkan dengan nilai ideal atau nilai sebenarnya d

masukan stimulus


9/28

AKURASI Sensor perpindahan linear menghasilkan output (S) nilai 1 m

(milivolt) setiap stimulus (s) perpindahan sejauh 1 mm (milim

maka idealnya akan memiliki grafik transfer function berbentgaris dengan kemiringan (sensitifitas) B = 1mV/1mm

Namun pada prakteknya ketika diberikan s = 10mm ternyata

menghasilkan S=10.5 mV.

Dengan fungsi invers maka didapatkan stimulus seharusnya

adalah sx = S/B = 10.5 mV/1(mV/mm)=10.5 mm

Kemudian kita bandingkan dengan nilai aktual diperoleh ada

kesalahan perkiraan perpindahan oleh sensor yaitu sebesar

= 0.5 mm disebut sebagai kesalahan penyimpangan atau


10/28

ILUSTRASI

Sehinga bisa dikatakan bahwa dalam 10mm ketidakakuratan sens

adalah 0.5mm atau bisa dikatakan bahwa ketidak akuratan sensor

sebesar 0.5/10 = 5 %

Hal ini memungkinkan adanya eror lebih besar ketika pergeserann

semakin jauh

Jika eksperimen dilakukan berulang dan hasilnya tetap saja memb

eror 5 % maka boleh disebut bahwa sensor memiliki eror sistemat

sebesar 5% setiap 10mm span

Pada kenyataannya eror sistematis yang demikian tidak ada, yang

eror sistematis adalah nilai rata-rata dari beberapa kali eksperimen


11/28

Inacuracy bisa disebabkan :

Variasi material

Kualitas pekerjaan

Kesalahan desain

Toleransi dalam manufaktur, dll

Inacuracy tetaplah tidak boleh

melebihi batasan akurasi

tertentu


12/28

CALIBRATION Adalah proses verifikasi akurasi suatu alat/pirant

dengan sebuah acuan standard tertentu

Acuan dapat berupa Rancangan awal

Kondisi tertentu

MANFAAT KALIBRASI

MENJAGA KONDISI INSTRUMEN UKUR DAN BAHAN UKUR AGAR TETAP SE

DENGAN SPESEFIKASINYAUNTUK MENDUKUNG SISTEM MUTU YANG DITERAPKAN DI BERBAGAI IND

PADA PERALATAN LABORATORIUM DAN PRODUKSI YANG DIMILIKI.

BISA MENGETAHUI PERBEDAAN (PENYIMPANGAN) ANTARA HARGA BENA

DENGAN HARGA YANG DITUNJUKKAN OLEH ALAT UKUR.


13/28

CALIBRATION ERROR Adalah toleransi

ketidakakuratan yang

diijinkan oleh (pabrik)pembuat sensor yang

bersifat sistemik

Kalibrasi eror ini dapat

ditambahkan dengan porsi

yang sama untuk semuakondisi ataupun berbeda

bergantung tipe erornya

Gambar Kalibrasi error


14/28

HYSTERESIS EROR Adalah pergeseran output

sensor pada kondisi (titik)

sinyal masukan tertentu yangdicapai dari arah yang

berlawanan

Penyebab :

Bentuk geometri desain

Friction (gesekan)

Perubahan struktur material

Gambar. Fungsi transfer dengan

histerisis


15/28

SATURATION EROR Adalah kejenuhan, kondisi dimana output sensor ti

lagi mampu memberikan nilai seperti yang diingink


16/28

REPEATABILITY EROR Adalah ketidakmampuan sensor untuk memberikan

yang sama pada kondisi (penyensoran) yang sama

Penyebab : Derau panas

Plastisitas Material

Build up charge, dll


17/28

DEAD BAND Adalah ketidakmampuan sensor ketika bekerja dal

range input tertentu


18/28

RESOLUTION Adalah nilai step kenaikan stimulus terkecil yang m

bisa dirasakan sensor

Bila tidak ada langkah-langkah terukur dalam sinyaoutput, dikatakan bahwa sensor memiliki resolusi te

menerus atau sangat kecil (kadang-kadang keliru

disebut sebagai " resolusi tak terbatas ").


19/28

SPECIAL PROPERTIES Properties tertentu kadang dibutuhkan pada beber

sensor,

Misal pada light detector yang sensitif pada bandw

optik tertentu sehingga diperlukan spesifikasi terten

guna medapatkan respon spektral mereka

OUTPUT IMPEDANCE


20/28

OUTPUT IMPEDANCE Impedansi keluaran

Penting untuk diketahui agar keterhubungan senso

rangkaian elektronik bisa dilakukan dengan lebih b Untuk meminimalkan distorsi sinyal output, sensor

menghasilkan arus (B) harus memiliki impedansi

keluaran setinggi mungkin dan masukan sirkuit

impedansi harus rendah. Untuk koneksi tegangan

sensor lebih baik dengan Zout lebih rendah dan sir

harus memiliki Zin setin i raktis.


21/28

EKSITASI Eksitasi adalah sinyal listrik yang dibutuhkan untuk ope

sensor aktif. Eksitasi ditentukan sebagai jarak tegangan

/ atau arus.

Eksitasi dapat berupa tegangan dan atau arus tertentu

Kesalahan dalam memberikan sinyal eksitasi akan

mengganggu transfer funtion yang berarti akan

menimbulkan kesalahan juga pada outputnya

Contohnya :

Arus maksimum melalui thermistor

di udara masih 50 A

dalam air 200 A


22/28

DYNAMIC CHARACTERISTIC Untuk beberapa hal, sensor digunakan dalam kond

yang berubah secara drastis, sedangkan respon ya

diberikan terkadang lambat/kurang bisa mengikuti

perubahan (karena sensor ataupun penghubungdengan stimulus) sehingga sensor akan memiliki

sebuah karakteristik yang tergantung dengan wakt

(time dipendent characteristic) hal inilah yang diseb

sebagai Karakteristik dinamis

Banyak terjadi di sistem kendali seperti pada saat fpemanasan/persiapan sebuah sistem

DYNAMIC CHARACTERISTIC


23/28

DYNAMIC CHARACTERISTIC Jenis respon:

(A) tidak terbatas atas dan frekuensi yang

lebih rendah;

(B) orde pertama terbatas dengan

frekuensi cutoff atas;

(C) orde pertama terbatas frekuensi cutoff

rendah;

(D) orde pertama terbatas baik atas dan

frekuensi cutoff rendah;

(E) respon bandwidth sempit (resonansi);

(F) bandwidth yang lebar dengan resonan.

ENVIRONMENTAL FACTOR


24/28

ENVIRONMENTAL FACTOR Faktor yang dapat mempengaruhi kinerja sensor sa

satunya adalah faktor lingkungan

Tempat penyimpanan

Perubahan ekstrim lingkungan

Temperatur

RELIABILITY


25/28

RELIABILITY Adalah kemampuan sensor untuk melakukan fungs

pada kondisi dan waktu tertentu

Realibility menggambarkan kemungkinan piranti se

dapat beroperasi setelah berapa lama atau setelah

berapa kali pemakaian

APLICATION CHARACTERISTI


26/28

APLICATION CHARACTERISTI Adalah karakteristik mengenai di mana sebuah sen

akan diaplikasikan

Semakin penting dan khusus aplikasi yang dibuat m

biasanya akan memerlukan sensor dengan kualitas

tinggi dengan konsekuensi harga juga tinggi

UNCERTAINTY


27/28

UNCERTAINTY Di dunia ini tidak ada sesuatu yang sempurna termasuk

dalam sensor. Lama pemakaian, kondisi lingkungan,

kesalahan manusia, komponen yang terlibat dan faktor

lainnya sangat bisa mempengaruhi kinerja sensor dalaini adalah merubah sinyal outputnya (meski sangat kec

Semua yang telah diketahui adalah kira-kira mulai dari

pemodelan sensor hingga proses manufakturnya

Oleh International Committee for Weights and Meas

(CIPM

) membagi uncertainty dalam 2 tipe Tipe A : Yang dievaluasi dengan metode statistik

Tipe B : Yang dievaluasi dengan cara lain

REFERENSI


28/28

REFERENSI Handbook Of Modern Sensors Physics,

Designs,and Applications 3th Edition [Cha

2] http://id.wikipedia.org/wiki/kalibrasi

karakteristik sensor final

Documents