Pengukuran Teknik

Termokopel

Termokopel adalah sensor suhu yang dibuat dari dua pertemuan bahan logam yang berbeda. Pertemuan bahan logam ini akan menyebabkan terjadinya GGL listrik apabila pertemuan bahan logam tersebut dipanaskan. Besarnya tegangan rata-rata dari termokopel yang dapat dihasilkan adalah sebesar 40 V / °C.

Tabel karakteristik beberapa jenis termokopel

BAHAN	DAERAH SUHU KERJA
Nickel Chromium dengan Nickel Alumunium	- 50 s/d + 400 ° C
Tembaga dengan Konstantan	- 250 s/d + 400 ° C
Besi dengan Konstantan	- 200 s/d + 1200 ° C
Platina dengan campuran platina- Rodium	- 50 s/d 1750 ° C

Konstruksi dasar dari suatu termokopel ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 16. Prinsip dasar termokopel

Pada prinsipnya termokopel dibuat dari dua jenis bahan logam yang berbeda dengan cara salah satu dari masing-masing ujung logam tersebut dilas menjadi satu (pada gambar daerah yang disebut pertemuan panas atau heat junction). Akibat adanya sifat-sifat bahan logam tertentu yang dapat melepaskan elektron-elektron bebas apabila dipanaskan maka termokopel akan mengeluarkan tegangan listrik dikedua ujung-ujung bebas dari dua jenis logam yang disatukan tersebut. Sudah dijelaskan diatas bahwa besarnya tegangan keluaran umum dari sensor atau transduser jenis ini adalah sebesar 40 V / ° C. Untuk menyadap perubahan tegangan (V) yang terjadi akibat adanya perubahan suhu (T) termokopel harus dihubungkan dengan rangkaian penguat melalui kabel-kabel yang dipuntir guna mencegah sinyal-sinyal gangguan agar tidak turut dikuatkan oleh rangkaian penguat (Gambar 17).

Gambar 17. Koneksi termokopel

Light Dependent Resistor (LDR)

Resistor peka cahaya adalah salah satu jenis transduser masukan yang digunakan untuk mengontrol suatu sistim dengan menggunakan intensitas cahaya sebagai referensi untuk mengaktifkan atau mengnon-aktifkan suatu sistim kontrol. Transduser ini dibuat dengan menggunakan bahan-bahan khusus yang dapat melepaskan elektron bebas apabila dikenai cahaya pada permukaannya. Kandungan elektron bebas memiliki hubungan yang erat dengan daya hantar suatu bahan penghantar. Jika pada LDR dikenai cahaya maka elektron bebas akan dihasilkan oleh bahan dasar pembuat LDR tersebut. Semakin kuat intensitas cahaya yang mengenai LDR akan semakin banyak elektron bebas yang dihasilkan. Perubahan intensitas cahaya akan menyebabkan perubahan resistansi atau daya hantar dari LDR. Karakteristik ini yang digunakan sebagai prinsip dasar penggunaan LDR dalam suatu sistim kontrol yang diaktifkan kerjanya oleh perubahan intensitas cahaya.

Dalam diagram elektronika LDR digambarkan seperti pada Gambar 18. Dalam rangkaian praktisnya LDR dihubungkan sebagai suatu komponen seri dengan resistor harga tetap lainnya. Hal ini ditunjukkan pada gambar 18.

Gambar 18. Simbol suatu LDR dalam rangkaian elektronika

Gambar 18 menunjukkan penggunaan praktis dari LDR. LDR dihubungkan seri dengan resistor harga tetap (R).

Rangkaian ini dihubungkan dengan suatu sumber tegangan DC yang konstan.

Akibat adanya perubahan cahaya yang mempengaruhi nilai resistansi. Perubahan resistansi (R) dari LDR akan menyebabkan terjadinya perubahan arus (I). Sesuai dengan aturan hukum Ohm dimana V= I x R maka hal ini akan menghasilkan juga perubahan tegangan keluaran Vout.

Contoh 2:

Jika pada gambar LDR diatas diketahui + V = 5 V, R = 1 K dan resistansi LDR pada keadaan terang adalah sebesar 470  dan resistansi LDR pada keadaan gelap adalah 2,2 K . Resistansi total rangkain LDR pada keadaan terang adalah R + R_LDR =

1000  + 470  = 1470 . Dengan demikian arus yang mengalir pada rangkaian adalah:

Vout yang terjadi pada LDR adalah:

Vout = I x R_LDR = 0.0034 A x 470  = 1.598 Volt (pada keadaan diberi cahaya).

Untuk keadaan tanpa cahaya arus yang mengalir pada rangkaian LDR adalah:

Vout = I x R_LDR = 0,00156 A x 2200  = 3.432 Volt (pada keadaan tanpa cahaya).

Jadi Vout akan berkisar antara 1.598 Volt hingga 3.432 Volt.

Beberapa Transduser / Sensor yang Umum Digunakan Sebagai Sensor Input

Besaran Fisis	Sensor
Intensitas cahaya	Resistor bergantung pada cahaya (LDR= Light Dependent Resistor), sel foto-konduktif, foto resistor.
Suhu	Termistor. Termokopel Dioda (pertemuan P-N), sensor termal (zat padat, oksida logam).
Asap	fotosel dan penyusunan cahaya.
Posisi	Saklar batas. Magnet dan relai lidi. Potensiometer. transformator differensial variabel linear. (LVDT = Linear Variable Differensial Transformer). Saklar yang diaktifkan cahaya. Pengkopel opto yang dioperasikan oleh pantulan cahaya.
Ketinggian cairan	Probe logam Termistor (menjadi dingin bila terendam). Pengapung dengan potensiometer.
Penetrasi	Saklar peka getaran. Magnet dan relai lidi. Berkas sinyal ultrasonik. Berkas cahaya dengan fotosel.