TEMPERATURE SENSOR

Tujuan Khusus Memahami fungsi sensor temperatur Memahami klasifikasi sensor temperatur Memahami prinsip kerja sensor temperatur

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

Skala Temperature Empat skala temperature yg berbeda Celcius Kelvin Fahrenheit Rankine Beberapa titik acuan dpt ditemukan pd substansi spt air : Triple point = 0.01ºC Boiling point = 100ºC In physics and chemistry, the triple point of a substance is the temperature and pressure at which three phases (gas, liquid, and solid) of that substance may coexist in thermodynamic equilibrium. The boiling point of a liquid is the temperature at which the vapor pressure of the liquid equals the environmental pressure surrounding the liquid

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

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

Klasifikasi Sensor Temperature Non electric Electronic Liquid-in-Glass Thermistor Bimetallic RTD Filled System Thermocouples

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

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

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

Pengukuran dengan RTD Metode paling sensitif dengan menggunakan jembatan wheatstone

RTD KELEBIHAN KEKURANGAN Resistansi rendah (100Ω – 1000 Ω) Waktu respons lebih lambat (0.5 sampai 5 detik) Range lebar (-200ºC sampai 850 ºC ) Sensitive terhadap shock dan vibrasi Akurasi Tinggi (±0.0006ºC sampai 0.1ºC) Disupport dng keramik, glass tube Repeatability & Stabilitas tinggi Internal/self – heating (joule heating = I2R)

Thermistor Thermistor = Thermal Resistor Sensor temperatur berdasarkan perubahan resistansi semikonduktor terhadap temperatur

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

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

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

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

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

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

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

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