ALAT UKUR TEMPERATUR Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses.

Presentasi berjudul: "ALAT UKUR TEMPERATUR Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses."— Transcript presentasi:

1 ALAT UKUR TEMPERATUR Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

2 b) Resistance Temperatur Detectors (RTD) c) Thermister d) Pyrometer
Alat Ukur Temperatur a) Thermocouple b) Resistance Temperatur Detectors (RTD) c) Thermister d) Pyrometer e) Bimetallic f) Filled systems Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

3 a) Thermocouple • Merupakan sensor temperatur yang terdiri dari dua kawat logam berbeda. Salah satu persimpangan merupakan ujung pengukuran dan persimpangan yang lain adalah ujung referensi (suhunya diketahui) • Perbedaan temperatur antara ujung pengukuran dan ujung referensi dideteksi dengan pengukuran perubahan voltase (electromotive force, emf) Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

4 Gambar rangkaian Thermocouple
Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

5 J Iron & Constantan (Fe & Cu-Ni) -210~1200 (-350~2200) 51.7 (28.7)
ISA Material (+ & -) Temperature Range °C (°F) Chromel & Constantan (Ni-Cr & Cu-Ni) -270~1000 (-450~1800) (38.3) J Iron & Constantan (Fe & Cu-Ni) -210~1200 (-350~2200) (28.7) K Chromel & Alumel (Ni-Cr & Ni-Al) -270~1350 (-450~2500) (22.6) Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

6 LT = Low temperature range, HT = High temperature range *:
Platinum & R 87% Platinum/ 13% Rhodium -50~1750 (-60~3200) 6 (3.3) LT:±2.8°C(±5°F) HT:±0.5% I,O (Pt & Pt-Rh) S 90% Platinum/ 10% Rhodium -50~1750 (-60~3200) 6 (3.3) LT:±2.8°C(±5°F) HT:±0.5% I,O 70% Platinum/ B 30% Rhodium & 94% Platinum/ 6% Rhodium -50~1750 (-60~3200) 6 (3.3) LT:±2.8°C(±5°F) HT:±0.5% I,O (Pt-Rh & Pt-Rh) LT = Low temperature range, HT = High temperature range *: I = Inert media, O = Oxidizing media, R = Reducing media, V = Vacuum * *: Constantan, Alumel, and Chromel are trade names of their respective owners. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

7 Kelebihan dan kekurangan • Biaya murah
• Tidak ada pergerakan, sehingga tidak mudah rusak • Kisaran temperatur luas • Waktu respon cepat • Repeatability dan akurasi cukup baik Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

8 • Membutuhkan temperatur referensi seperti air es ( 0OC)
Kekurangan : Sensitivity rendah • Membutuhkan temperatur referensi seperti air es ( 0OC) • Nonlinearity. Di atasi dengan kurva kalibrasi dengan persamaan polinomial Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

9 b. Resistance Temperatur Detectors (RTD)
• RTD menggunakan kenaikan hambatan elektrolik suatu logam dengan naiknya Temperatur Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

10 Effect of temperature on resistance
with RT the resistance, RT0 the resistance at base temperature of 0 °C, T thtemperature of the sensor (to be determined from RT) and a the temperature coefficient of the metal. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

11 Kelebihan dan Kekurangan • Stabil dan akurasi baik
• Linierisasi lebih baik daripada thermocouple • Lebih mahal • Pemanasan sendiri • Membutuhkan sumber arus • Waktu respon kurang cepat pada beberapa aplikasi Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

12 c. Thermistor • Seperti RTD, thermistor menggunakan
hambatan untuk mendeteksi temperatur • Hanya saja pada thermistor menggunakan keramik semikonducting yang mempunyai efek menurunkan hambatan pada naiknya temperatur Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

13 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

14 Kelebihan dan kekurangan
• Akurasi tinggi. Lebih tinggi dari pada RTD dan thermocouple • Sensivitasnya tinggi • Ukuran lebih kecil daripada termocouple • Waktu respon lebih baik daripada RTD, kurang lebih sama dg thermocouple Kisaran temperatur terbatas Linieritas rendah Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

15 d. Pyrometer • Kadang disebut termometer radiasi
• Tidak ada kontak langsung dengan bidang temperatur • Pengukuran temperatur dari radiasi elektromaknetik ( sinar tampak atau infrared) yang dilepaskan oleh objek Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

16 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

17 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

18 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

19 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

20 Kelebihan dan kekurangan • Pengukuran tanpa kontak
• Waktu respon cepat • Stabilitas baik Mahal • Akurasi terganggu oleh debu dan asap Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

21 e. Bimetallic • Logam akan berekspansi dengan naiknya temperatur dan kecepatan ekspansi berbeda antar logam satu dengan yang lain. • Dua logam dikonstruksikan menjadi sebuah spiral. • Perubahan posisi koil akan dideteksi dan digunakan untuk menentukan temperatur Kelebihan dan kekurangan • Murah • Secara fisik baik • Display secara lokal Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

22 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

23 f. Filled system • Fluida akan terekspansi dengan naiknya temperatur
• Perubahan posisi dideteksi untuk menentukan temperatur. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

24 Kelebihan dan kekurangan Sederhana dan biaya murah Tidak ada racun
• Temperatur tidak tinggi • Sensitif terhadap tekanan Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

25 Termometer Infra Red Termometer Infra merah :
“untuk mendeteksi temperatur secara optik – selama objek diamati, radiasi energi sinar infra merah diukur, dan disajikan sebagai suhu” metode pengukuran suhu - yang cepat dan akurat - dengan objek dari kejauhan dan tanpa disentuh – situasi ideal dimana objek bergerak cepat, jauh letaknya, sangat panas, berada di lingkungan yang bahaya, dan/atau -adanya kebutuhan menghindari kontaminasi objek (seperti makanan/alat medis/obat-obatan/produk atau test, dll.). Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

26 Termometers Infra Merah mengukur suhu menggunakan radiasi kotak hitam (biasanya infra merah) yang dipancarkan objek. Kadang disebut termometer laser jika menggunakan laser untuk membantu pekerjaan pengukuran, atau termometer tanpa sentuhan untuk menggambarkan kemampuan alat mengukur suhu dari jarak jauh. Dengan mengetahui jumlah energi infra merah yang dipancarkan oleh objek dan emisi nya, Temperatur objek dapat dibedakan. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

27 Desain utama terdiri dari lensa pemfokus energi infra merah pada detektor, yang mengubah energi menjadi sinyal elektrik yang bisa ditunjukkan dalam unit temperatur setelah disesuaikan dengan variasi temperatur lingkungan. Konfigurasi fasilitas pengukur suhu ini bekerja dari jarak jauh tanpa menyentuh objek. Dengan demikian, termometer infra merah berguna mengukur suhu pada keadaan dimana termokopel atau sensor tipe lainnya tidak dapat digunakan atau tidak menghasilkan suhu yang akurat untuk beberapa keperluan. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

28 Penggunaan Termometer Infra Merah
Beberapa kondisi umum adalah objek yang akan diukur dalam kondisi bergerak; objek dikelilingi medan elektromagnet, seperti pada pemanasan induksi; objek berada pada hampa udara atau atmosfir buatan; atau pada aplikasi di mana dibutuhkan respon yang cepat. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

29 Termometers Infrared dapat digunakan untuk beberapa fungsi pengamatan temperatur. Beberapa contoh, antara lain: • Mendeteksi awan untuk sistem operasi teleskop jarak jauh. • Memeriksa peralatan mekanika atau kotak sakering listrik atau saluran hotspot • Memeriksa suhu pemanas atau oven, untuk tujuan kontrol dan kalibrasi • Mendeteksi titik api/menunjukkan diagnosa pada produksi papan rangkaian listrik • Memeriksa titik api bagi pemadam kebakaran • Mendeteksi suhu tubuh makhluk hidup, seperti manusia, hewan, dll • Memonitor proses pendinginan atau pemanasan material, untuk penelitian dan pengembangan atau quality control pada manufaktur Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

30 Jenis Sensor Variasi sensor yang umum termasuk:
• Termometers Infra Merah Titik, disebut juga Pyrometer Infra Merah, didesain untuk memonitor luasan sempit atau titik tertentu. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

31 Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

32 “Sistem Pencitraan Garis” untuk mengukur suhu permukaan dapur pembakar semen. • Sistem Pencitraan Garis Infra Merah, biasanya membantu menentukan titik api yang penting pada pencerminan putar, untuk secara terus-menerus memindai permukaan yang luas pada ruang. Alat ini banyak digunakan pada manufaktur yang melibatkan konveyer atau proses jaring-jaring, seperti lembaran kaca besar atau logam yang keluar dari tungku, pabrik dan kertas, atau tumpukan material yang terus menerus sepanjang sabuk konveyer. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses

33 Aplikasi yang umum termasuk untuk :
• Kamera Infra Merah, Termometer infra merah yang didesain khusus sebagai kamera, memonitor banyak titik pada saat yang sama, hasilnya berupa gambar 2 dimensi, di mana tiap pixel menunjukkan temperatur. Teknologi ini umumnya membutuhkan banyak prosesor dan software daripada sistem sebelumnya, digunakan memindai area yang luas. Aplikasi yang umum termasuk untuk : memonitor batas negara bagi militer, pengawasan kualitas pada proses manufaktur, dan pengawasan peralatan atau ruang kerja yang panas/dingin untuk tujuan keselamatan dan pemeliharaan. Bahan Kuliah Elektronika & Instrumentasi Proses