Kalibrasi dan Teknik Pengukuran Besaran Suhu

Kalibrasi dan Teknik Pengukuran Besaran SuhuOleh :Rangga K Negara1-Suatu besaran yang dapat mempengaruhi keadaan gerakan molekular suatu medium/zat (secara osilasi dan rotasi). Semakin tinggi suhu suatu benda/zat semakin besar enerji potensialnya (berupa getaran molekular), dan berpotensi untuk memindahkan enerjinya secara kinetis terhadap benda/zat lain yang lebih rendah suhunya maka terjadilah aliran panas.Suhu(Temperature)2-Merupakan bentuk enerji, kuantitas panas relatif suatu benda adalah proporsional terhadap besarnya suhu benda/zat tersebut. Q = m . Cp . T Ukuran panas adalah Joule (J)=N.m, Kalori (Cal), BTU (British Thermal Unit)1 kJ= 0.23844 kCal. = 0.94621 BTUPANAS (HEAT (Q)3-Adalah proses transport panas dari daerah bersuhu tinggi ke daerah bersuhu rendah dalam satu medium (padat, cair atau gas), atau antara mediummedium yang berlainan yang bersinggungan secara langsungPerpindahan Panas Konduksi

4-Adalah transport energi dengan kerja gabungan dari konduksi panas, penyimpanan, energi dan gerakan mencampur. Proses terjadi pada permukaan padat (lebih panas atau dingin) terhadap cairan atau gas (lebih dingin atau panas)Perpindahan Panas Konveksi5-Adalah proses transport panas dari benda bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah, bila benda benda itu terpisah didalam ruang (bahkan dalam ruang hampa sekalipunPerpindahan Panas Radiasi6-Pengukur Temperatur MekanisJenis ini bekerja berdasarkan pemuaian zat padat, cair atau gas.Contoh:Termometer kaca berisi zat cair (biasanya berisi air raksa atau alkohol.)Dial thermometer berisi zat cair.Dial-thermometer berisi uap bertekanan.Dial-thermometer berisi gas.

Pengukur Temperatur Thermo-elektrikJenis ini bekerja berdasarkan perubahan gaya gerak listrik (g.g.l.) induksi atau perubahan resistansi pada penghantar logamContoh yang paling umum adalah: resistance thermometer dan thermo-couple

Prinsip Pengukuran Temperature7-Resistance thermometer bekerja berdasarkan perubahan resistansi logam karena perubahan temperaturBahan logam yang umum dipakai adalah:platinum,tembaga,nikel, dansemi-konduktor dari oksida logam.Platinum adalah bahan yang paling sering dipakai seperti pada Platinum RTD (Resistance Temperature Dependant) jenis Pt100 (artinya resistansinya 100 Ohm pada 0 C.) Platinum RTD bekerja baik pada kisaran temperatur -200 sampai +600CResistance Thermometers8-Thermocouple adalah sepasang logam yang jenisnya berbeda yang kedua ujungnya disatukan (dengan solder) yang akan menghasilkan gaya gerak listrik (dalam satuan mV) jika ada perbedaan temperatur pada kedua titik sambungan tadiThermocouple

9-JenisKeunggulanKekuranganResistanceAkurasi baikKalibrasi mudahPerlu catu-daya DC terus menerus.Untuk pengukuran jarak jauh, perlu kompensasi terhadap resistansi kabel.Kisaran pengukuran rendah (max 800C.)ThermocouplesTidak memerlukan catu daya.Perkabelan dengan sistem 2-kawat.Cocok untuk temperatur sangat tinggi (hingga 1600C)Perlu alat kalibrasi khusus.Akurasi rendahKompensasi terhadap resistansi kabel rumitKeunggulan Dan Kelemahan Pengukur Thermoelektrik10-Copper-Constantan (T Curve) Iron-Constantan (J Curve) Chromel-Alumel (K Curve) Copper-Constantan (T Curve) Iron-Constantan (J Curve) Chromel-Alumel (K Curve)

Jenis Bahan Termokopel11-Rentang temperatur berdasar pada tipe

12-PerbandinganPerubahan F- Media kalibrasi berupa titik-tetap (fixed-point)SimulasiMETODA KALIBRASI :13-Pembandingan penunjukan termometer (alat ) dgn termometer standar ( standar ). Hasil Kalibrasi dapat berupa :1. koreksi = standar alat2. konstanta-konstanta dari persamaan polinomial untuk alat3. Ketidakpastian dari alat yang dikalibrasi (UUT)Memerlukan media kalibrasi + standarMedia Kalibrasi :Bak cairan :1. bak alkohol :- 150 ~ 0 OC ( iso-pentana )- 80 ~ 0 OC ( aseton )2. bak air : 1 ~ 100 OC3. bak minyak : 80 ~ 200 OC ( silikon )4. bak garam : 200 ~ 600 OC ( potasium nitrat + sodium nitrat )Tungku :1. rentang 100 - 1100 OC2. rentang 50 - 550 OC3. rentang 600 -1600 OC

Perbandingan

14-Nilai titik-tetap dari definisi ITS-90, Hasil kalibrasi = persamaan interpolasi. Umumnya untuk kalibrasi termometer standarasa (Titik Tetap). Titik-tetap untuk termometer tahanan platina :

Perubahan F- Media kalibrasi berupa titik-tetap (fixed-point)

15-Digunakan untuk kalibrasi temperature indikatorMembutuhkan :1. sumber daya standar ( arus atau tegangan ) 2. tabel konversi terkopel atau termometer tahanan platina

Simulasi

16-

17-Prinsip Kerja HygrometerHygrometer mempunyai prinsip kerja yaitu dengan menggunakan dua thermometer. Thermometer pertama dipergunakan untuk mengukur suhu udara biasa dan yang kedua untuk mengukur suhu udara jenuh/lembab (bagian bawah thermometer diliputi kain/kapas yang basah). Thermometer Bola Kering: tabung air raksa dibiarkan kering sehingga akan mengukur suhu udara sebenarnya. Thermometer Bola Basah: tabung air raksa dibasahi agar suhu yang terukur adalah suhu saturasi/ titik jenuh, yaitu; suhu yang diperlukan agar uap air dapat berkondensasi.Fungsi HygrometerHygrometer digunakan untuk mengukur kelembaban udara relative (RH)

Thermohygrometer18-Higrometer terdapat dua skala, yang satu menunjukkan kelembaban yang satu menunjukkan temperatur. Cara penggunaannya dengan meletakkan di tempat yang akan diukur kelembabannya, kemudian tunggu dan bacalah skalanya. skala kelembaban biasanya ditandai dengan huruf h dan kalau suhu dengan derajat celcius.Ada bentuk higrometer lama yakni berbentuk bundar atau berupa termometer yang dipasang didinding. Cara membacanya juga sama, bisa dilihat pada raksanya di termometer satu yang untuk mengukur kelembaban dan satu lagi yang mengukur suhu. yang bundar ya dibaca skalanyaProses Pengukuran19-