PENGUKURAN GAYA - Mochamad Safarudin | Professional · PDF fileMENJADI DEFLEKSI ATAU REGANGAN...
Transcript of PENGUKURAN GAYA - Mochamad Safarudin | Professional · PDF fileMENJADI DEFLEKSI ATAU REGANGAN...
PENGUKURAN GAYA
•TRANSDUCER YANG MENGUKUR GAYA DAN TORSI BIASANYA MEMILIKI
BAGIAN YANG ELASTIS YANG MENGKONVERSI BESARAN MEKANIK TSB
MENJADI DEFLEKSI ATAU REGANGAN (DISEBUT LOAD CELL)
PENDAHULUAN
•SEBUAH SENSOR DEFLEKSI (MIS: STRAIN GAGE) LALU DIGUNAKAN UNTUK
MEMBERIKAN SINYAL LISTRIK YG PROPORSIONAL DENGAN BESARAN YG
DIINGINKAN (GAYA ATAU TORSI)
•RENTANG UKUR, LINIERITAS DAN SENSITIFITAS DITENTUKAN OLEH
UKURAN DAN BENTUK DARI BAGIAN ELASTIS TSB, MATERIAL YG
DIGUNAKAN DAN SENSOR
LOAD CELLS
Benda elastis yg digunakan berupa batang, balok, cincin atau shear web
LOAD CELL JENIS BATANG
strain gage 3(axial) on
the back face
P
Jembatan Wheatstone
strain gage 1 (axial)
strain gage 2
(transverse)
strain gage 4
(transverse)
P
∆−
∆−
∆+
∆
+=
4
4
2
2
1
1
3
3
2
32
32
)( R
R
R
R
R
R
R
R
RR
RRVV so
Untuk full bridge
so VRR
R
RR
RV
+−
+=
41
4
32
3
AE
PGFGF
R
R
R
R
AE
PGFGF
R
R
R
R
t
a
νε
ε
..
..
4
4
2
2
3
3
1
1
==∆
=∆
−=−=∆
=∆
AE
VPGFV so
2
)1(. ν+−=
jika R1=R2=R3=R4
EXAMPLE
Sebuah pelat yg terbuat dari baja kekuatan tinggi mempunyai panjang
30 cm dan luas penampang 1 mmx20 mm dan modulus elastisitas 200 GPa
serta rasio Poisson 0,27. Pada pelat tersebut diberikan gaya aksial sebesar
15000 N dan menggunakan instrumentasi dengan susunan full bridge dengan
strain gage R=120 Ω Ω Ω Ω dan faktor gage sebesar 2,10.Tentukan tegangan output yang dihasilkan jika tegangan catu dayaTentukan tegangan output yang dihasilkan jika tegangan catu daya
yg diberikan sebesar 2,5 V
Solusi :
Gunakan persamaan
AE
VPGFV so
2
)1(. ν+−=
LOAD CELL JENIS BALOK/BEAM
Load cell jenis balok biasanya digunakan untuk mengukur beban kecil di mana
load cell jenis batang terlalu kaku untuk digunakan
P
1
224321
66
Ebh
Px
Ebh
M==−==−= εεεεx
1
3
axial gage 1 dan 3
axial gage 2 dan 4 di
permukaan bawah
b
h2
4
4
3
3
2
2
1
1 .6
Ebh
PxGF
R
R
R
R
R
R
R
R=
∆−=
∆=
∆−=
∆
∆−
∆−
∆+
∆
+=
4
4
2
2
1
1
3
3
2
32
32
)( R
R
R
R
R
R
R
R
RR
RRVV so
Jika semua gage persis sama
∆−
∆−
∆+
∆
+=
4
4
2
2
1
1
3
3
2
32
32
)( R
R
R
R
R
R
R
R
RR
RRVV so
20
...6
Ebh
VxPGFV s=
PENGUKURAN TORSI (TORQUE CELLS)
Torque cells adalah transduser yang mengkonversi torsi menjadi sinyal output
listrik.
V
3
16
2 D
T
J
TDxy π
τ == Untuk poros bundar yg mengalami torsi murni,
semua tegangan normal bernilai 0, tegangan utama
yang terjadi σ1=σ2=τxzPrincipal strain
+−=
+=
ED
T
ED
T ν
πε
ν
πε
116,
1163231 GF
ED
T
R
R
R
R
R
R
R
R.
1163
4
4
3
3
2
2
1
1
+=
∆−=
∆=
∆−=
∆ ν
π
V
sVGFED
TV .
11630
+=
ν
π
PENGUKURAN DAYA MEKANIK
(DYNAMOMETER)
Sebuah load cell strain-gage akan digunakan untuk mengukur gaya
maksimum sebesar 400000 N. Tegangan maksimum pada logam tsb
adalah 100000 kPa dan modulus elastisitasnya 6,55 x 107 kPa, serta
rasio Poisson 0,33. Berapakah tebal dinding silinder jika silinder
berdiameter luar 15 cm? jika diinstrumentasikan dengan 4 strain gageberdiameter luar 15 cm? jika diinstrumentasikan dengan 4 strain gage
aktif (dua aksial, dua transversal) dengan S=2,1, R =400 Ω serta
tegangan catu daya sebesar 10 V, berapakah tegangan output
pada beban maksimum?
END OF LECTURE