Sdt week 5

1

2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers

Sensor dan TransduserSensor dan Transduser

MINGGU 5

RANGKAIAN INTERFACE

(signal conditioning circuit)

MINGGU 5

RANGKAIAN INTERFACE

(signal conditioning circuit)


RANGKAIAN INTERFACERANGKAIAN INTERFACE

Overview

Umumnya, sensor tidak langsung dihubung dengan instrumen pengolah, pemonitor dan perekam.Rangkaian Interface diperlukan untuk membawa sinyal output sensor ke taraf yang sesuai dengan sinyal input yang diperlukan rangkaian beban. Artinya sinyal dari sensor harus dikondisikan (conditioned) terlebih dahulu. Input rangkaian interface dinyatakan dalam besaran-besaran standar yang digunakan untuk menentukan keakuratan rangkaian dalam mengolah sinyal sensor serta error yang ada.

2



Objek Pembelajaran :

�Amplifier

�Rangkaian Eksitasi

�ADC (Analog to Digital Converter)

�Rangkaian Jembatan

�Transmisi Data

�Noise dalam sensor dan rangkaian



AmplifierBiasanya, sensor pasif menghasilkan sinyal yang lemah (µV atau pA). Maka itu, diperlukan penguatan tegangan sampai 10000 kali atau penguatan arus sampai 1000000 kali yang diperlukan oleh rangkaian pada tahap berikutnya.

Penggunaan amplifier tidak hanya sebagai penguat sinyal, tetapi juga sebagai divais penyesuai impedansi, filter, isolator input dan output serta peningkat SNR.

Umumnya digunakan op-amp yang selain digunakan untuk menguatkan sinyal, juga dapat digunakan sebagai comparator, voltage follower, charge amplifier,dsb.

Charge Amplifier

3



• Input Offset Voltage <100µV

• Input Offset Voltage Drift <1µV/°C

• Input Bias Current <2nA

• Input Offset Current <2nA

• DC Open Loop Gain >1,000,000

• Unity Gain Bandwidth Product, 500kHz - 5MHzAlways Check Open Loop Gain at Signal Frequency

• 1/f(0.l Hz to 10 Hz) Noise <1µVp-p

• Wideband Noise <10nV /√ Hz

• CMR, PSR >100dB



• Rangkaian Eksitasi

Supply daya eksternal diperlukan oleh sensor aktif, seperti sensor temperatur (RTDs), sensor tekanan (piezoresistive) dan sensor posisi (electromagnetic dan optic). Daya yang dialirkan dapat berupa tegangan dan arus konstan ataupun arus sinusoidal, pulsa bahkan radiasi.

Pada banyak kasus, kestabilan dan keakuratan rangkaian eksitasi secara langsung akan mempengaruhi sensor. Penggunaan rangkaian eksitasidimaksudkan untuk menyuplai sensor dengan daya yang stabil sehingga terhindar dari degradasi nilai akurasi dan stabilitas. Maka itu diperlukan rangkaian yang dapat mengalirkan sinyal eksitasi yang diperlukan, bebarapanya antara lain :� Current Generator, digunakan untuk menghasilkan arus konstan, dapat

menggunakan opamp

� Voltage Reference, digunakan untuk menghasilkan tegangan konstan, seperti zener� Oscillator, penghasil sinyal listrik variabel. Digunakan dalam modulasi sinyal

4



• Analog to Digital Converter (ADC)

ADC mengubah sinyal continyu analog (biasanya berupa tegangan) menjadi bentuk diktrit digital yang ekivalen dan sesuai dengan piranti pengolah data digital.

Menggunakan metode biner atau hexa

Voltage to Frequency Circuit


RANGKAIAN INTERFACERANGKAIAN INTERFACE• Rangkaian Jembatan

Rangkaian ini paling banyak digunakan dan sangat efektif dalam metode pembagian pada level sensor

Kondisi stabil akan menghasilkan tegangan 0. Jika salah satu impedansi berubah, maka rangkaian menjadi tidak seimbang diikuti perubahan tegangannya.

Hanya satu impedansi yang digunakan sebagai sensor. Sehingga jika Z1 digunakan sebagai sensor maka :

5



• Transmisi Data

Kebanyakan respon data yang diterima oleh rangkaian berupa format digital. Salah satu keuntungan utamanya adalah adanya aspek pengurangan noise.

Akan tetapi ini sangat sulit dilakukan sehingga tetap memerlukan sinyal analognya. Pengiriman data ini dapat dilakukan beberapa cara sesuai dengan rangkaiannya, antara lain:

Two Wire ConnectionFour Wire ConnectionSix Wire Connection



• Noise dalam sensor dan Rangkaian

• Tidak ada sistem yang ideal. Noise tidak dapat dihilangkan tetapi dapat dicegah.

Noise :Bawaan (Inherent)Transmisi

Sdt week 5

Technology

Transcript of Sdt week 5