Transducer Thermal

5/14/2018 Transducer Thermal - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/transducer-thermal 1/5

H a l a m a n 1

TRANSDUCER THERMAL

Praktikan: Rosalin Juniati (13208093) Asisten: Zulhariansyah

Waktu Percobaan: 23 Maret 2011EL3022-Instrumentasi Sistem Kendali

Laboratorium Dasar Teknik Elektro

Sekolah Teknik Elektro dan Informatika –

ITB

Abstrak

Pada praktikum kali ini akan dilihat pengaruh temperature terhadap empat transducer temperature yaitu: PTC(Positif Temperature Coefficient), NTC(Negatif Temperatur Coefficient), Bimetal(Thermocouple), serta transducer IC.

Akan dilihat perbedaan dari keempat transduser ini. Suhu yang diukur berupa air yang suhunya dinaikkan dan diamati setiap kenaikkan tertentu, kemudian diamati juga respons keempat transduser terhadap temperature ketika suhu air diturunkan. Sehingga dapat diamati peristiwa

histerisis pada transduser-transduser termal ini.Kata kunci: Tranduser, Karakteristik, PTC, NTC,Bimetal, IC.

1. Pendahuluan

Pada percobaan kali ini akan dipelajari karakteristik transduser termal yaitu,Positive TemperatureCoefficient(NTC), Negative TemperatureCoefficient(NTC), transduser bimetal, dantransduser IC.

Percobaan kali ini dapat memberikan pemahaman

mengenai penggunaan transduser thermal sebagaisensor suhu dalam suatu sistem. Dengan memahamikarakteristik spesifik tiap transduser termal dalampercobaan ini, kelak akan mampu menggunakantransduser termal yang seesuai dengan kebutuhansistem agar menghasilkan hasil yang optimal.

2. Dasar Teori

Transduser adalah divais yang mampu mengubahsuatu besaran atau suatu bentuk kondisi menjadioutput elektrik yang dapat digunakan. Transdusermampu mengubah satu bentuk energy menjadi

bentuk energy yang lain.

Transduser termal adalah divais yang mampumengubah besaran suhu menjadi besaran lain.Misalnya menjadi besaran resistansi.

2.1 PTC (Positive Temperature Coefficient)

PTC adalah sensor termal yang resistansi sensornyasebanding dengna temperature yang diukur.

2.2 NTC adalah sensor termal yang resistansisensornya berbanding terbalik dengan temperature

yang diukur.

2.3 Bimetal

Bimetal adalah sensor termal yang terdiri dari duajenis logam dengan koefisien muai berbeda yang disatukan. Sehingga dengan perubahan temperature,akan menyebabkan kedua logam memuai dengankecepatan yang berbeda, salah satu logam akanmenjadi lebih panjang dari yang lainnya sehinggapermukaan logam akan melengkung.

2.4 IC

IC merupakan sensor termal dalam bentuk IC.

Sensor ini memiliki range kerja antara -55 C sampai150 C

3. Hysteresis

Hysteresis adalah karakteristik dimana output tidak hanya ditentukan oleh input yang diberikan padasaat sekarang tetapi juga ditentukan oleh keadaaninternal system sebelumnya. Sehingga kita tidak dapat memprediksi output suatu system sebelummengetahui input sebelumnya.

3. Metodologi

4. Hasil dan Analisis

4.1 Resistansi Transduser pada Suhu Kamar

Letakkan ke empat

transduser ke dalam air(suhu kamar)

Catat resistansi terukur

pada tiap transdusr

Panaskan air dengan

menggunakan spiritus

Catat resistansi terukur

pada transduser setiapkenaikkan 5C

Matikkan api spiritus

Amati resistansi tiap

transduser setiappenurunan suhu seperti

sebelumnya pada saat

menaikkan suhu air



H a l a m a n 2

Suhu C PTC NTC Bimetal IC

26C 383.4 231.9 1.3 47600

4.2 Resistansi Transduser pada Saat Pemanasan

Suhu C PTC NTC Bimetal IC

33 382 181.6 2.5 47700

36 448 167 2 48000

41 554 141 1.3 48300

46 776 117 1.1 48700

51 1440 99 4 48800

56 2520 84.3 3.3 48800

61 2330 69.3 0.5 49000

66 5370 60.7 0.8 48100

71 13800 51.6 0.2 46900

76 32000 47.2 0.6 44000

4.3 Resistansi Transduser pada Saat Pendinginan

Suhu PTC NTC Bimetal IC

46 646 125 1.2 48400

51 370 106 3 48200

56 765 85.5 1.1 48000

61 1550 73.7 2.3 47700

66 3500 62.8 3.7 46600

71 8800 55 2.7 46000

76 21700 46.7 0.8 45000

PTC

Dari grafik di atas tampak bahwa pada mulai padatemperature 61 ºC, resistansi mulai naik drastic.Sehingga dapat dikatakan sensitif setelah melewatitemperature ini. Titik ini sering disebut juga sebagaiCurie Point.

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa terdapatperbedaan saat naik dan saat turun karena efek hysteresis.

Untuk memprediksi persamaan resistansi terukursering digunakan persamaan:

Rt=Ro[ 1-a(T-To)+b ]

Nilai a dan b bergantung pada material. Untuk platina: a=3.908x10^3 dan b=-5.775x10̂ (-7)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

0 20 40 60 80

h

ea

ti

ng

co

oli

ng



H a l a m a n 3

NTC

Pada NTC terlihat bahwa pada saat suhu naik danpada saat suhu turun walaupun ada perbedaankarena efek hysteresis, namun terlihat sedikit.Dengan demikian dapat dikatakan stabil.

NTC memiliki respons yang cepat. Sehingga baik digunakan untuk divais-divais yang memerlukan

eksekusi yang cepat ketika menerima kondisi termaltertentu.

Dengan menggunakan persamaan :

Rt=

BIMETAL

Pada grafik tranduser bimetal dapat dilihat bahwatransduser ini tidak stabil dan memiliki grafik yang jauh berbeda antara saat suhu naik dan saat suhuturun. Sebenarnya Bimetal memiliki range kerja yang cukup besar. Antara -200 hingga 1250ºC, tetapi padapercobaan ini tidak dapat dilihat kelebihan bimetaltersebut karena alat pengukur suhu yang digunakanhanya memiliki kapasitas sampai 0 s/d 110ºC. Padabimetal perlu dicari referensi terlebih dahulu untuk dapat menggunakannya dengan benar. Yakni, perludiketahui batas titik temperature pada saat keduabimetal mulain ON atau dengan kata lain adakontak antara kedua metal. Pada percobaan inididapat hasil saat bimetal belum melewati batasreferensi tersebut.

IC

Jika dilihat persatuan garis garis cukup linier.Namun pada IC pada suhu awal tidak cukup linierkemungkinan dikarenakan pengambilan sampel yang terlalu cepat padahal diketahui bahwa respons ICtermasuk kategori lambat.

Trandsucer IC juga memiliki sensitifitas yang tinggidapat dilihat bahwa perubahan resistansi/C cukupbesar pada orde ribuan Ohm /C.

0

50

100

150

200

250

0 50 100

NTC up

NTC

down

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

0 50 100

up

down

43000

44000

45000

46000

47000

48000

49000

50000

0 50 100

IC up

IC down



H a l a m a n 4

KELEBIHAN

NTC PTC IC BIMETAL

Responscepat Paling akurat(0.0006Csd 0.1C)

Paling linier Rangepaling besar

Outputbesar

Lebih linierdari bimetal

Outputpaling besar

Simpel

Paling stabil Murah Bentuk fisik bervariasi

KEKURANGAN :

NTC PTC IC BIMETA

L

Tidak linier

Mahal T<250C(bahkan dibawah150)

Perlureferensipengukuran

Temperatur terbatas

Responlambat( 0.5 sd 5dtk)

Perlusupply

Tidak stabil

Perlusumberarus

Perlusumberarus

Responslambat

Tidak sensitif

Mudahrusak Perubahanresistansikecil

Outputrendah

APLIKASI:

PTC:

-digunakan untuk membatasi arus, seperti resistorfuse, namun dengan PTC dapat digunakan berkali-kali. Biasa digunakan pada TV, DC-DC converter

-Proteksi Short Circuit pada driver sensor optic,mother board dan LCD

NTC:

-digunakan untuk mengatur kontras LCD

-mengkompensasi temperature pada rangkaian

amplifier

-digunakan pada baterai cas, yaitu mendeteksi suhulingkungan saat mengecas



H a l a m a n 5

5. Kesimpulan

-Transduser Bimetal merupakan transduser paling tidak stabil di atnara keempat transduser(PTC,NTC, IC Bimetal) dan perlu referensipengukuran.

-Pada transduser thermal perlu diketahui kondisisuhu sebelumnya karena dalam transduser thermalberlaku efek hysteresis.

-Pada NTC, resistansi hanya berbeda sedikit ketikasuhu naik dan ketika suhu turun.

-PTC memiliki batas titik mulai perubahanresistansi yang drastic yang dikenal dengan curiepoint. Titik ini merupakan awal ketika transduserdapat digunakan agar memiliki sensitivitas yang baik.

-Tranduser IC memiliki respons yang lambat danmemiliki respon resistansi yang bias dikatakanberupa garis-garis luru(linier), tetapi tidak di semuarange kerjanya

6. Daftar Pustaka

[1] http://www.murata.com/products/catalog/pdf/r01e.pdf

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Hysteresis

[3] http://www.its.ac.id/personal/files/material

/464-jos-SenD3-03.pdf

http://www.murata.com/products/catalog/pdf/r01e.pdf





http://en.wikipedia.org/wiki/Hysteresis


http://www.its.ac.id/personal/files/material/464-jos-SenD3-03.pdf










Transducer Thermal

Documents

Transcript of Transducer Thermal