PERCOBAAN 3
KARAKTERISTIK
THERMISTHOR DAN PENGUKURUAN SUHU
A.
Tujuan
Mempelajari karakteristik static dari
sensor suhu yang berupa thermisthor dan bahan semikonduktor LM-35,kemudian
membandingkan karakteristik static dari kedua sensor tersebut.
B.
Dasar
Teori
Detector suhu yang bekerjanya didasarkanpada
perubahan resistansi elektrik. Biasanya dikenal sebagai RTD(Resistive
Temperature Detektor) ditemukan Seebeck yang
kemudian dikembangkan oleh Sir William Siemens.
Prinsip kerja sensor ini
berdasarkan perubahan tahanan dari beberapa jenis logam apabila mendapatkan
perubahan panas. Semua logam akan mengalami perubahan tahanan positif
apabila terjadi perubahan temperatur yang positif.
Bahan RTD untuk sensor ini antara lain platina, nikel,
paduan nikel alloy, terutama tembaga karena mempunyai tahanan yang rendah dan
perubahan tahanan yang linier Nilai
tahanan untuk RTD platina mempunyai jarak dari 10 sampai dengan 100 ohm untuk
model bird gage. Standar koefisien temperatur kawat platina (DIN 43760)
adalah = 0.00385. Untuk kawat 100 adalah
0.385/oC. Nilai ini adalah
rata-rata dari 0oC sampai 100oC .
Thermistor adalah juga resistor yang sensitif terhadap
perubahan temperatur. Thermistor biasanya dibuat dari bahan semikonduktor.
Thermistor umumnya mempunyai koefisien temperatur negatif (NTC), artinya
apabila temperatur bertambah maka tahanannya akan berkurang, tetapi juga ada
yang mempunyai koefisien temperatur positif (PTC). Pada RTD berlaku:
Sedangkan
pada smikonduktor berlaku:
dengan 
menyatakan karakteristik suhu badan.
J-TC Thermocouple
JTC merupakan
sensor yang mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dimana sensor ini dibuat
dari sambungan dua bahan metallic yang berlainan jenis. Sambungan ini
dikomposisikan dengan campuran kimia tertentu, sehingga dihasilkan beda
potensial antar sambungan yang akan berubah terhadap suhu yang dideteksi.
NTC (Negative
Temperature Coefficient) Lain halnya dengan JTC, NTC merupakan sensor yang
mengubah besaran suhu menjadi hambatan. NTC dibuat dari campuran bahan
semikonduktor yang dapat menghasilkan hambatan intrinsik yang akan berubah
terhadap temperatur.
Platinum Pt
100 pada plant kontrol suhu memiliki
fungsi yang hampir sama dengan sensor NTC, dimana letak perbedaannya adalah
pada bahan pembuatan sensor. Platinum Pt 100 dibuat dari platinum dengan
resistansi nominal 100Ω pada suhu 0 C.
C.
Langkah-langkah
Percobaan
1.
Mengukur
keluaran sensor (resistansi antara kaki-kaki thermistor) berdasarkan variasi
masukannya (suhu).Menentukan dahulu posisi nolnya. Cacah variasi 15 (lima
belas)kali.
2.
Memeriksa
histerisis dan kepresisiannya jika hasil pengamatan bergantung pada arah
perubahan suhu dari suhu tinggi ke rendah. Apakah anda mengamati adanya gejala
histerisis?
3.
Membuat
table pengamatan (rancang sendiri formatnya) untuk mencatat nilai-nilai besaran
yang ditentukan dan kemudian menggambar grafik yang menyatakan hubungan antara
kedua besaran tersebut (suhu dan resistansi). Mengamati deviasi hasil
pengamatan terhadap linieritasnya.
4.
Mendeskripsikan
prinsip-prinsip yang terkait dengan problem tersebut (tentu berdasarkan wawasan
anda)
5.
Mencari
nilai akurasi thermistor ketika digunakan untukmengukur suhu dan juga mencari
nilai sensitivitas thermisthor tersebut.
6.
Jenis
karakteristik statis apa lagi yang dapat
dipelajari dari thermisthor ,dan juga karakteristik mana yang tidak dapat
ditentukan dari thermisthor.
 |
Thermometer
|
kabel
air Thermisthor
Pemanas (lebih
baik menggunakan oven).
D.
Tabulasi Data
Data 1
|
No.
|
Suhu( c)
|
R(Ω)
|
|
1
|
35
|
1.6
|
|
2
|
36
|
1.5
|
|
3
|
37
|
1.45
|
|
4
|
38
|
1.4
|
|
5
|
39
|
1.4
|
|
6
|
40
|
1.3
|
|
7
|
41
|
1.2
|
|
8
|
42
|
1.1
|
|
9
|
43
|
1.1
|
|
10
|
44
|
1
|
|
11
|
45
|
0.95
|
|
12
|
46
|
0.85
|
|
13
|
47
|
0.85
|
|
14
|
48
|
0.875
|
|
15
|
49
|
0.8
|
|
16
|
50
|
0.8
|
|
19
|
52
|
0.7
|
|
20
|
53
|
0.7
|
|
21
|
54
|
0.65
|
|
22
|
55
|
0.65
|
|
23
|
56
|
0.6
|
|
24
|
57
|
0.6
|
|
25
|
58
|
0.6
|
|
26
|
59
|
0.55
|
|
27
|
60
|
0.5
|
1.
Data 2
|
No.
|
Suhu( c)
|
V(volt)
|
|
1
|
35
|
0.8
|
|
2
|
36
|
0.9
|
|
3
|
37
|
0.9
|
|
4
|
38
|
0.9
|
|
5
|
39
|
0.9
|
|
6
|
40
|
0.9
|
|
7
|
41
|
0.9
|
|
8
|
42
|
1
|
|
9
|
43
|
1
|
|
10
|
44
|
1
|
|
11
|
45
|
1
|
|
12
|
46
|
1.1
|
|
13
|
47
|
1.1
|
|
14
|
48
|
1.1
|
|
15
|
49
|
1.1
|
|
16
|
50
|
1.1
|
|
18
|
51
|
1.1
|
|
19
|
52
|
1.2
|
|
20
|
53
|
1.2
|
|
21
|
54
|
1.3
|
|
22
|
55
|
1.3
|
|
23
|
56
|
1.3
|
|
24
|
57
|
1.3
|
|
25
|
58
|
1.3
|
|
26
|
59
|
1.4
|
|
27
|
60
|
1.4
|
E.
Pembahasan
Praktikum
ini bertujuan Mempelajari karakteristik
static dari sensor suhu yang berupa thermisthor dan bahan semikonduktor
LM-35,kemudian membandingkan karakteristik static dari kedua sensor tersebut. Resistance Termistor adalah
resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu
negatif, karena saat suhu meningkat maka tahanan menurun atau sebaliknya. Jenis
ini sangat peka dengan perubahan tahan 5% per C sehingga mampu mendeteksi
perubahan suhu yang kecil. Dibuktikan dengan grafik (percobaan 1) berikut :
y
= p1*x + p2
Coefficients:
p1 = -0.042231
p2 = 2.9473
Norm of residuals =
0.38458
Karakter
dari grafik diatas mempunyai kepresisian yang cukup tinggi dan bersifat tidak linieritas
yang mengarah ke bawah jadi thermisthor jenis yang dipakai NTC .Platina adalah
bahan yang sering digunakan karena memiliki tahanan suhu, kelinearan,
stabilitas dan reproduksibilitas. Untuk percobaan yang kedua sensor thermisthor
ditambah dengan sebuah rangkaian agar keluarannya tegangan, hasil dari
percobaan lalu dibuat grafik:
y
= p1*x + p2
Coefficients:
p1 = 0.022462
p2 = 0.029231
Norm
of residuals = 0.1782
Dari
grafik diatas dapat mencari nilai karakter kuantitas resolusi dengan persamaan berikut :
Dan
diperoleh 50 % dari grafik di atas.
Karakter yang lain sensitivitas dari sensor ini kurang karena setiap
kenaikan suhu tidak terjadi kenaikan tegangan ,sedangkan respon dari sensor ini
cenderung lemah juga tidak cocok untuk alat yang menggunakan suhu yang relative
rendah.
Untuk
karakter yang lain waktu respon terjadi perubahan pada suhu minimal 35 sehingga
untuk karakter respon termasuk rendah.
F.
Kesimpulan
Dari percobaan
diatas dapat disimpulkan bahwa thermisthor mempunyai karakter tidak
linieritas cenderung polynomial dan
range suhunya terbatas kuantisasi resolusinya rendah. kelebihannya ouput
tinggi, responnya cepat,
G.
Daftar
pustaka.
ELEKTRONIKA thermistor.htm(Senin, 14 November
2011)
Sumarna. Sensor dan Tranduser. Yogyakarta: Universitas Negeri
Yogyakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar