Minggu, 17 November 2013
Macam -Macam SENSOR dan Fungsinya dalam kehidupan sehari-hari
Termokopel
Termokopel merupakan salah satu sensor suhu yang banyak digunakan di
industri, karena
harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi, contohnya rentang suhu 0-100 °C dengan
Sejarah Termistor
Nama termistor berasal dari Thermally Sensitive Resistor. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan). Termistor (Inggris: thermistor) adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491.
Prinsip Termistor
Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil menjadikan termistor banyak dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi.Termistor yang dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture), kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik termistor, sehingga pemilihan bahan oksida tersebut harus dengan perbandingan tertentu. Dimana termistor merupakan salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien temperatur yang tinggi.
Komponen dalam termistor ini dapat mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Termistor dapat dibentuk dalam bentuk yang berbeda-beda, bergantung pada lingkungan yang akan dicatat suhunya. Lingkungan ini termasuk kelembaban udara, cairan, permukaan padatan, dan radiasi dari gambar dua dimensi. Maka, termistor bisa berada dalam alat–alat seperti disket, mesin cuci, tasbih (manik-manik), balok, dan satelit. Ukurannya kecil dibandingikan dengan termometer lain, ukurannya
Jenis – Jenis Termistor
Termistor dibedakan dalam 2 jenis, yaitu
1. Termistor yang mempunyai koefisien negatif, yang disebut NTC (Negative Temperature Coefisient)
NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Dimana bahannya terbuat dari logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa mengandung unsur – unsur seperti Mn2 O3, NiO,CO2, O3,Cu2 O, Fe2 O3 TiO2, dan U2 O3. Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor logam oksida digunakan dalam daerah 200K sampai 700K. Untuk digunakan pada temperatur yang sangat tinggi, thermistor dibuat dari Al2O3 , BeO , MgO.
2. Temistor yang mempunyai koefisien positif yang disebut PTC (Positive Temperature Coefisient).
PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Termistor PTC memiliki perbedaan dengan NTC antara lain:1.Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif2.Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar dari pada termistor NTC.
mempunyai beberapa kelebihan yaitu :
a. Tahan terhadap efek
getaran
b. Waktu respon pendek
c. Ukurannya kecil dan
harganya murah
d. Tidak memiliki efek
self-heating
Termokopel paling cocok digunakan untuk mengukur rentangan suhu yang luas,
hingga
1800 K. Sebaliknya, kurang cocok untuk pengukuran dimana perbedaan suhu
yang kecil
harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi, contohnya rentang suhu 0-100 °C dengan
keakuratan 0.1 °C. Untuk aplikasi ini, Termistor dan RTD lebih cocok.
Contoh penggunaan
termokopel yang umum antara lain :
a. Industri besi dan baja
b. Pengaman pada alat-alat
pemanas
c. Untuk termopile sensor
radiasi
d. Pembangkit listrik tenaga
panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.
Gambar di bawah ini
menunjukkan beberapa thermokopel yang dihubungkan secara serimembentuk
thermopile. Thermopile ini
diletakkan di titik tengah pyrometer radiasi danlensa yang digunakan untuk
memfokuskan radiasi
(pancaran panas) agar jatuh padathermopile.Gambar Thermopile:Gambar
Pyrometer Radiasi:Untuk
masa sekarang thermokopel sudah dibuat dengan kemasan yang mempunyai
unjuk kerja yang
lebih peka yang disebut thermopile yang digunakan sebagai pyrometer
radiasi.Grafik
hubungan suhu terhadap
arus keluaran:
RTD merupakan jenis lain
dari beberapa jenis sensor suhu yang sering digunakan. RTD dibuat dari bahan
kawat tahan korosi yang dililitkan pada bahan keramik isolator. Bahan tersebut
antara lain : platina, emas, perak, nikel, dan tembaga (Yang terbaik adalah Platina). Elemen RTD ini biasanya cukup
rapuh sehingga sering ditempatkan di dalam “Sheathed Probe” untuk
melindunginya. Sedangkan untuk kabel yang dipakai dari sensor ke transmitter
dapat dibuat menjadi beberapa macam, antara lain : 2 kabel, 3 kabel, atau 4
kabel tergantung pada jenis rangkaiannya. Akan tetapi yang paling umum
digunakan adalah 3 kabel.
- Stabil dan akurasi baik
- Tidak diperlukan suhu referensi
- Sensitivitasnya cukup tinggi
- Tegangan output yang dihasilkan 500 kali lebih besar dari thermocouple.
Sedangkan
kekurangannya terdiri dari :
- Biaya lebih mahal
- Waktu respon kurang cepat pada beberapa aplikasi
- Membutuhkan sumber arus
- Pemanasan sendiri
Material yang
tersedia :
Sama dengan pada Thermocouple
Operating temperatur
:
-200 ~ 650º C
Aplikasi :
- Air conditioning and refrigeration servicing
- Food Processing
- Stoves and grills
- Textile production
- Plastics processing
- Petrochemical processing
- Micro electronics
- Air,gas and liquid temperature measurement
- Exhaust gas temperature measurement
Termistor
Sejarah Termistor
Nama termistor berasal dari Thermally Sensitive Resistor. Termistor ini merupakan gabungan antara kata termo (suhu) dan resistor (alat pengukur tahanan). Termistor (Inggris: thermistor) adalah alat atau komponen atau sensor elektronika yang dipakai untuk mengukur suhu. Termistor ditemukan oleh Samuel Ruben pada tahun 1930, dan mendapat hak paten di Amerika Serikat dengan nomor #2.021.491.
Prinsip Termistor
Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil menjadikan termistor banyak dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan ketepatan yang tinggi.Termistor yang dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture), kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik termistor, sehingga pemilihan bahan oksida tersebut harus dengan perbandingan tertentu. Dimana termistor merupakan salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien temperatur yang tinggi.
Komponen dalam termistor ini dapat mengubah nilai resistansi karena adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk mengubah energi panas menjadi energi listrik. Termistor dapat dibentuk dalam bentuk yang berbeda-beda, bergantung pada lingkungan yang akan dicatat suhunya. Lingkungan ini termasuk kelembaban udara, cairan, permukaan padatan, dan radiasi dari gambar dua dimensi. Maka, termistor bisa berada dalam alat–alat seperti disket, mesin cuci, tasbih (manik-manik), balok, dan satelit. Ukurannya kecil dibandingikan dengan termometer lain, ukurannya
Jenis – Jenis Termistor
Termistor dibedakan dalam 2 jenis, yaitu
1. Termistor yang mempunyai koefisien negatif, yang disebut NTC (Negative Temperature Coefisient)
NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Dimana bahannya terbuat dari logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa mengandung unsur – unsur seperti Mn2 O3, NiO,CO2, O3,Cu2 O, Fe2 O3 TiO2, dan U2 O3. Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor logam oksida digunakan dalam daerah 200K sampai 700K. Untuk digunakan pada temperatur yang sangat tinggi, thermistor dibuat dari Al2O3 , BeO , MgO.
2. Temistor yang mempunyai koefisien positif yang disebut PTC (Positive Temperature Coefisient).
PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Termistor PTC memiliki perbedaan dengan NTC antara lain:1.Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif2.Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar dari pada termistor NTC.
Jenis – jenis PTC
• Jenis pertama terdiri dari thermally sensitif silicon resistors, kadang-kadang disebut sebagai "Silistors". Device ini menunjukkan nilai koefisien suhu positif yang cukup seragam (sekitar 0,77% /°C) kebanyakan dari silistor melalui berbagai wilayah/rentang operasional, tetapi dapat juga menujukkan koefisien suhu negatif di wilayah temperatur yang melebihi 150° C. Device ini paling sering digunakan untuk kompensasi terhadap device semiconducting silicon dalam kisaran temperature antara -60° C ke 150°.
• Jenis kedua merupakan polycrystalline bahan keramik yang biasanya resistivitasnya tinggi tetapi terbuat dari semiconduktor dengan penambahan dopants. Umumnya dibuat dari campuran barium, timah dan strontium titanates dengan tambahan seperti yttrium, manganese, tantalum dan silika. Device ini memiliki daya tahan-suhu karakteristik negatif yang sangat kecil. Koefisien suhu device ini hingga mencapaisuhu yang kritis, yang disebut sebagai "Curie", perubahan atau transisi suhu. Suhu kritis ini merupakan pendekatan, device ini mulai menunjukkan peningkatan, resistansi suhu coefficient positif seperti peningkatan resistansi yang besar.
Cara Penggunaan Termistor
Cara penggunaan termistor,sama halnya dengan cara penggunaan thermometer. Hanya perbedaannya adalah termistor digunakan untuk mengukur suhu pada resistor. Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur yang dilingkiupinya.
Aplikasi Termistor
Termistor sangat menguntungkan untuk mengukur temperatur, karena disamping harganya yang murah, termistor memiliki resolusi tinggi dan memiliki ukuran dan bentuk yang fleksibel. Nilai mutlak dari hambatannya sangat tinggi jadi untuk kabel yang panjang dan hambatan konstan bisa ditoleransi. Tanggapan yang lambat (1 ms sampai 10s) bukan hal yang merugikan untuk aplikasi umum.
1) Pendeteksi dan pengontrol temperaturTermistor-termistor disediakan sangat murah dan dapat diandalkan sebagai sensor temperaturyang memiliki rentang yang lebar. Contoh-contoh sederhana jarak dari alarm-alarm api pada pendeteksi tumor. Kadang-kadang termistor merupakan bagian dari osilator dan frekwensi keluarannya menjadi fungsi temperatur.
2) CompensasiSebagian besar resistor dan penghubungpada PTC. Termistor dihubungkan pararel dengan NTC yang komponen-komponennya bisa di nonaktifkan dengan bantuan temperatur.
3) Seperti pada relay temperatur dan saklar. Kegunaan pada efek-efek terhadap pemanasan . Sebagai contoh, pengkarakteristikan dengan NTC bias digunakan untuk mengatur tegangan dan pada penundaan dan waktu sirkuit. Pengkarakterisasian dengan PTC digunakan untuk memproteksi gelombang.
4) Pengukuran yang tidak langsung pada parameter-parameter lain. Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur yang dilingkiupinya. Disini bisa dipakai untuk mengatur tingkat pencairan, aliran gas, tingkat pemvakuman dan lain sebagainya.
5) Detektor gelombang yang memiliki panjang gelombang yang lebarAplikasi termistor pada fhoto detektor panjang gelombang dihasilkan pada salah satu detektor suhu yang disebut dengan termistor balometer.
• Termistor Bolometer adalah detektor suhu yang bertentangan dengan detektor kuantum tentang radiasi. Pada bolometer, radiasi diserap oleh material, temperaturnya meningat dan hambatan berubah dan di amati. Termistor bolometer adalah temistor sederhana dengan sebuah mantel khusus untuk lebih efisien dalam menyerap cahaya terutama pada spektrum inframerah. Sering kali film dengan ketebalan 200Ǻ dari bismut sering dipakai untuk keperluan ini. Respon terhadap Gelombang yang memiliki panjang gelombang yang panjang diatas 1000 mµ masih mungkin terdeteksi. Oksida logam pertama kali muncul pada tahun 1940. dan memakai kristal tunggal Ge dan Si. Termistor bolometer dimulai pada tahun 1960. Sekarang ini dengan penambahan doping Ge pada device lebih mudah.Pada pengoprasian sebenarnya, termistor bolometer lebih cocok untuk panjang gelombang yang pendek sekitar beberapa mµ, dan sering kali suhunya menurun sampai 4K.
• Jenis pertama terdiri dari thermally sensitif silicon resistors, kadang-kadang disebut sebagai "Silistors". Device ini menunjukkan nilai koefisien suhu positif yang cukup seragam (sekitar 0,77% /°C) kebanyakan dari silistor melalui berbagai wilayah/rentang operasional, tetapi dapat juga menujukkan koefisien suhu negatif di wilayah temperatur yang melebihi 150° C. Device ini paling sering digunakan untuk kompensasi terhadap device semiconducting silicon dalam kisaran temperature antara -60° C ke 150°.
• Jenis kedua merupakan polycrystalline bahan keramik yang biasanya resistivitasnya tinggi tetapi terbuat dari semiconduktor dengan penambahan dopants. Umumnya dibuat dari campuran barium, timah dan strontium titanates dengan tambahan seperti yttrium, manganese, tantalum dan silika. Device ini memiliki daya tahan-suhu karakteristik negatif yang sangat kecil. Koefisien suhu device ini hingga mencapaisuhu yang kritis, yang disebut sebagai "Curie", perubahan atau transisi suhu. Suhu kritis ini merupakan pendekatan, device ini mulai menunjukkan peningkatan, resistansi suhu coefficient positif seperti peningkatan resistansi yang besar.
Cara Penggunaan Termistor
Cara penggunaan termistor,sama halnya dengan cara penggunaan thermometer. Hanya perbedaannya adalah termistor digunakan untuk mengukur suhu pada resistor. Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur yang dilingkiupinya.
Aplikasi Termistor
Termistor sangat menguntungkan untuk mengukur temperatur, karena disamping harganya yang murah, termistor memiliki resolusi tinggi dan memiliki ukuran dan bentuk yang fleksibel. Nilai mutlak dari hambatannya sangat tinggi jadi untuk kabel yang panjang dan hambatan konstan bisa ditoleransi. Tanggapan yang lambat (1 ms sampai 10s) bukan hal yang merugikan untuk aplikasi umum.
1) Pendeteksi dan pengontrol temperaturTermistor-termistor disediakan sangat murah dan dapat diandalkan sebagai sensor temperaturyang memiliki rentang yang lebar. Contoh-contoh sederhana jarak dari alarm-alarm api pada pendeteksi tumor. Kadang-kadang termistor merupakan bagian dari osilator dan frekwensi keluarannya menjadi fungsi temperatur.
2) CompensasiSebagian besar resistor dan penghubungpada PTC. Termistor dihubungkan pararel dengan NTC yang komponen-komponennya bisa di nonaktifkan dengan bantuan temperatur.
3) Seperti pada relay temperatur dan saklar. Kegunaan pada efek-efek terhadap pemanasan . Sebagai contoh, pengkarakteristikan dengan NTC bias digunakan untuk mengatur tegangan dan pada penundaan dan waktu sirkuit. Pengkarakterisasian dengan PTC digunakan untuk memproteksi gelombang.
4) Pengukuran yang tidak langsung pada parameter-parameter lain. Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur yang dilingkiupinya. Disini bisa dipakai untuk mengatur tingkat pencairan, aliran gas, tingkat pemvakuman dan lain sebagainya.
5) Detektor gelombang yang memiliki panjang gelombang yang lebarAplikasi termistor pada fhoto detektor panjang gelombang dihasilkan pada salah satu detektor suhu yang disebut dengan termistor balometer.
• Termistor Bolometer adalah detektor suhu yang bertentangan dengan detektor kuantum tentang radiasi. Pada bolometer, radiasi diserap oleh material, temperaturnya meningat dan hambatan berubah dan di amati. Termistor bolometer adalah temistor sederhana dengan sebuah mantel khusus untuk lebih efisien dalam menyerap cahaya terutama pada spektrum inframerah. Sering kali film dengan ketebalan 200Ǻ dari bismut sering dipakai untuk keperluan ini. Respon terhadap Gelombang yang memiliki panjang gelombang yang panjang diatas 1000 mµ masih mungkin terdeteksi. Oksida logam pertama kali muncul pada tahun 1940. dan memakai kristal tunggal Ge dan Si. Termistor bolometer dimulai pada tahun 1960. Sekarang ini dengan penambahan doping Ge pada device lebih mudah.Pada pengoprasian sebenarnya, termistor bolometer lebih cocok untuk panjang gelombang yang pendek sekitar beberapa mµ, dan sering kali suhunya menurun sampai 4K.
IC Sensor
IC
Sensor adalah sensor suhu dengan rangkaian terpadu yang menggunakan
chipsilikon untuk kelemahan penginderanya. Mempunyai konfigurasi output
tegangan dan arus yang sangat linear. Ada beberapa jenis IC yang sering
digunakan sebagai sensor suhu seperti LM135, LM235, LM335. Ketiga jenis IC ini
memilki karakter yang berbeda-beda dan penggunaannya disesuaikan dengan
kebutuhan kita.
prototype.indra@gmail.com
Sabtu, 16 November 2013
Langganan:
Postingan (Atom)