Transduser Thermoelectric Thermocouple

Transducer Thermoelektric Thermocouple

 

Transduser (Inggris: transducer) adalah sebuah alat yang mengubah satu bentuk daya menjadi bentuk daya lainnya untuk berbagai tujuan termasuk pengubahan ukuran atau informasi (misalnya, sensor tekanan). Transduser bisa berupa peralatan listrik, elektronik, elektromekanik, elektromagnetik, fotonik, atau fotovoltaik. Dalam pengertian yang lebih luas, transduser kadang-kadang juga didefinisikan sebagai suatu peralatan yang mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal lainnya.Contoh yang umum adalah pengeras suara (audio speaker), yang mengubah beragam voltase listrik yang berupa musik atau pidato, menjadi vibrasi mekanis. Contoh lain adalah mikrofon, yang mengubah suara kita, bunyi, atau energi akustik menjadi sinyal atau energi listrik.

Suatu definisi mengatakan “transducer adalah sebuah alat yang bila digerakkan oleh energi di dalam sebuah sitem transmisi, menyalurkan energi dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi kedua”. Transmisi kedua ini bisa listrik, mekanik, kimia, optik (radiasi) atau termal (panas).

Sebagai contoh, definisi transduser yang luas ini mencakup alat-alat yang mengubah gaya atau perpindahan mekanis menjadi sinyal listrik. Alat-alat ini membentuk kelompok transduser yang sangat besar dan sangat penting yang lazim ditemukan dalam instrumentasi industri; dan ahli instrumentasi terutama berurusan dengan jenis pengubahan energi ini. Banyak parameter fisis lainnya (seperti panas, intensitas cahaya, kelembaban) juga dapt diubah menjadi energi listrik dengan menggunakan transduser. Transduser-transduser ini memberikan sebuah sinyal keluaran bila dirangsang oleh sebuah masukan yang bukan mekanis; sebuah transmistor bereaksi terhadap variasi temperatur; sebuah fotosel bereaksi terhadap perubahan intensitas cahaya; sebuah berkas elektron terhadap efek-efek magnetik, dan lain-lain. Namun dalam semua hal, keluaran elektris yang diukur menurut metode standar memberikan besarnya besaran masukan dalam bentuk ukuran elektris analog.

Transduser dapat dikelompokan berdasakan pemakaiannya, metode pengubahan energi, sifat dasar sinyal keluaran dan lain-lain. Tabel di bawah menunjukan suatu pengelompokan transduser berdasarkan prinsip listrik yang tersangkut. Bagian pertama tabel tersebut memberi daftar transduser yang memberikan daya luar. Ini adalah transduser pasif, yang memberi tambahan dalam sebuah parameter listrik seperti halnya tahanan, kapasitansi dan lain-lain yang dapat diukur sebagai suatu perubahan tegangan atau kuat arus. Kategori berikutnya adalah transduser jenis pembangkit sendiri, yang menghasilkan suatu tegangan atau arus analog bila dirangsang dengan suatu bentuk fisis energi. Transduser pembangkit sendiri tidak memerlukan daya dari luar.

Pengertian Termocouple

•       Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature). Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C. Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

•       Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya.  Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

•       Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini :

·         Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.

Jenis-jenis Termokopel   (Thermocouple)

•       Termokopel Tipe E

•       Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : -200˚C – 900˚C

•       Termokopel Tipe J

•       Bahan Logam Konduktor Positif : Iron (Besi)
Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : 0˚C – 750˚C

•       Termokopel Tipe K

•       Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
Bahan Logam Konduktor Negatif : Nickel-Aluminium
Rentang Suhu : -200˚C – 1250˚C

•       Termokopel Tipe N

•       Bahan Logam Konduktor Positif : Nicrosil
Bahan Logam Konduktor Negatif : Nisil
Rentang Suhu : 0˚C – 1250˚C

•       Termokopel Tipe T

•       Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
Bahan Logam Copper-Nickel
Rentang Suhu : 0˚C – 1450˚C

•       Konduktor Negatif : Constantan
Rentang Suhu : -200˚C – 350˚C

•       Termokopel Tipe U (kompensasi Tipe S dan Tipe R)

•       Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
Bahan Logam Konduktor Negatif :Copper-Nickel
Rentang Suhu : 0˚C – 1450˚C

Aplikasi thermocouple

suhu thermocouple ini sering digunakan untuk industri pengolahan minyak atau baja. Sensor suhu termokopel memiliki nilai output yang kecil pada kondisi level noise yang tinggi, sehingga memerlukan pengkondisi sinyal agar nilai output tersebut dapat dibaca

Rangkaian dasar penyambungan thermokopel yang dilengkapi dengan alat ukur voltmeter dapat dilihat pada gambar 1 dan gambar 2 berikut ini.

Gambar 1. Rangkaian dasar termokopel

Gambar 2. Diagram rangkaian termokopel

Silicon Nitride Thermocouple Protection Tubes

•       Memiliki karakteristik dengan kekuatan yang tinggi, ketahanan terhadap suhu tinggi, ketahanan korosi terhadap logam non-ferrous, stabillitas termal yang baik dan umur pemakaian yang lama

•       Aplikasi umum dari silicon nitride ini adalah sebagai protection tubes atau tabung pelindung untuk thermocouples didalam pelelehan, penyambungan dan pengecoran dengan tekanan rendah.