jenis jenis transduser dan sensor
TIPE-TIPE
SENSOR (TRANSDUCER)
Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu
besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian
listrik tertentu. Sensor biasa digunakan untuk mengukur magnitude sesuatu.
Sensor merupakan jenis transducer yang digunakan untuk mengubah variasi
mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan / arus listrik.
Sensor dikategorikan melalui pengukur dan memegang peranan penting dalam
pengendalian proses pabrikasi modern. Sensor memberikan ekivalen mata,
pendengaran, hidung, lidah untuk menjadi otak mikroprosesor dari system
otomatisasi industri. gambar sensor:
Transducer adalah alat yang biasa pada elektonika, kelistrikan,
mekanik elektronik, elektromagnetik, digunakan mengubah energi dari satu energi
ke bentuk energi yang lain untuk berbagai pengukuran atau transfer informasi. 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).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. contohnya seperti gambar berikut:
)
Perbedaan
antara sensor dengan transducer berikut gambar dapat menjelaskan perbedaannya:
- Gambar diatas adalah gambar Sensor cahaya / yang biasa disebut dengan LDR, gambar diataas menujukkan bahwa sensor masih membutuhkan komponen lain untuk menghasilkan tegangan.
- LM35 merupakan sebuah transducer temperatur, pada gambar diatas menjelaskan bahwa transducer tidak membutuhkan komponen lain untuk menghasilkan tegangan jadi dapat disimpulkan bahwa sensor masih membutuhkan komponen lain untuk mengeluarkan sinyal tegangan tetapi transducer tidak membutuhkan komponen yang laen untuk mengeluarkan sinyal tersebut.
1. Klasifikasi
Sensor
Secara umum berdasarkan fungsi dan
penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi 3 bagian yaitu:
a.
sensor thermal (panas)
b.
sensor mekanis
c.
sensor optik (cahaya)
Sensor thermal
adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan
panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu.
Contohnya; bimetal,
termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier,
photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb.
Sensor mekanis
adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau
pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dsb.
Contoh; strain
gage, linear variable deferential transformer (LVDT), proximity,
potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb.
Sensor optic
atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya,
pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.
Contoh; photo
cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer
optic, dsb.
Berikut adalah
beberapa jenis sensor yang dapat dijumpai di lapangan
1.1.
Sensor proximity
Sensor
proximity merupakan sensor atau saklar yang
dapat mendeteksi adanya target jenis
logam dengan tanpa adanya
kontak fisik. Biasanya sensor
ini tediri dari alat elektronis
solid-state yang terbungkus rapat untuk
melindungi dari pengaruh getaran, cairan, kimiawi, dan korosif yang
berlebihan. Sensor proximity dapat diaplikasikan pada kondisi
penginderaan pada objek yang
dianggap terlalu kecil atau
lunak untuk menggerakkan suatu mekanis saklar.
1.2 Sensor
Magnet
Sensor Magnet
atau disebut juga relai buluh, adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet
dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar
dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya.
Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari
debu, kelembapan, asap ataupun uap.
1.3. Sensor
Sinar
Sensor
sinar terdiri dari 3 kategori. Fotovoltaic
atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah
energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya
akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan.
Demikian pula dengan Fotokonduktif
(fotoresistif) yang akan memberikan
perubahan tahanan (resistansi) pada
sel-selnya, semakin tinggi intensitas
cahaya yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai
tahanannya. Sedangkan Fotolistrik adalah sensor yang berprinsip kerja
berdasarkan pantulan karena perubahan posisi/jarak suatu sumber sinar
(inframerah atau laser) ataupun target
pemantulnya, yang terdiri dari pasangan sumber
cahaya dan penerima.
1.4. Sensor
Ultrasonik
Sensor
ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor
ini menghasilkan gelombang suara
yang kemudian menangkapnya kembali
dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya.
Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan
dengan ditangkapnya kembali
gelombang suara tersebut adalah berbanding
lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang
dapat diindera diantaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun tekstil.
1.5. Sensor Tekanan
Sensor
tekanan – sensor ini
memiliki transduser yang mengukur
ketegangan kawat, dimana mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal
listrik. Dasar penginderaannya pada perubahan tahanan pengantar
(transduser) yang berubah akibat perubahan panjang dan luas penampangnya.
Strain gage adalah sebuah contoh transduser pasif yang mengubah pergeseran
mekanis menjadi perubahan tahanan.
Sensitivitas sebuah strain gage
dijelaskan dengan suatu karakteristik
yang disebut factor gage
(factor gage), K, yang
didefinisikan sebagai perubahan satuan tahanan dibagi dengan
perubahan satuan panjang.
Perubahan
tahanan R pada sebuah konduktor yang penjangnya l dapat dihitung dengan
menggunakan persamaan bagi tahanan dari sebuah konduktor yang penampangnya
serba sama, yaitu:
1.6. Sensor
Kecepatan (RPM)
Proses
penginderaan sensor kecepatan merupakan proses
kebalikan dari suatu motor,dimana suatu poros/object yang berputar
pada suatui generator akan menghasilkan suatutegangan yang sebanding dengan
kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering puladiukur dengan
menggunakan sensor yang mengindera
pulsa magnetis (induksi) yangtimbul saat medan
magnetis terjadi.
1.7. Sensor
Penyandi (Encoder)
Sensor
Penyandi (Encoder) digunakan untuk
mengubah gerakan linear atau putaran
menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor
gerakan putar dari suatu alat. Sensor ini biasanya
terdiri dari 2 lapis jenis penyandi, yaitu;
Pertama, Penyandi rotari tambahan (yang
mentransmisikan jumlah tertentu
dari pulsa untuk masing-masing putaran)
yang akan membangkitkan gelombang kotak pada objek yang diputar. Kedua,
Penyandi absolut (yang memperlengkapi
kode binary tertentu untuk masing-masing posisi
sudut) mempunyai cara kerja sang sama dengan perkecualian, lebih
banyak atau lebih rapat pulsa
gelombang kotak yang dihasilkan
sehingga membentuk suatu pengkodean
dalam susunan tertentu.
2. Klasifikasi
Transduser (William
D.C, 1993)
- Self generating transduser (transduser pembangkit sendiri)
Self generating transduser adalah transduser yang hanya
memerlukan satu sumber energi.
Contoh: piezo
electric, termocouple, photovoltatic, termistor, dsb.
Ciri transduser
ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik dari transduser secara langsung.
Dalam hal ini transduser berperan sebagai sumber tegangan.
2.
External power
transduser (transduser
daya dari luar)
External power
transduser adalah
transduser yang memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan
suatu keluaran.
Contoh: RTD (resistance
thermal detector), Starin gauge, LVDT (linier variable differential
transformer), Potensiometer, NTC, dsb.
Tabel berikut
menyajikan prinsip kerja serta pemakaian transduser berdasarkan sifat
kelistrikannya.
Tabel 1.
Kelompok Transduser
|
Parameter listrik dan kelas
transduser
|
Prinsip kerja dan sifat alat
|
Pemakaian alat
|
|
Transduser Pasif
|
||
|
Potensiometer
|
Perubahan nilai tahanan karena
posisi kontak bergeser
|
Tekanan, pergeseran/posisi
|
|
Strain gage
|
Perubahan nilai tahanan akibat
perubahan panjang kawat oleh tekanan dari luar
|
Gaya, torsi, posisi
|
|
Transformator selisih (LVDT)
|
Tegangan selisih dua kumparan
primer akibat pergeseran inti trafo
|
Tekanan, gaya, pergeseran
|
|
Gage arus pusar
|
Perubahan induktansi kumparan
akibat perubahan jarak plat
|
Pergeseran, ketebalan
|
|
Transduser Aktif
|
||
|
Sel fotoemisif
|
Emisi elektron akibat radiasi yang
masuk pada permukaan fotemisif
|
Cahaya dan radiasi
|
|
Photomultiplier
|
Emisi elektron sekunder akibat
radiasi yang masuk ke katoda sensitif cahaya
|
Cahaya, radiasi dan relay sensitif
cahaya
|
|
Termokopel
|
Pembangkitan ggl pada titik
sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi
|
Temperatur, aliran panas, radiasi
|
|
Generator kumparan putar
(tachogenerator)
|
Perputaran sebuah kumparan di
dalam medan magnit yang membangkitkan tegangan
|
Kecepatan, getaran
|
|
Piezoelektrik
|
Pembangkitan ggl bahan kristal
piezo akibat gaya dari luar
|
Suara, getaran, percepatan,
tekanan
|
|
Sel foto tegangan
|
Terbangkitnya tegangan pada sel
foto akibat rangsangan energi dari luar
|
Cahaya matahari
|
|
Termometer tahanan (RTD)
|
Perubahan nilai tahanan kawat
akibat perubahan temperatur
|
Temperatur, panas
|
|
Hygrometer tahanan
|
Tahanan sebuah strip konduktif
berubah terhadap kandungan uap air
|
Kelembaban relatif
|
|
Termistor (NTC)
|
Penurunan nilai tahanan logam
akibat kenaikan temperatur
|
Temperatur
|
|
Mikropon kapasitor
|
Tekanan suara mengubah nilai
kapasitansi dua buah plat
|
Suara, musik,derau
|
|
Pengukuran reluktansi
|
Reluktansi rangkaian magnetik
diubah dengan mengubah posisi inti besi sebuah kumparan
|
Tekanan, pergeseran, getaran,
posisi
|
Komentar
Posting Komentar