1. Tujuan [back]
- Memahami hubungan suhu dengan tegangan yang dibaca
- Mengetahui prinsip kerja dari termokopel
2. Alat dan Bahan [back]
- Op-Amp 3 Kaki
- Termokopel
- Voltmeter
- Resistor
Termokopel
Termokopel
adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis,
panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering
digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.
Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau
pengendalian.
Thermocouple
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.
Thermocouple
didasarkan pada efek Seebeck, sebuah fenomena di mana tegangan yang sebanding
dengan suhu dapat dihasilkan dari rangkaian yang terdiri dari dua kawat logam
yang berbeda.
Prinsip Kerja
Prinsip kerja dari thermocouple menggunakan efek seebeck ( Efek Seebeck adalah konversi energi panas menjadi energi listrik).
Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “0” 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,dan kemudian akan dikonversikan sesuai dengan reference table yang telah ada (table ini sesuai dengan tipe dari thermocoupe yang dipakai).
Efek Seebeck:
Sebuah rangkaian termokopel sederhana dibentuk oleh 2 buah penghantar yang berbeda jenis (besi dan konstantan), dililit bersama-sama. Salah satu ujung T merupakan measuring junction dan ujung yang lain sebagai reference junction. Reference junction dijaga pada suhu konstan 320F (00C atau 680F (200C). Bila ujung T dipanasi hingga terjadi perbedaan suhu terhadap ujung Tr, maka pada kedua ujung penghantar besi dan konstantan pada pangkal Tr terbangkit beda potensial (electro motive force/emf) sehingga mengalir arus listrik pada rangkaian tersebut.
Kombinasi jenis logam penghantar yang digunakan menentukan karakteristik linier suhu terhadap tegangan.
Tipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel:
- Tipe E (kromel-konstantan)
- Tipe J (besi-konstantan)
- Tipe K (kromel-alumel)
- Tipe R-S (platinum-platinum rhodium)
- Tipe T (tembaga-konstantan)
Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran. Oleh karena itu jika ukntuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi makaa akan muncul tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet).
Besarnya Vnet ditentukan dengan rumus:
Vnet = Vh - Vc
Keterangan :
Vnet = tegangan keluaran thermokopel
Vh = tegangan yang diukur pada suhu tinggi
Vc = tegangan referensi
Gambar grafik tegangan terhadap suhu pada thermokopel tipe E, J, K dan R :
Rumus mencari tegangan keluaran op-amp:
4. Percobaan [back]
Gambar.1
Gambar.2
5. Video [back]6.Link Download [back]
Video simulasi - download
