Transduser Suhu: Apa Itu? (Jenis & Contoh)
Apa Itu Transduser Suhu
Transduser Suhu adalah perangkat yang mengubah kuantitas termal menjadi kuantitas fisik lain seperti energi mekanik, tekanan, dan sinyal listrik, dll. Misalnya, pada termokopel, perbedaan potensial listrik dihasilkan karena perbedaan suhu di antara terminalnya. Jadi, termokopel adalah transduser suhu.
Ciri-ciri Utama Transduser Suhu
Input ke mereka selalu berupa kuantitas termal
Mereka umumnya mengubah kuantitas termal menjadi kuantitas listrik
Mereka biasanya digunakan untuk pengukuran suhu dan aliran panas
Skema Dasar Transduser Suhu
Skema dasar transduser suhu diberikan di bawah ini dalam langkah-langkah berikut
Elemen Penginderaan.
Elemen penginderaan pada transduser suhu adalah elemen yang sifatnya berubah dengan perubahan suhu. Saat suhu berubah, perubahan tertentu terjadi pada sifat tertentu dari elemen tersebut.
Contoh – Pada Detektor Temperatur Resistansi (RTD), elemen penginderaannya adalah logam Platina.
Kondisi yang Diinginkan untuk Memilih Elemen Penginderaan adalah sebagai berikut
Perubahan per unit resistansi material per unit perubahan suhu harus besar
Material harus memiliki resistivitas tinggi sehingga volume minimum material digunakan untuk konstruksinya
Material harus memiliki hubungan yang berkelanjutan dan stabil dengan suhu
Elemen Transduksi
Ini adalah elemen yang mengubah output dari elemen penginderaan menjadi kuantitas listrik. Perubahan pada sifat elemen penginderaan bertindak sebagai outputnya. Ini mengukur perubahan pada sifat elemen penginderaan. Output dari elemen transduksi kemudian dikalibrasi untuk memberikan output yang mewakili perubahan dalam kuantitas termal.
Contoh - Pada termokopel, perbedaan potensial yang dihasilkan di kedua terminal diukur oleh voltmeter dan magnitudo voltase yang dihasilkan setelah kalibrasi memberikan gambaran tentang perubahan suhu.
Jenis-jenis Transduser Suhu
Jenis Sensor Suhu Kontak
Pada jenis ini, elemen penginderaan berada dalam kontak langsung dengan sumber termal. Mereka menggunakan konduksi untuk transfer energi termal.
Jenis Sensor Suhu Non-Kontak
Pada sensor suhu non-kontak, elemennya tidak berada dalam kontak langsung dengan sumber termal (analog dengan pengujipenguji tegangan non-kontak atau pena tegangan). Sensor suhu non-kontak menggunakan prinsip konveksi untuk aliran panas. Berbagai transduser suhu yang umumnya digunakan dijelaskan di bawah ini:
Termistor
Kata termistor dapat disebut sebagai Resistor Termal. Jadi, seperti namanya, ini adalah perangkat yang resistansinya berubah dengan perubahan suhu. Karena sensitivitas tinggi mereka, mereka banyak digunakan untuk pengukuran suhu. Mereka biasanya disebut sebagai transduser suhu ideal. Termistor umumnya terdiri dari campuran oksida logam.
Sifat-sifat Termistor
Mereka memiliki Koefisien Termal Negatif, yaitu resistansi termistor berkurang seiring meningkatnya suhu
Mereka dibuat dari material semikonduktor
Mereka lebih sensitif dibandingkan RTD (Resistance Thermometres) dan Termokopel
Resistansinya berkisar antara 0,5Ω hingga 0,75 MΩ
Mereka umumnya digunakan dalam aplikasi di mana rentang pengukuran suhu -60oC hingga 15oC.
Termometer Resistansi
Jenis lain dari transduser suhu adalah Detektor Temperatur Resistansi atau RTD. RTD adalah sensor suhu presisi yang terbuat dari logam konduktif murni seperti platina, tembaga, atau nikel yang dipilin menjadi koil dan resistansi listrik-nya berubah seiring perubahan suhu, mirip dengan termistor.
Resistansinya berubah sesuai dengan hubungan berikut,
R = Resistansi elemen pada suhu tertentu
α = Koefisien termal elemen
Ro = Resistansi elemen pada 0oC
Ciri-ciri Utama RTD’s
Mereka sangat sensitif dan sangat murah dibandingkan dengan termistor dan termokopel
Mereka dapat mengukur suhu dari -182,96oC hingga 630,74oC
Termokopel
Termokopel adalah transduser suhu yang pada dasarnya terdiri dari dua junction logam yang berbeda, seperti tembaga dan constantan yang disolder. Satu junction dijaga pada suhu tetap yang disebut junction referensi (dingin), sementara yang lainnya adalah junction pengukuran (panas). Ketika kedua junction berada pada suhu yang berbeda, tegangan akan terbentuk di antara junction tersebut yang digunakan untuk mengukur suhu.
Prinsip Termokopel
Ketika junction dua logam seperti tembaga dan constantan dihubungkan bersama, perbedaan potensial dihasilkan di antara mereka. Fenomena ini disebut efek Seebeck karena gradien suhu dihasilkan sepanjang kabel konduktif yang menghasilkan emf. Kemudian, tegangan output dari termokopel adalah fung
