termokopel |
termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase).
Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor
standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu
yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.
Prinsip Operasi
Pada tahun 1821, seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck menemukan
bahwa sebuah konduktor (semacam logam) yang diberi perbedaan panas
secara gradien akan menghasilkan tegangan listrik. Hal ini disebut
sebagai efek termoelektrik. Untuk mengukur perubahan panas ini gabungan
dua macam konduktor sekaligus sering dipakai pada ujung benda panas yang
diukur. Konduktor tambahan ini kemudian akan mengalami gradiasi suhu,
dan mengalami perubahan tegangan secara berkebalikan dengan perbedaan
temperatur benda. Menggunakan logam yang berbeda untuk melengkapi
sirkuit akan menghasilkan tegangan yang berbeda, meninggalkan perbedaan
kecil tegangan memungkinkan kita melakukan pengukuran, yang bertambah
sesuai temperatur. Perbedaan ini umumnya berkisar antara 1 hingga 70
microvolt tiap derajad celcius untuk kisaran yang dihasilkan kombinasi
logam modern. Beberapa kombinasi menjadi populer sebagai standar
industri, dilihat dari biaya, ketersediaanya, kemudahan, titik lebur,
kemampuan kimia, stabilitas, dan hasil. Sangat penting diingat bahwa
termokopel mengukur perbedaan temperatur di antara 2 titik, bukan
temperatur absolut.
Pada banyak aplikasi, salah satu sambungan (sambungan yang dingin)
dijaga sebagai temperatur referensi, sedang yang lain dihubungkan pada
objek pengukuran. contoh, pada gambar di atas, hubungan dingin akan
ditempatkan pada tembaga pada papan sirkuit. Sensor suhu yang lain akan
mengukur suhu pada titik ini, sehingga suhu pada ujung benda yang
diperiksa dapat dihitung. Termokopel dapat dihubungkan secara seri satu
sama lain untuk membuat termopile, dimana tiap sambungan yang panas
diarahkan ke suhu yang lebih tinggi dan semua sambungan dingin ke suhu
yang lebih rendah. Dengan begitu, tegangan pada setiap termokopel
menjadi naik, yang memungkinkan untuk digunakan pada tegangan yang lebih
tinggi. Dengan adanya suhu tetapan pada sambungan dingin, yang berguna
untuk pengukuran di laboratorium, secara sederhana termokopel tidak
mudah dipakai untuk kebanyakan indikasi sambungan lansung dan instrumen
kontrol. Mereka menambahkan sambungan dingin tiruan ke sirkuit mereka
yaitu peralatan lain yang sensitif terhadap suhu (seperti termistor atau
diode) untuk mengukur suhu sambungan input pada peralatan, dengan
tujuan khusus untuk mengurangi gradiasi suhu di antara ujung-ujungnya.
Di sini, tegangan yang berasal dari hubungan dingin yang diketahui dapat
disimulasikan, dan koreksi yang baik dapat diaplikasikan. Hal ini
dikenal dengan kompensasi hubungan dingin. Biasanya termokopel
dihubungkan dengan alat indikasi oleh kawat yang disebut kabel ekstensi
atau kompensasi. Tujuannya sudah jelas. Kabel ekstensi menggunakan
kawat-kawat dengan jumlah yang sama dengan kondoktur yang dipakai pada
Termokopel itu sendiri. Kabel-kabel ini lebih murah daripada kabel
termokopel, walaupun tidak terlalu murah, dan biasanya diproduksi pada
bentuk yang tepat untuk pengangkutan jarak jauh - umumnya sebagai kawat
tertutup fleksibel atau kabel multi inti. Kabel-kabel ini biasanya
memiliki spesifikasi untuk rentang suhu yang lebih besar dari kabel
termokopel. Kabel ini direkomendasikan untuk keakuratan tinggi. Kabel
kompensasi pada sisi lain, kurang presisi, tetapi murah. Mereka memakai
perbedaan kecil, biasanya campuran material konduktor yang murah yang
memiliki koefisien termoelektrik yang sama dengan termokopel (bekerja
pada rentang suhu terbatas), dengan hasil yang tidak seakurat kabel
ekstensi. Kombinasi ini menghasilkan output yang mirip dengan
termokopel, tetapi operasi rentang suhu pada kabel kompensasi dibatasi
untuk menjaga agar kesalahan yang diperoleh kecil. Kabel ekstensi atau
kompensasi harus dipilih sesuai kebutuhan termokopel. Pemilihan ini
menghasilkan tegangan yang proporsional terhadap beda suhu antara
sambungan panas dan dingin, dan kutub harus dihubungkan dengan benar
sehingga tegangan tambahan ditambahkan pada tegangan termokopel,
menggantikan perbedaan suhu antara sambungan panas dan dingin
Tidak ada komentar:
Posting Komentar