S E N S O R T E K AN AN
Nama Anggota Kelompok : 1. Nisfatul Amaliah (1103161004) 2. Emfa Ahmad Adib (1103161024) 3.
Yazid Firmansyah (1103161023)
Kata Pengantar Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang Sensor Tekanan. Makalah ini telah kami buat dengan bantuan beberapa referensi dari internet. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini. Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ini. Akhir kata kami berharap semoga makalah tentang Sensor tekanan ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.
Surabaya, 25 November 2016
Penyusu n
01
Daftar Isi Kata Pengantar
................................................................................
1
Daftar Isi
................................................................................
2
Apa Itu Sensor Tekanan ...............................................................................
3
Fungsi & Prinsip Kerja ...............................................................................
3
Tipe Sensor Tekanan
...............................................................................
4
Kegunaan Sensor Tekanan ...........................................................................
4
Tipe tipe Sensor Tekanan ...........................................................................
4
Jenis Jenis Sensor Tekanan ...........................................................................
5
Bourdon Tubes
....................................................................................
5
LVDT
...................................................................................
5
Sensor Tekanan Semikonduktor (MPX4100)
...................................................................................
8
02
Apa Itu Sensor Tekanan? Sebelumnya kitaharus mengetahui apa itu tekanan. Tekanan (p) adalah satuan rumusan fisika untuk menyatakan gaya (F) per satuan luas (A). Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.
p =F/A Satuan tekanan sering digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu cairan atau gas.
Sensor Tekanan diciptakan untuk mengukur tekanan suatu zat yang memiliki tekanan sangat kecil sehingga sulit untuk diukur apabila menggunakan alat pengukur biasa. Dalam pelajaran Science, kita mengenal adanya alat pengukur untuk suatu benda. Seperti contoh thermometer sebagai alat untuk mengukur suhu, anemometer untuk mengukur kecepatan angin dan speedometer untuk mengukur kecepatan suatu benda.
Gambar 1.0 Sensor Tekanan
Fungsi & Prinsip Kerja Sensor Tekanan Fungsi dari sensor tekanan sebenarnya adalah untuk mengubah tekanan menjadi induktasi. Sensor tekanan mempunyai prinsip kerja yang sedikit rumit. Pertama, perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga menyebabkan perubahan induksi magnetic pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT ( center tap). Dengan demikian, apabla inti mengalami pergeseran, maka induktasi pada salah satu kumparan bertambah, namun menyebabkan kumparan yang lain berkurang. Untuk mengukur tekanan statis atau tinggi suatu cairan dapat ditentukan dengan rumus (P = d.g.h). Untuk keterangannya, (p) adalah tekanan statis (pascal) sementara (D) adalah kepadatan cairan (km/m3), lalu (G) adalah konstanta gravitasi ( 9,81 m/s2) dan (H) adalah tinggi cairan (M). Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan
03
mengubah ketahananya. Ada beberapa fungsi lain dari sensor tekanan. Applikasi sensor tekanan adalah sebagai pemantau cuaca yang sering berubah-ubah. Digunakan dipesawat terbang untuk mengukur tekanan angin yang berada didalam band pesawat terbang, lalu yang terakhir adalah pengukur tekanan udara pada ruangan tertutup. Tiga fungsi ini adalah fungsi umum dari sendor tekanan yang sering ditemui oleh masyarakat namun masyarakat belum mengetahui cara kerja dari pengukur tekanan tersebut.
Kegunaan Sensor Tekanan Di bidang industri otomotif Dalam mesin otomotif dan berbagai komponen penting lainnya, sensor tekanan digunakan dalam sistem pengereman kendaraan (pengereman kendaraan dengan menggunakan angin, seperti dibus, atau juga sistem ABS (Anti-Lock Brake System).Sensor tekanan juga digunakan di sistem airbag untuk mendeteksi tabrakan, karena saat tabrakan, badan kendaraan mengalami peningkatan tekanan yang besar. Gambar 1.1 Airbag
Di Bidang Biomedis Dibidang medis digunakan dalam pengukuran banyak hal vital, seperti tekanan darah. Selain itu, sensor tekanan juga dipakai sebagai sensor untuk kontroller kontroller penting, seperti pengatur tekanan cairan infus. Di Bidang Manufaktur Pendeteksian tekanan dengan tepat penting diperlukan di dalam berbagai hal, seperti proses pemanasan, proses pengovenan komponen komposit, pneumatic dan masih sangat banyak lagi. Dan masih banyak lagi keguanaan sensor tekanan yang dibutuhkan dibidang industri.
Tipe Tipe Sensor Tekanan Tekanan Absolut ( Absolute Pressure ). Yaitu harga tekanan yang sebenarnya dihitung relatif terhadap tekanan nol mutlak. Tekanan Gauge ( Gauge Pressure ) atau dikenal pula sebagai tekanan relatif , adalah tekanan yang diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. jadi tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolut dengan tekanan atmosfer.
04
tekanan atmosfer. Tekanan Deferensial (Differential Pressure ) adalah suatu tekanan yang diukur terhadap tekanan yang lain ( beda tekanan ).
Jenis Jenis Sensor Tekanan Bourdon tubes Bourdon tubes adalah sejenis pipa pendek lengkung , dan salah satu ujungnya tertutup Prinsip kerjanya : Jika bourdon tubes diberikan tekanan maka ia akan cenderung untuk “menegang”. Perubahan yang dihasilkan sebanding dengan besarnya tekanan yang diberikan Kelebihan : • Tidak mudah terpengaruh perubahan temperatur
GAMBAR 1.2 Bourdon Tubes
• Baik dipakai untuk mengukur tekanan antara 30-100.000 Psi Kekurangan : Pada tekanan rendah 0-30 psi kurang sensitive dibanding bellows
LVDT (Linear Variabel differential Transformer) LVDT atau (Linear Variable Differential Transformer) merupakan salah satu contoh sensor posisi, yang bekerja berdasarkan pada ada tidaknya medan magnet yang terjadi. LVDT pertama kali di kemukakan oleh G.B.hoadley. pertama kali digunakan untuk kepentingan militer. Pada tahun 1950-an pengetahuan akan LVDT ini terus berkembang, hingga dapat digunakan dalam kepentingan industry. Model – model
05
LVDT terdiri dari 2 komponen penting yaitu : 1. Kumparan salah satu komponen penyusun LVDT merupakan kumparan. terdapat 3 kumparan dalam LVDT,yaitu 1 kumparan primer dan 2 kumparan sekunder. kenapa digunakan 2 buah
06
kumparan sekunder adalah agar perbedaan besar induksi yang diterima kedua kumparan sekunder dapat digunakan untuk menentukan seberapa besar perubahan posisi batang inti (magnet). 2. CORE (batang inti magnet) material core atau batang inti ini biasanya berbentuk silinder atau turbular dengan komponen penyusun berupa nickel-iron alloy permalloy. dalam proses produksinya, setelah bentuk dan ukuran dari batang inti ini di atur proses akan memasuki tahap annealing (atau penguatan dengan proses memanasi). Selama proses annealing ini biasanya dilakukan reduksi aliran gas untuk mencegah terjadinya oksidasi. gas yang biasanya digunakan dalam proses annealing ini biasanya hydrogen ataupun gas yang mengandung hidrogen. Prinsip kerja LVDT Perubahan tekanan dalam kantung akan mengakibatkan perubahan posisi inti magnet pada kumparan LVDT, sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan sekunder 1 dan 2. Dengan perubahan induksi magnetik pada kumparan sekunder 1 dan 2 tersebut maka output kumparan 1 dan 2 akan menghasilkan tegangan induksi magnetik yang besarnya sebanding perseseran inti magnet LVDT akibat perubahan tekanan pada kantung. Pergeseran inti magnet (batang magnet) di tengah kumparan tersebut akan menimbulkan tegangan output pada kumparan yang mendapat induksi dari inti magnet tersebut. Contoh Penerapan LVDT • Sensor-sensor (perpindahan, jarak, dan sensor mekanik lainnya) • Level fluida • Automotive Suspension • Mesin ATM Kelebihan : • Padat dan kuat, sehingga dapat digunakan pada peralatan yang berat. • System operasi tanpa gesekan antara aramature dan transformer sehingga cocok untuk pengujian material. • Sensitif, sehingga dapat mendeteksi sedikit saja perubahan. • Mampu menangani input yang berlebih • Dapat digunakan pada lingkungan yang bervariasi. • Output mutlak Kekurangan :
07
• LVDT baru bekerja jika ada kontak antara armature dan transformer. • Pengukuran dinamis dibatasi tidak lebih dari 1/10 dari LVDT resonansi frekuensi. Di beberapa kasus, hasilnya lebih dari 2 kHz. • Harga relative mahal
Sensor Tekanan Semikonduktor (MPX4100) Sensor tekanan MPX4100 merupakan seri Manifold Absolute Pressure (MAP) yaitu sensor tekanan yang dapat membaca tekanan udara dalam suatu manifold. Pada dasarnya sensor tekanan MPX4100 adalah sebuah sensor tekanan yang sudah dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal dan temperatur kalibrator yang membuat sensor ini stabil terhadap perubahan suhu.
Gambar 1.6 Sensor Tekanan Semikonduktor (MPX4100)
Prinsip Kerja Sensor Tekanan MPX4100 Prinsip kerja dari sensor tekanan itu sendiri adalah mengubah tegangan mekanik menjadi listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Daya yang diberikan pada kawat itu sendiri menyebabkan kawat menjadi bengkok. Sehingga menyebabkan ukuran kawat berubah dan mengubah ketahananya. Contoh Aplikasi Sensor Tekanan MPX4100 • Pemantau cuaca • Pesawat terbang • Pengukur tekanan ban
08
