Thermometer pyrometer
Pyrometer bekerja
dengan mengukur
intensitas radiasi yang
di pancarkan oleh
benda yang sangat
panas. Instrument
pyrometer tidak
menyentuh benda panas
sehingga pyrometer
dapat di gunakan
untuk mengukur suhu
yang sangat tinggi
(kira-kira 5000C –
30000C) yang dapat
membakar habis
thermometer jenis lainnya.
Secara umum untuk
menuntukan suhu
thermometer X
dibandingkan dengan
thermometer celcius,
reamur dan
Fahrenheit di nyatakan
dengan:
Keterangan :
TX = suhu di ukur
dengan thermometer X
TXa = titik atas
thermometer X
TXb = titik bawah
thermometer X
TC = suhu dalam derajat
celcius
TR = suhu dalam derajat
reamur
TF = suhu dalam derajat
Fahrenheit
T = suhu dalam derajat
Kelvin
TRa = suhu dalam
derajat rankine.
Termokopel
Dari Wikipedia bahasa
Indonesia, ensiklopedia bebas
Sensor suhu ruangan dalam °
Celsius
Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan
untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahantegangan
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.
|
Daftar isi
|
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.
Hubungan
Tegangan dan Suhu
Hubungan antara perbedaan suhu dengan
tegangan yang dihasilkan termokopel bukan merupakan fungsi linier melainkan
fungsi interpolasi polinomial
Koefisien an memiliki n antara 5 dan 9. Agar
diperoleh hasil pengukuran yang akurat, persamaan biasanya diimplementasikan
pada kontroler digital atau disimpan dalam sebuah tabel pengamatan. Beberapa
peralatan yang lebih tua menggunakan filter analog.
Tipe-Tipe
Termokopel
Tersedia beberapa jenis termokopel,
tergantung aplikasi penggunaannya
1.
Tipe K (Chromel (Ni-Cr alloy) / Alumel (Ni-Al alloy))
Termokopel untuk tujuan umum. Lebih murah.
Tersedia untuk rentang suhu −200 °C hingga +1200 °C.
1.
Tipe E (Chromel / Constantan (Cu-Ni alloy))
Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C)
membuatnya cocok digunakan pada temperatur rendah. Properti lainnya tipe E
adalah tipe non magnetik.
1.
Tipe J (Iron / Constantan)
Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C)
membuatnya kurang populer dibanding tipe K
Tipe J memiliki sensitivitas sekitar ~52
µV/°C
1.
Tipe N (Nicrosil (Ni-Cr-Si alloy) / Nisil (Ni-Si alloy))
Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap
oksidasi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum.
Dapat mengukur suhu di atas 1200 °C. Sensitifitasnya sekitar 39 µV/°C pada
900 °C, sedikit di bawah tipe K. Tipe N merupakan perbaikan tipe K
Termokopel tipe B, R, dan S adalah termokopel
logam mulia yang memiliki karakteristik yang hampir sama. Mereka adalah
termokopel yang paling stabil, tetapi karena sensitifitasnya rendah (sekitar 10
µV/°C) mereka biasanya hanya digunakan untuk mengukur temperatur tinggi
(>300 °C).
1.
Type B (Platinum-Rhodium/Pt-Rh)
Cocok mengukur suhu di atas 1800 °C.
Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga
tidak dapat dipakai di bawah suhu 50 °C.
1.
Type R (Platinum /Platinum with 7% Rhodium)
Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C.
sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok
dipakai untuk tujuan umum.
1.
Type S (Platinum /Platinum with 10% Rhodium)
Cocok mengukur suhu di atas 1600 °C.
sensitivitas rendah (10 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok
dipakai untuk tujuan umum. Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan
untuk standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).
1.
Type T (Copper / Constantan)
Cocok untuk pengukuran antara −200 to
350 °C. Konduktor positif terbuat dari tembaga, dan yang negatif terbuat
dari constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak
penelitian kawat tembaga. Type T memiliki sensitifitas ~43 µV/°C
Penggunaan
Termokopel
Termokopel paling cocok digunakan untuk
mengukur rentangan suhu yang luas, hingga 2300°C. Sebaliknya, kurang cocok
untuk pengukuran dimana perbedaan suhu yang kecil harus diukur dengan akurasi
tingkat tinggi, contohnya rentang suhu 0--100 °C dengan keakuratan
0.1 °C. Untuk aplikasi ini, Termistor dan RTD lebih cocok. Contoh
Penggunaan Termokopel yang umum antara lain :
§ Industri besi dan baja
§ Pengaman pada alat-alat
pemanas
§ Untuk termopile sensor
radiasi
§ Pembangkit listrik tenaga
panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.
