Thursday, April 7, 2011

Instrumentasi Pengukuran Suhu


Temperature Measurement

1. Prinsip Pengukuran Suhu
   Pengukuran Suhu bergantung pada transfer energi panas dari proses bahan pada alat pengukur. Maka dari itu alat pengukur ini bergantung pada suhu/temperatur.






Ada dua jenis industri utama sensor suhu:
- Kontak/Langsung Bersentuhan
- Non Kontak

1. Kontak
Kontak adalah bentuk yang lebih umum dan banyak digunakan pada pengukuran suhu.
Tiga jenis utama adalah:
- Termokopel
- Resistensi Detektor Suhu (RTD)
- Thermistors
Jenis perangkat suhu semua berbeda dalam hambatan listrik untuk suhu berubah. Tingkat dan proporsi perubahan berbeda antara ketiga jenisnya, dan juga berbeda dalam jenis kelasnya.
Perangkat lain yang kurang umum bergantung pada perluasan cairan sebuah tabung kapiler.
Di sinilah sebagian besar  bahan cairan terkena suhu.


2. Non-Kontak
Pengukuran suhu dengan cara non-kontak yang lebih khusus dan dapat dilakukan dengan teknologi berikut:
- Infrared
- Acoustic

2 Termokopel

2.1 Dasar Operasi
Termokopel terdiri dari dua kawat logam berbeda, seperti besi dan konstantan, elektrik dihubungkan pada salah satu ujungnya. Menerapkan panas ke persimpangan dua logam yang menghasilkan tegangan antara dua kabel. Tegangan ini disebut ggl (gaya elektro-motif) dan sebanding dengan suhu.
Termokopel memerlukan sebuah sambungan referensi, ini ditempatkan di seri dengan penginderaan persimpangan. Sebagai dua persimpangan berada pada temperatur yang berbeda suatu emf termal dihasilkan. Sambungan referensi digunakan untuk memperbaiki persimpangan penginderaan pengukuran.



Tegangan thermocouple meningkat dengan meningkatnya suhu dan sesuai kalibrasi instrumen, mampu mengukur tegangan kecil, dapat digunakan untuk mengukur perubahan. Suhu proses diperoleh dari tegangan, baik dengan membaca grafik atau dengan menggunakan tabel termokopel. tabel daftar tegangan Thermocouple sesuai dengan temperatur masing-masing. Sebuah tabel diperlukan untuk setiap jenis termokopel. Hubungan antara milivolt dan suhu tidak linier. Dalam mikroprosesor, konversi dilakukan berdasarkan data yang disimpan dalam perangkat.
Junction Referensi:
Pensensoran, atau sambungan panas dimasukkan ke dalam wilayah di mana suhu akan
diukur. Referensi, atau sambungan dingin biasanya dihubungkan dengan pengukuran
instrumen dan diadakan pada 0'C.

Untuk pengukuran temperatur yang akurat, suhu sambungan referensi harus kompensasi tetap konstan atau cocok diberikan jika harus berubah. Untuk mengurangi ketidakakuratan, termokopel kebanyakan sekarang telah terpasang dengan instrumen yang menyediakan referensi kompensasi/ralat otomatis.
Salah satu cara yang paling akurat untuk mengkompensasi perubahan suhu adalah menjaga sambungan referensi pada 0’C. Namun ini tidak begitu praktis, dan beberapa bentuk kompensasi harus digunakan. Teknik sambungan dingin kompensasi mengukur suhu aktual dan berlaku koreksi ke termokopel. Koreksi ini dilakukan dengan mengatur tegangan dengan jumlah yang sama dengan perbedaan antara suhu aktual dan 0’C.
Cara lain untuk memberikan kompensasi ini adalah dengan lolos saat ini melalui suhu responsif resistor, yang mengukur variasi dalam referensi suhu dan secara otomatis memberikan koreksi yang diperlukan dengan suatu drop tegangan di resistor.
Hardware kompensasi dapat dilakukan yang menggunakan sirkuit elektronik yang mengkompensasi referensi es-point. Keuntungan utama daripada perangkat lunak kompensasi adalah kecepatan. Respon hardware tidak tergantung pada perhitungan waktu. Kompensasi Hardware, bagaimanapun hanya cocok untuk jenis tertentu termokopel. Ralat hardware/perangkat dilakukan dengan menggunakan resistor yang kurva ketahanan suhu gabungan koefisien cocok dengan voltage temperature yang dihasilkan oleh kurva sambungan referensi.

Pengaruh Seebeck:
Sebuah termokopel bekerja pada Efek Seebeck. Ini adalah tempat (seperti sebelumnya
disebutkan) dua kawat logam berbeda yang elektrik dihubungkan pada salah satu ujungnya.
Ketika persimpangan dipanaskan atau didinginkan, voltase yang dihasilkan sebanding dengan suhu.
Perhatikan bahwa istilah yang lebih teknis untuk tegangan ggl, atau memaksa Electro-motif. Ini pada dasarnya mendefinisikan tenaga penggerak listrik.

Pengaruh Peltier:
Kebalikan dari Efek Seebeck adalah mungkin dan dapat berguna. Dengan menerapkan
tegangan dan menyebabkan arus mengalir antara dua kawat logam berbeda, maka
mungkin untuk menghasilkan perbedaan suhu. Karena berbeda
sifat transportasi electrothermal dari logam, ditemukan bahwa salah satu persimpangan
akan dipanaskan dan didinginkan lainnya. Proses ini disebut sebagai efek Peltier.
Aplikasi praktis termasuk pendingin komponen elektronik kecil, atau bahkan untuk menyediakan 0’C acuan sambungan untuk termokopel. Aplikasi lain menggunakan prinsip ini adalah menjadi semakin populer untuk pemanasan dan pendinginan.

2.2 Seleksi dan Sizing
Isotermal Blok:
Masalah bisa timbul dari mismatch logam saat menghubungkan termokopel rangkaian untuk mengukur peralatan. Tembaga, menjadi konduktor yang umum digunakan, sering dimasukkan ke sirkuit. Sebuah blok isotermal digunakan untuk mengubah dari logam yang digunakan di sirkuit termokopel kepada mereka, seperti tembaga, yang digunakan dalam mengukur peralatan.
Hukum menyatakan bahwa logam antara pengenalan logam ketiga menjadi termokopel sirkuit tidak akan berpengaruh pada tegangan, sehingga selama sambungan dari logam ketiga dengan dua lainnya berada pada suhu yang sama.
Blok isotermal memastikan bahwa koneksi untuk kabel mengukur berada di temperatur yang sama, dan dengan demikian, kesalahan dihindari. Blok isotermal juga dapat termasuk sambungan referensi. Pengukuran suhu yang tepat dapat dibuat untuk kompensasi.
Ini jarang digunakan lagi.

Perpanjangan kabel dan kompensasi kabel:
Kabel ekstensi untuk termokopel terdiri dari logam yang sama seperti
sambungan termokopel, ini memiliki keuntungan yang tidak ggl ekstra itu dihasilkan, namun kabel tidak terbukti cukup mahal. Kompensasi kabel yang cocok dan lebih murah alternatif, yang menggunakan tembaga di kedua konduktor.

Suhu rata-rata:
Termokopel dapat digunakan secara paralel ketika merasakan daerah aliran. Tegangan
dikembangkan pada instrumen yang rata-rata dari termokopel yang digunakan. Untuk menjaga akurasi, termokopel harus dari jenis yang sama dan kabel ekstensi harus
identik.


Keuntungan menggunakan termokopel secara paralel untuk suhu rata-rata adalah bahwa mereka dapat digunakan dalam cara yang sama sebagai termokopel tunggal.
Ketika digunakan dalam seri untuk rata-rata suhu, sirkuit membutuhkan referensi khusus persimpangan kompensasi untuk tegangan kompensasi meningkat, dan tergantung pada jumlah termokopel di sirkuit. Instrumen juga membutuhkan kalibrasi untuk keluaran millivolt total jumlah termokopel digunakan secara seri.

Kebanyakan termokopel didasarkan di lapangan. Ini menyajikan masalah ketika menggunakan beberapa termokopel sebagai masalah dari sebuah loop ground dan ada korslet sinyal.

Diferensial suhu :
Dua termokopel dapat digunakan untuk mengukur perbedaan suhu antara dua titik. Para termokopel yang terhubung bersama sedemikian rupa sehingga tegangan dikembangkan menentang satu sama lain. Ketika mengukur suhu yang sama, bersih tegangan akan menjadi nol. Ketika perbedaan suhu tidak ada di antara dua
poin, ini akan dideteksi sebagai tegangan dan karenanya suhu diukur.



2.3 Konstruksi
Termokopel fusi-dilas untuk membentuk sambungan murni, yang mempertahankan integritas dari sirkuit dan juga menyediakan akurasi yang tinggi. Sambungan Beralas memberikan yang baik termal kontak dengan perlindungan dari lingkungan. Ungrounded dan terisolasi sambungan memberikan isolasi listrik dari selubung sensor.
Termokopel biasanya terbungkus dalam selubung logam pelindung. Bahan selubung bisa stainless steel yang baik untuk suhu sampai 870 oC. Untuk suhu sampai dengan 1150’C digunakan Inconel.
Suatu oksida logam dapat dipadatkan ke dalam pembungkusnya. Ini memberikan mekanis dukungan dan juga elektrik insulates sambungan termokopel.
Logam mineral termokopel berselubung terisolasi telah menjadi norma yang berlaku di sebagian besar industri. Mereka menggunakan berbagai suhu dan selubung tahan korosi dan memiliki kemurnian sangat tinggi (99,4%) Magnesium oksida isolasi.
Sisipkan Tabel di sini (perbandingan Thermocouple)





2.4 Teknik Instalasi
Extension Leads:
Perawatan harus diambil ketika memperpanjang atau menggunakan mengarah panjang atau ketika mengukur dengan termokopel. Secara teori, jika logam berbeda digunakan untuk menghubungkan atau memperluas termokopel, dan mereka semua pada suhu yang sama, maka tidak ada tambahan tegangan yang dihasilkan. Jadi ini harus memungkinkan untuk terhubung termokopel ke alat ukur selama semua komponen pada suhu yang sama.
Dalam prakteknya, ini tidak berlaku. Terutama dengan tipe J dan T, yang membutuhkan perpanjangan memimpin dari logam yang sama. Keuntungan dalam menggunakan logam konsisten adalah minimisasi efek dari variasi suhu sebagai sadapan melewati termal yang berbeda kondisi di pabrik. Variasi suhu dalam termokopel sirkuit terutama tergantung pada logam yang digunakan dan setiap variasi suhu, dan bukan pada jangka panjang kabel atau diameter konduktor.
Gunakan kawat termokopel ukuran sebesar mungkin, dan pada saat instalasi, hindari stres dan getaran. Panjang kawat dapat diminimalkan dengan menggunakan pemancar yang rekondisi sinyal ke dalam bentuk tahan lebih kuat dan kebisingan.

Mendeteksi kesalahan termokopel:
Sejak termokopel dapat digunakan dalam lingkungan suhu tinggi, ada kemungkinan
bahwa perpanjangan kabel rusak oleh panas yang berlebihan. Jika pendek berkembang di
kawat, tidak mungkin untuk dideteksi. Peralatan sensor tidak akan lagi mengukur suhu di persimpangan penginderaan, tapi malah akan mengukur suhu di pendek.
Perlu dicatat, bahwa termokopel dalam jenis aplikasi yang mungkin digunakan untuk
mendeteksi kondisi suhu gangguan tinggi. Apabila kesalahan harus terjadi, itu lebih
akan gagal sehingga kondisi alarm tidak akan terdeteksi. Teknik untuk mengukur resistensi terus dapat diimplementasikan untuk mencatat setiap perubahan mendadak.

2.5 Rincian Aplikasi
Dalam instalasi baru, atau mengganti peralatan yang gagal, adalah mungkin untuk catatan perubahankinerja antara lama dan yang baru. Dalam mengganti termokopel atau RTD's

ada beberapa masalah umum:
Jika termokopel yang baru telah terinstal tapi tidak melakukan kontak dengan
thermowell maka airgap adalah diperkenalkan yang mempengaruhi waktu respon dan dapat memiliki variasi suhu dari temperatur sebenarnya. Thermopaste A dapat digunakan, dan seharusnya hanya diterapkan pada ujung dimana pengukuran temperatur terjadi.
kedalaman penyisipan juga menjadi faktor, sebagai penyisipan lebih maka semakin akurat pengukuran. Thermopaste dapat membuat beberapa sesak panjang, tetapi terbatas jika kekurangan terlalu besar.
Saat mengganti termokopel di thermowells, penting bahwa menanggung dari thermowell dibersihkan. Selama changeover atau hanya dari waktu ke waktu, sangat mungkin (dan Oleh karena itu kemungkinan) bahwa materi dapat terakumulasi di dasar sumur! yang dapat melindungi termokopel dari sarungnya dan mencegah perpindahan panas.

Masalah lain adalah ketika termokopel yang baru massanya berbeda dengan yang lama.
Hal ini dapat mempengaruhi waktu respon dan, meskipun tidak akan mempengaruhi akurasi, dapat mempengaruhi stabilitas dalam sistem loop tertutup. Grounding bisa menjadi masalah lain, di mana akurasi dan respon dapat berbeda antara perangkat membumi dan lulus. Meskipun termokopel diganti, kabel ekstensi mungkin memerlukan menggantikan juga. Keausan atau kerusakan kabel yang dapat mempengaruhi akurasi. kontak dengan terminal juga harus dianggap sebagai korosi dapat menjadi masalah. Sesuatu yang berlaku lebih ke waktu respon dari akurasi adalah jenis sambungan. Dimungkinkan bahwa termokopel asli memiliki persimpangan terikat dan yang baru termokopel sebuah persimpangan terisolasi. Termokopel sambungan Insulated telah dua kali waktu respon junction termokopel.

2.6 Khas Aplikasi
Meskipun termokopel jenis R- dan jenis B- yang cocok dalam atmosfer pengoksidasi,
mereka mudah terkontaminasi di atmosfer lain.

Jenis T- dapat digunakan baik dalam mengoksidasi atau mengurangi atmosfer. Jenis
termokopel memiliki resistensi yang tinggi terhadap korosi akibat kelembaban. Mereka juga menyediakan relatif output linier dan bekerja dengan baik sarana untuk temperatur yang sangat rendah dari jangkauan.

jenis J- juga dapat digunakan dalam mengurangi atmosfer dan memberikan yang baik dekat-linear output. Mereka juga yang paling mahal dari termokopel komersial yang tersedia.

Jenis K dapat digunakan dalam mengoksidasi atmosfer, dan adalah termokopel yang paling linear untuk penggunaan umum. Ini adalah yang paling banyak digunakan.

Jenis E- termokopel yang paling sensitif tersedia, dan ada perubahan tertinggi di
ggl per perubahan suhu, tetapi mereka cenderung melayang lebih. Mereka dapat digunakan dalam pengoksidasi atmosfer.

2.7 Keuntungan
- Biaya murah
- Ukuran kecil
- Kuat
- Jangkauan operasi luas
- Cukup stabil
- Akurat untuk perubahan suhu yang besar
- Memberikan respon cepat

2.8 Kekurangan
- Output sangat lemah, milivolt
- Terbatas akurasi untuk variasi kecil dalam suhu
- Sensitif terhadap kebisingan listrik
- Nonlinier
- konversi yang rumit dari ggl ke suhu

2.9 Keterbatasan Aplikasi
Perubahan suhu Kecil memberikan perubahan yang sangat kecil di tegangan. Platinum A
termokopel, misalnya, akan memberikan perubahan tentang 10microvolts untuk 1 oC
perubahan suhu.
Hal ini karena sinyal output lemah dari termokopel bahwa mereka rentan terhadap kebisingan listrik dan terbatas pada aplikasi yang memerlukan pengukuran besar pada perubahan suhu.
Termokopel tidak linear dan konversi dari ggl yang dihasilkan untuk suhu yang terlibat.
Kalibrasi termokopel tidak berubah dari waktu ke waktu, dan hal ini dikarenakan kontaminasi, komposisi perubahan (mungkin akibat oksidasi internal). Cepat perubahan suhu mungkin memiliki dampak, tetapi suhu tinggi pasti dapat mempengaruhi stabilitas perangkat. Hal ini terbukti bahwa ketika sebuah termokopel jenis K- beroperasi sampai 1100 ° C bisa bervariasi sebanyak 10%. Integritas konduktivitas termokopel harus dipertahankan dan dengan demikian tidak dapat digunakan terpapar dalam cairan konduktif.

2.10 Ringkasan
Termokopel suhu paling ekonomis alat ukur yang tersedia dan juga menyediakan pengukuran suhu tertinggi. Ggl yang mereka hasilkan adalah independen dari panjang kawat dan diameter, namun kebisingan dapat menjadi faktor. Termokopel menyediakan jangkauan macam pengukuran temperatur namun tidak dianjurkan untuk rentang suhu yang sempit atau pengukuran perbedaan kecil.
Untuk pengukuran temperatur kritis, suhu referensi akurat persimpangan perlu diukur dan kompensasi. Hal ini mungkin mengharuskan penggunaan suatu RTD.
Jika proses pengukuran dapat dilakukan dengan perangkat lain selain termokopel, maka yang harus dipertimbangkan. Termokopel biaya rendah dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan jangkauan suhu yang besar.

2.11 Data Teknis - Tabel Thermocouple
Output dari termokopel adalah cukup kecil, di urutan milivolt. Tergantung pada jenis termokopel, rentang dapat bervariasi dari -11 ke 75mV. Hubungan antara suhu dan tegangan yang tidak linear dan kurva kalibrasi atau formula digunakan untuk konversi.


Tabel Thermocouple didasarkan pada sambungan referensi dari 0 oC. Jika referensi
sambungan tidak pada 0 oC maka faktor koreksi harus diterapkan.
Thermocouple tabel diberikan pada Lampiran A.

Menghitung Suhu dari Tegangan (referensi junction = 0 oC):
1. Pilih tabel yang benar untuk jenis termokopel digunakan. yaitu. J, S, T.
2. Cari membaca millivolt dalam tubuh meja, dan membaca dari pinggiran
nilai suhu.
Perhatikan, bahwa ini hanya memberikan akurasi untuk bahwa dari kenaikan pada skala, mungkin 5 oC dalam kasus ini. Untuk pengukuran lebih akurat, sebuah pendekatan garis lurus (atau interpolasi) dapat dibuat antara dua nilai. Interpolasi memperhitungkan
proporsional bagian dari perbedaan antara dua nilai dibaca dari tabel.


Menghitung Suhu dari Tegangan (referensi junction <> 0 oC):
1. Pilih tabel yang benar untuk jenis termokopel digunakan. yaitu. J, S, T.
2. Cari membaca millivolt untuk persimpangan REFERENSI dalam tubuh meja, dan membaca dari margin nilai suhu.
3. ADD millivolt ini membaca untuk yang diukur oleh instrumen.
4. Ini membaca millivolt dikoreksi dapat dikonversi, menggunakan tabel, ke suhu diukur.


3 Resistance Temperature Detectors (RTD's)

3.1 Dasar Operasi
RTD's dibangun dari logam yang dipilih (biasanya Platinum), yang mengubah resistansi dengan perubahan suhu.

Transduser adalah resistor sensitif temperatur itu sendiri, dengan sensor menjadi kombinasi dari transduser dan elektronik yang mengukur hambatan dari perangkat.

Resistance temperature detector(RTD) mengukur konduktivitas listrik seperti variasi suhu. Hambatan listrik umumnya meningkat dengan temperatur, dan perangkat didefinisikan sebagai memiliki koefisien temperatur positif.

Besarnya koefisien suhu menentukan sensitivitas dari RTD.
Selain Platinum, logam lain digunakan untuk RTD seperti Tembaga dan Nikel.
Platinum adalah yang paling umum dan memiliki karakteristik terbaik linier dari tiga,
meskipun nikel mempunyai koefisien suhu yang lebih tinggi memberikan sensitivitas yang lebih besar.




Koefisien Suhu:

Koefisien suhu menentukan berapa banyak perlawanan akan berubah untuk perubahan suhu, dan memiliki satuan ohm / oC. Semakin besar suhu koefisien, semakin resistensi akan berubah untuk perubahan yang diberikan pada suhu.
Hal ini pada akhirnya menentukan bagaimana perangkat sensitif.

RTD's biasanya cukup linear, namun suhu koefisien tidak berubah seiring kisaran operasi. Sebagai indikasi, suhu koefisien untuk Platinum rata-rata sebesar 0,00385 selama rentang dari 0oC hingga 100oC, tetapi bervariasi sekitar 2% dari kisaran ini.

3.2 Seleksi dan Sizing

Ada dua tipe dasar RTD's:
- PT100
- PT1000

PT100
'PT' mendefinisikan bahwa logam adalah Platinum dan '100 'adalah resistansi dalam ohm dititik es (atau 0 oC). Biasanya ini kawat luka dan sangat umum.

PT1000
Sekali lagi, 'PT' mendefinisikan logam Platinum sebagai elemen penginderaan, tetapi resistansi 1000 ohm dapat diukur pada 0 oC. Biasanya ini perangkat film tipis dan
lebih mahal.

200 dan 500 Platinum ohm RTD's yang tersedia, tetapi lebih mahal dan kurang
umum.

Platinum yang paling populer untuk RTD's, ia memiliki akurasi dikalibrasi baik, cukup stabil
dan memiliki repeatabilitas baik, tetapi cukup mahal. Mereka adalah, bagaimanapun, bukan sebagai sensitif sebagai Nikel dan perangkat Balco. Nikel tidak cukup sebagai diulang, tetapi lebih murah.

Jangkauan efektif RTD tergantung terutama pada jenis kawat yang digunakan sebagai
aktif elemen. Sebuah RTD Platinum mungkin berkisar dari -100 oC sampai 650 oC, sedangkan sebuah RTD Nikel biasanya berkisar dari -180 oC sampai 300 oC.



Pengukuran - JEMBATAN Wheatstone:

Ada sejumlah cara untuk mengukur resistansi RTD. Cara yang paling umum
adalah dengan menggunakan jembatan Wheatstone.

Jembatan Wheatstone terdiri dari jembatan tiga resistor terletak di instrumen, dengan resistor keempat adalah RTD. Dalam situasi seimbang, menyeimbangkan resistor disesuaikan untuk memberikan tegangan nol seberang jembatan. Dalam konfigurasi tidak seimbang, tegangan diukur seberang jembatan.


Dalam pengaturan jembatan, pengukuran RTD juga termasuk perlawanan
yang menunjuk penyensoran. Ada tiga cara untuk terhubung sampai RTD ke Wheatstone
jembatan, dengan lebih kompleks mengalami kesuksesan besar dalam memimpin perlawanan mengatasi masalah.

RTD koneksi ke Jembatan Wheatstone:
- Dua-kawat
- Tiga-kawat
- Empat-kawat

Dua-kawat pengukuran:

Ini adalah jenis yang paling dasar dari koneksi untuk perangkat RTD. Hal ini digunakan dalam sangat sederhana, murah aplikasi. Mereka meminimalkan biaya dengan mengorbankan akurasi.
Masalah utama dengan dua kawat pengukuran adalah bahwa tidak ada akuntansi
perlawanan, atau bahkan mengubah perlawanan dalam memimpin sensing. Alat pengukur
tidak bisa membedakan antara hambatan RTD dan memimpin perlawanan.



Ketika jembatan seimbang,
R3 = A + B + RTD
Tanpa manfaat dari tiga-kawat penginderaan, elemen dua kawat dapat digunakan dengan
tiga-kawat pemancar. Hal ini dapat mengurangi persediaan, namun disebutkan di sini jika perlu muncul untuk standardisasi sistem dan menyoroti kompatibilitas antara dua dan tiga-kawat sensor. Ini adalah penting bagi peralatan yang dipasang.

Tiga-kawat pengukuran:
Tiga-kawat pengukuran dengan perangkat RTD menyeimbangkan resistensi dalam memimpin
kabel dalam jembatan. Walaupun ini merupakan modifikasi sederhana untuk dua kawat
perangkat, maka memiliki biaya tambahan yang membutuhkan tiga kabel untuk memperoleh pengukuran.
Konsep operasi ini cukup sederhana dalam menuntun seseorang diukur di atas setengah
dari jembatan, dengan memimpin lainnya di bawah setengah. Karena jarak sensing dan
efek lain adalah sama, memimpin perlawanan dari kedua mengarah penginderaan dibatalkan.



Ketika jembatan seimbang,

R3 + A C + = C + RTD + B
Sebagai A dan B identik untuk tujuan praktis,

R3 = RTD
Empat-kawat pengukuran - Diaktifkan:
Salah satu keterbatasan dengan pengukuran tiga-kawat, adalah bahwa jika memimpin perlawanan tidak sama atau menderita efek yang berbeda, maka pengukuran akan salah.
Pengukuran Empat-kawat mengambil keduanya mengarah penginderaan ke account dan alternatif yang mengarah ke bagian atas jembatan.

Dengan bergantian, yang memimpin perlawanan secara efektif diukur di kedua mengarah penginderaan, tetapi kemudian dibatalkan keluar dengan mengambil rata-rata dari dua bacaan. Tingkat kompleksitas tidak membuat empat-kawat penginderaan lebih mahal.



Empat-kawat pengukuran - Arus Konstan:
Cara yang lebih sederhana dan lebih umum untuk menghilangkan kesalah adalah merangsang RTD dengan arus konstan. Kesalahan utama dalam penginderaan adalah karena tegangan drop yang disebabkan oleh kekuatan eksitasi dalam eksitasi memimpin.
pengukuran tegangan dilakukan oleh pasangan lain yang sangat sedikit saat melewati mereka. Kekuatan eksitasi bervariasi sesuai dengan desain produsen, dan di mana saja dari 1 sampai 2mA.
Penurunan tegangan dalam kekuasaan mengarah didefinisikan oleh,

V = IR.
Dispasi daya didefinisikan oleh,
(P = I2R).
Sebagai sadapan penginderaan sudah sangat sedikit saat ini, ada drop tegangan diabaikan.
Eksitasi daya rendah dapat digunakan untuk menghindari kesalahan pemanasan sendiri.


3.3 Teknik Instalasi

Sebagian besar teknik instalasi yang umum antara suhu berbagai peralatan pengukuran. Hal ini rinci pada akhir bab ini di Instalasi pertimbangan.

3.4 Khas Aplikasi

Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah menyisipkan mengandung PT100 bertempat di sebuah pipa pelindung eksternal disebut thermowell sebuah. Rumah-rumah kepala terminal baik sambungan listrik, atau pemancar lokal mount.
Dua-kawat RTD's umumnya digunakan dalam aplikasi HVAC, sedangkan tiga-kawat RTD biasanya ditemukan dalam situasi industri. Empat-kawat RTD digunakan dalam presisi tinggi yang membutuhkan jasa akurasi yang sangat baik.

3.5 Kelebihan
- Sensitivitas Bagus
- Menggunakan kawat tembaga standar
- Meminimalkan efek Tembaga RTD's termokopel

3.6 Kekurangan
- Berukuran besar dalam ukuran dan rapuh
- Slow waktu respon panas karena curah
- Self masalah pemanasan
- Lebih rentan terhadap noise listrik
- Lebih mahal untuk menguji dan mendiagnosis

3.7 Keterbatasan Aplikasi
RTD's bisa sangat besar, yang dapat menghambat penggunaannya dalam aplikasi. Film tipis desain mengatasi keterbatasan ini dan membuat perangkat ini cocok untuk miniaturization.
pemanasan diri bisa menjadi masalah dengan RTD's. Besarnya kesalahan yang dihasilkan oleh efek pemanasan diri bervariasi, namun tergantung pada ukuran dan perlawanan dari RTD.
Kesalahan ini dapat dikurangi dengan perpindahan panas dan dengan meminimalkan rangsangan saat ini.
Waktu respons dari RTD's biasanya mulai dari 0,5 detik menjadi 5 detik. The
lambatnya respon terutama disebabkan lambatnya konduktivitas termal di membawa perangkat ke suhu yang sama dengan sekitarnya. Response time meningkat untuk ukuran sensor meningkat, juga penggunaan thermowells dapat dua response time.
Untuk probe 2,5 mm waktu respon adalah 1-2 detik, ini bervariasi dengan probe 8mm
memiliki waktu respon dari 5-10 detik.

3.8 Ringkasan
RTD adalah sedikit lebih mahal tapi cukup stabil. Mereka juga sangat linier,
yang membuat untuk konversi lebih mudah antara tegangan pengindraan dan mengukur suhu.



4 Thermistors

4.1 Dasar Operasi
Thermistor adalah alat semikonduktor yang terbentuk dari oksida logam. Prinsip pengukuran suhu dengan thermistor adalah bahwa perusahaan resistensi perubahan dengan suhu. Kebanyakan termistor berbeda dari resistor normal dalam bahwa mereka memiliki koefisien negatif resistensi, ini berarti bahwa perlawanan menurun dengan kenaikan suhu. Negatif (NTC) thermistors adalah lebih umum meskipun positif (PTC) juga tersedia.
Thermistors secara tradisional cukup stabil, dan kinerja mereka terduga. Namun, perbaikan dalam teknologi dan pemilihan oksida sekarang berarti bahwa termistor yang diproduksi yang memiliki karakteristik yang baik didefinisikan.
Thermistor adalah perangkat semikonduktor massal, dan dengan demikian dapat dibuat di banyak bentuk. Semakin umum termasuk cakram, manik-manik dan batang. Ukuran tidak bervariasi dari ketepatan dari 1mm ke disk dari beberapa sentimeter dengan diameter dan tebal. Wide kisaran thermistors (baik resistensi dan suhu) yang disediakan oleh produsen. Ini adalah dilakukan dengan memvariasikan bahan doping dan semikonduktor.

4.2 Seleksi dan Sizing
Jenis termistor bervariasi dalam berbagai cara dan salah satu perubahan adalah respon mereka terhadap perubahan suhu. Termistor yang tidak linear, dan kurva respon mereka bervariasi untuk yang berbeda jenis. Beberapa termistor memiliki ketahanan suhu dekat linier hubungan, yang lain tersedia dengan perubahan tajam pada lereng (sensitivitas) pada karakteristik tertentu suhu.
Jika kisaran operasi cocok, adalah mungkin untuk menggantikan RTD dengan sebuah thermistor, tapi masalah terletak pada memperoleh unit konversi yang sesuai dengan kurva karakteristik yang diinginkan dan memenuhi akurasi diperlukan.

4.3 Keuntungan
- Ukuran kecil
- Cepat tanggap
- Sensitivitas sangat tinggi (Pilih kisaran)
- Tidak ada kompensasi dingin sambungan
- Murah
- Polaritas tidak peka
- Wide pemilihan sensor

4.4 Kekurangan
- Tidak stabil karena hanyut dan decalibration (terutama pada suhu tinggi)
- Tidak mudah dipertukarkan
- Non linier
- Rentang Sempit
- Rapuh
- Sangat tahan, masalah kebisingan

4.5 Aplikasi Keterbatasan
Untuk sebagian besar aplikasi, pemanasan sendiri tidak dianggap sebagai masalah sebagai termistor yang arus yang digunakan relatif rendah. Penyesuaian dalam bentuk offset dapat dilakukan untuk efek pemanasan sendiri jika arus yang lebih besar digunakan, tetapi hanya dalam kondisi tetap.
Namun, apapun yang mempengaruhi laju disipasi panas akan mengubah offset diperlukan. Tersebut dapat mempengaruhi perubahan dalam aliran atau komposisi fluida.
Disipasi daya dari thermistor bisa bervariasi, dan dalam aplikasi industri,
beberapa derajat diri pemanasan dapat diharapkan untuk setiap milliwatt pemanasan resistif.
Sebagai termistor yang dibuat lebih kecil untuk memenuhi peningkatan aplikasi, tanggapan mereka kali menjadi lebih cepat seperti yang diperlukan, namun masalah efek pemanasan sendiri juga naik.
Karena resistensi yang tinggi dari thermistor, pertimbangan harus diberikan kepada kabel, filter dan bahkan pasokan tegangan DC.

Keterbatasan Jarak:
Kisaran operasi thermistor tergantung pada bahan yang digunakan untuk membangun dan melindungi sensor. Ada empat keterbatasan utama yang mempengaruhi kisaran Operasi efektif :

1) Mencair atau kerusakan semikonduktor.
Bahan semikonduktor bisa meleleh atau memburuk pada suhu yang lebih tinggi.
Kondisi ini umumnya membatasi suhu atas menjadi sekitar 300 oC.

2) Kerusakan bahan enkapsulasi
Hal ini sangat umum untuk bahan melingkupinya menjadi plastik, epoxy, Teflon
atau material inert lainnya. Ini diperlukan karena melindungi termistor dari lingkungan dan menambahkan kekuatan mekanik, namun material dapat menempatkan batas atas suhu di mana sensor dapat digunakan.

3) ketidakpekaan pada suhu tinggi
Pada suhu tinggi, kemiringan kurva respon cukup dangkal, dan mungkin nol. Ini berarti bahwa perangkat secara fisik tidak dapat mengukur perubahan suhu, karena tidak ada perubahan dalam perlawanan.

4) Kesulitan dalam pengukuran pada temperatur rendah.
Sebagai tetes temperatur, resistansi termistor naik ke tingkat yang cukup tinggi.
Hal ini karena daya tahan tinggi ini yang membatasi suhu rendah yang dikenakan
karena kesulitan dalam pengukuran. Batas bawah bisa dimana saja dari
-50 OC ke-100oC.

4.6 Ringkasan
Termistor ukuran kecil yang membuat jenis pengukuran temperatur ini mudah untuk diimplementasikan. Pada umumnya digunakan untuk pemeliharaan aplikasi preventif, dimana suhu masuk ke sebuah ambang alarm.
Karena non linieritas dan ketidakstabilan, termistor jarang digunakan dalam terus menerus untuk mengendalikan aplikasi.
Resistensi-resistensi dari termistor adalah fungsi dari suhu mutlak, yang memberikan dan menambahkan keuntungan bahwa mereka tidak memerlukan kompensasi persimpangan dingin.
Stabilitas termistor meningkat sesuai dengan umur penggunaan. Meskipun mereka membutuhkan kalibrasi ulang, ini menjadi  masalah dari waktu ke waktu sebagai jumlah penurunan fungsi. Namun, jika sebuah thermistor dioperasikan pada suhu jauh di bawah maksimum maka dapat tetap menjadi perangkat yang sangat stabil.

"Tugas kuliah terjemahan Instrumentasi"

Literary: Practical Instrumentation for Automation and Process Control for Engineers and Technicians
By : baskarapunya.blogspot.com

4 komentar:

Anonymous said...

Siph...

Gina Sonia said...

saya copas yah, makasih banyak :)
tentu akan saya cantumkan sumbernya :)

ilham said...

kerrreeeennnn

Baskara said...

@All = Terimakasih sudah berkunjung....

Follow Me

Popular Posts