NAMA : Fajar Bayu Anggoro NPM : 1706974675 SENSOR TEMPERATUR RTD TUJUAN Untuk mengeksplorasi prinsip-prinsip operasional dan karakteristik sensor industri yang umum (Sensor RTD). RTD Resistance Transducer RTD adalah sensor suhu presisi yang terbuat dari logam konduktor dengan kemurnian tinggi seperti platina, tembaga, atau nikel yang dililitkan ke dalam kumparan dan yang hambatan listriknya berubah sebagai fungsi suhu, mirip dengan termistor. Perangkat ini memiliki lapisan tipis pasta platinum yang diendapkan pada substrat keramik putih. Gambar 1 Prinsip Operasional - Film platina dipotong dengan sinar laser untuk memotong spiral dengan resistansi 100Ω pada 0°C. - Hambatan meningkat sebanding dengan suhu. Memiliki koefisien temperatur positif (PTC) - Hubungan antara perubahan resistansi dan kenaikan suhu linear 0.385Ω / °C. Rt = R0 + 0.385t Rt = tahanan pada temperatur t 0°C, R0 = 100Ω = tahanan pada temperatur 0°C. - Biasanya, unit akan dihubungkan ke suplai DC melalui resistor seri dan tegangan yang dikembangkan melintasi transduser yang mewakili suhu pengukuran. Tambahan RTD memiliki koefisien suhu positif (PTC), keluarannya sangat linier sehingga menghasilkan pengukuran suhu yang sangat akurat. Namun sensitivitas termal sangat buruk, yaitu perubahan suhu hanya menghasilkan perubahan keluaran yang sangat kecil misalnya 1Ω /°C. Karena terbuat dari platinum yang notabenenya memiliki harga pasar yang tinggi sehingga harus mengeluarkan biaya yang lebih dibanding sensor suhu jenis lain. RTD adalah perangkat resistif pasif dan dengan mengaliri arus listrik konstan agar mendapatkan tegangan output yang linear dengan suhu. Tipikal RTD memiliki resistansi sekitar 100Ω pada suhu 0°C, meningkat menjadi sekitar 140Ω pada 100°C dengan kisaran suhu operasi antara (-200 — 600)°C. Karena RTD adalah perangkat resistif, kita perlu mengaliri arus listrik dan memantau tegangan yang dihasilkan. Namun, karena adannya panas dari kabel resistif saat arus mengalir melewatinya, menyebabkan kesalahan dalam pembacaan. Untuk menghindari hal ini, RTD biasanya dihubungkan ke jaringan Jembatan Wheatstone yang memiliki kabel penghubung tambahan untuk kompensasi arus konstan. Eksperimen - Mengatur penggeser resistor karbon 10kΩ ke tengah dan hubungkan rangkaian, dengan multimeter digital diatur ke kisaran 200mV atau 2V DC. - Mengaktifkan catu daya dan sesuaikan kontrol slider dari resistor 10kΩ sehingga penurunan tegangan di RTD platinum adalah 108mV seperti yang ditunjukkan oleh multimeter digital. Mengalibrasi RTD platina untuk asumsi suhu sekitar 20°C, karena resistansi RTD pada 20°C akan menjadi 108Ω. Perhatikan bahwa pembacaan tegangan RTD dalam orde mV sama dengan resistansi RTD dalam Ω, karena arus yang mengalir harus 108/108 = 1mA. 1. Atur voltmeter ke kisaran 20V dan ukur keluaran INT dari Sensor Suhu IC untuk mendapatkan suhu sekitar dalam °K dengan mengalikan keluaran dengan 100 (°K = INT × 100), ° C = ° K 273. 2. Resistensi RTD = 100 + 0.385 * °C. Atur penurunan voltase RTD untuk nilai ini. - Hubungkan suplai + 12V ke input Elemen Pemanas dan catat nilai voltase melintasi RTD dengan voltmeter disetel ke 200mV (ini mewakili resistansi RTD) dan voltase output dari Sensor Suhu IC dengan voltmeter disetel ke Rentang 20V, (ini mewakili suhu RTD) pada waktu yang diatur dalam Tabel - Ubah dua pembacaan tegangan menjadi Suhu RTD (°K) dan Resistansi RTD (Ω) dan catat nilainya pada Tabel Tabel.1 Time (minutes) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 °K 303 307 312 317 321 325 328 331 334 337 °C 30 34 39 44 48 52 55 58 61 64 RTD Voltage (mV) 111.5 113 115.5 117 118.5 120 121 122.5 123.5 124.5 RTD Resistance (Ω) 111.5 113 115.5 117 118.5 120 121 122.5 123.5 124.5 IC Voltage (V) 3.03 3.07 3.12 3.17 3.21 3.25 3.28 3.31 3.34 3.37 RTD Temperature RTD 128 y = 0,3828x + 100,14 R² = 0,9985 RTD Resistance (Ω) 126 124 122 120 118 116 114 112 110 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Suhu RTD (°C) Gambar 2 Grafik RTD Suhu Vs Resistansi Analisis Berdasarkan data yang didapat bahwa perbandingan antara resistansi dan suhu RTD memiliki tren yang linear dengan kenaikan positif yaitu semakin tinggi suhu maka semakin tinggi pula nilai resistansi. Pada data diatasi memiliki kesalahan relatif yang sangat kecil karena memiliki nilai R2 yang mendekati 1, dan kesalahan literatur yang kecil karena persamaan linear yang mendekati persamaan literaturnya. Perbedaan yang terjadi antar data dan literatur karena tidak semua RTD ideal, ditambah adanya perubahan panas pada kabel yang mengakibatkan disipasi daya sehingga terdapat perbedaan antara data dengan literatur. Pertanyaan 1. Masukkan perubahan total dalam resistansi Transduser RTD pada kisaran suhu 20-50 ° C dalam satuan Ω Jawaban : Perubahan suhu dari 20—50 °C menyebabkan perubahan pada resistansi RTD sebesar 111.484 Ω 2. Apakah karakteristik resistansi / suhu linier? Jawaban : Jika dilihat dari regresi linear karena R2 mendekati 1 maka bisa diasumsikan RTD resistansi dan suhu memiliki hubungan yang linear. 3. Masukkan perkiraan resistansi (ekstrapolasi) Transduser RTD Anda dari grafik pada 0 ° C. Jawaban : Perkiraan resistansi RTD pada suhu 0 °C adalah 100.14 Ω 4. Hitung disipasi daya di Transduser RTD pada suhu 50 ° C ketika arus rangkaian standar 1mA mengalir di dalamnya μW. Jawaban : Ditinjau dari perhitungan literatur dan data yang ada 52 °C maka disipasi daya pada 52 °C adalah 0.02 μW. Jika ditinjau dari perhitungan literatur dan regresi linear maka disipasi daya pada suhu 50 °C adalah 0.03 μW Kesimpulan Berdasarkan data dan analisis dapat ditarik kesimpulan - Pada suhu 0°C RTD yang dipakai memiliki hambatan 100.14Ω - Hambatan PTC memiliki koefisien positif dari grafik yang terbentuk - Hubungan antara suhu dan resistansi linear dengan persamaan Y = (0.3828X + 100.14 )Ω Referensi [1] Modul Praktikum Sensor dan Aktuator [2] Temperature Sensors https://www.electronics-tutorials.ws/io/io_3.html
