Tugas Pengukuran Teknik Kelompok 5

PRINSIP KERJA, CARA KERJA DAN PENERAPAN APLIKASI
TRANSFORMATOR DIFFERENSIAL
TUGAS PENGUKURAN TEKNIK
KELOMPOK IV
1.
2.
3.
4.
5.
Torang Ridho S
Deni Mulia Noventianus
Mohammad Adiwirabrata
Yonga Finaryo
Lutfi Ibrahim
0806368906
0906604722
0906604943
0906605196
0906605302
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
SEMESTER PENDEK 2010
Sistem Pengukuran
Gambar 1. Tahapan sistem pengukuran
Sistem penginderaan listrik.
Transduser dapat mengubah bentuk sinyal ke sinyal yang lain agar dapat dibaca pengamat,
tetapi pengubahan sinyal kebentuk sinyal listrik akan menjadi lebih baik karena dalam bentuk ini
besaran tersebut lebih mudah diukur.
Gambar 2. Jenis-jenis sistem penginderaan listrik (sistem sensor)
Transformator Differensial
Transformator differensial, merupakan salah satu tipe sistem penginderaan listrik (tranduser) yang
mengkonversi gerakan linier dari pergerakan benda secara mekanikal menjadi sinyal elektrik.
Pergeseran linier yang terjadi pada transformator differensial sangat kecil tetapi mampu mengukur
sampai 0.5 meter.
Gambar 3. Foto transformator differensial
Pada gambar 4, menunjukkan komponen transformator differensial. Komponen bagian dalam
terdiri dari kumparan primer yang secara simetris disamping kanan dan kirinya adalah kumparan
sekunder. Kumpulan koil menyerupai silinder berlubang yang dilapisi oleh lapisan polimer tebal
yang melindungi dari pengaruh kelembaban disekitar, dan terbungkus oleh sel-sel magnet dan
dilindungi oleh house silinder dari baja.
Gambar 4. Gambar potongan menyamping komponen transformator differensial
Elemen yang bergerak terpisah dari gulungan koil, yang disebut dengan inti (core). Inti bergerak
sesuai poros didalam kumpulan koil dan secara mekanik menunjukkan posisi sinyal elektrik yang
diukur. Lubang pada kumpulan koil cukup lebar, terdapat celah yang cukup antara kumpulan koil
dan inti sehingga tidak terjadi kontak diantara keduanya.
Gambar 5. Gambar skematik diagram transformator differensial
Prinsip kerjanya, kumparan primer dialiri arus secara langsung dengan frekuensi dan amplitudo
yang cukup yang disebut tegangan primer. sinyal elektrik yang dikeluarkan transformator
differensial adalah perbedaan tegangan AC antara kedua kumparan sekunder, yang bervariasi
berdasarkan pergerakan poros inti dengan kumpulan koil. Tegangan AC yang dikeluarkan tersebut
dikonversikan menjadi tegangan DC atau arus yang lebih tepat.
Gambar 6. Gambar perbedaan tegangan yang terjadi akibat pergerakan linier inti terhadap gulungan koil
Pada gambar 6.1 inti bergerak kearah S1, garis gaya magnet (flux), di S1 lebih banyak daripada di
S2 sehingga induksi yang terjadi di E1 meningkat sedangkan E2 menurun, perbedaan tegangan
output Eout yang muncul adalah (E1 – E2).
Pada gambar 6.2 inti berada ditengah-tengah P, garis gaya magnet (flux), di S1 dan S2 sama
besar, sehingga induksi di E1 dan E2 sama besar, perbedaan tegangan output Eout tidak terjadi (E1
– E2 = 0), disebut juga titik nol (null point).
Pada gambar 6.3 inti bergerak kearah S2, garis gaya magnet (flux), di S2 lebih banyak daripada di
S1 sehingga induksi yang terjadi di E2 meningkat sedangkan E1 menurun, perbedaan tegangan
output Eout yang muncul adalah (E2 – E1).
Gambar 7. Gambar grafik besarnya perbedaan tegangan output
Pada gambar no 7 menunjukkan, besarnya perbedaan tegangan output Eout yang dihasilkan
pada kumparan sekunder sebanding dengan pergerakan inti dengan perubahan terhadap titik
nol (null point) dan faktor sensitivitas dari partikel transformator differensial.
Gambar 8. Gambar grafik tegangan output DC yang dihasilkan peralatan elektronik
Pada gambar no 8 menunjukkan, dimana polaritas dari output sinyal yang diperoleh
menggambarkan hubungan posisi inti dengan titik nol (null point). Juga menunjukkan output dari
transformator differensial memiliki hubungan linier jika pergerakan inti masih di titik kesetimbangan.
Faktor penting yang perlu diperhatikan pada transformator differensial :
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
Menentukan pergerakan
Mempertimbangkan dudukan sensor
Mempertimbangkan metode tambahan
Kondisi vibrasi (getaran)
Kondisi kejut
Perubahan suhu yang ekstrim
Tahanan terhadap cairan
Korosi
Area berbahaya (mudah meledak)
Umur sensor
Akurasi
Resolusi sensor
Kemampuan untuk mengulang
Hysteresis
Ketersediaan sumber energi (power supply)
Output sinyal yang diinginkan
Standar, regulasi EMI/EMC
BIaya yang dibutuhkan
Ketersediaan produk di pasaran dan after sales service
Pengalaman dari supplier
Contoh aplikasi transformator differensial
1.
2.
3.
4.
Level fluida
Suspensi otomatis
Mesin atm
Rangkaian listrik sistem AC
Gambar 9. Skema penggunaan transformator differensial dengan modul elektronik pengkondisian sinyal
Gambar 10. Skema penggunaan transformator differensial pada pendingin ruangan (AC)
Mengapa menggunakan transformator differensial
Kelebihan :
1. Operasi yang tanpa gesekan
pada kondisi normal, tidak ada kontak mekanis antara inti dengan koil, tidak ada karet
atau sumber gesekan. Sangat cocok digunakan untuk pengujian material, pengukuran
kesalahan vibrasi, dan resolusi tinggi pada sistem gauge.
2. Resolusi yang tak terbatas
3. Handal dan tahan lama
4. Sensitif terhadap pergerakan axial (linier)
5. Koil dan Inti yang terpisah
6. Perulangan titik nol
7. Dapat diaplikasikan pada berbagai keadaan
8. Respon yang dinamis dan cepat
9. Output yang absolut
Kekurangan :
1. Harganya yang relative lebih mahal
2. Sensitif terhadap variasi amplitudo yang dihasilkan oleh sinyal eksitasi
3. Memerlukan stabilisasi termal jika diinginkan presisi yang absolut
Daftar Pustaka
Koestoer, Raldi Artono (2005). “Pengukuran Teknik“. Hal 4
http://www.rdpelectrosense.com/displacement/lvdt/lvdt-principle.htm
http://www.pgcontrols.com
http://www.ligo.caltech.edu
http://www.macrosensors.com