ISI PENDAHULUAN STRAIN GAGES TAHANAN LISTRIK JENIS-JENIS STRAIN GAGES KALIBRASI

Transkripsi

1 PENGUKUAN EGANGAN

2 ISI PENDAHULUAN STAIN GAGES TAHANAN LISTIK JENIS-JENIS STAIN GAGES PENGKONDISIAN SINYAL STAIN GAGE KALIBASI

3 APA ITU EGANGAN (STAIN)? lateral axial egangan adalah besarnya deformasi sebuah benda akibat gaya yang diberikan Untuk gaya arah aksial dalam gambar di atas L εa Satuan biasanya µε (εx10-6 ) L Karena fenomena regangan Poisson, D akan terkontraksi pada arah lateral, Dengan besar yg tergantung nilai rasio Poisson εl ν ε ν adalah sifat material, contohnya, baja mempunyai 0.5 ν 0. a

4 ISI PENDAHULUAN STAIN GAGES TAHANAN LISTIK JENIS-JENIS STAIN GAGES PENGKONDISIAN SINYAL STAIN GAGE KALIBASI

5 MENGUKU EGANGAN Metode yg paling umum untuk mengukur regangan: menggunakan strain gage Strain gage adalah suatu alat di mana tahanan listrik Nya bervariasi proporsional dengan besarnya regangan Yang terjadi pada alat tsb. Strain gage yang paling Umum digunakan adalah bonded metallic strain gage Tahanan dari konduktor L ρ A Jika persamaan ini didiferensialkan: A D da A dd D εt vε a egangan lateral Maka persamaan menjadi : ρ resistivitas material konduktor L panjang konduktor A luas penampang konduktor d dρ + ρ d dl L dρ + ε ρ a da A ( 1+ν )

6 GAGE FACTO d dρ + ε ρ a ( 1+ν ) Faktor strain gage, S didefinisikan sbg S d ε a S dρρ ρ ( 1+ ν ) + ε a Nilainya sekitar untuk strain gage logam Jika permukaan struktur dalam keadaan tegangan biaksial maka terjadi regangan Transversal yang akan mempengaruhi output strain gage yg dpt digambarkan dgn faktor gage transversal, S t d S t ε Sensitifitas transversal biasanya kecil (di bawah 0.01) and K t St S a t

7 ISI PENDAHULUAN STAIN GAGES TAHANAN LISTIK JENIS-JENIS STAIN GAGES PENGKONDISIAN SINYAL STAIN GAGE KALIBASI

8 JENIS-JENIS STAIN GAGE FOIL LOGAM strain gage elemen tunggal ossete dua elemen rossete tiga elemen Digunakan dlm diafragma tekanan

9 ISI PENDAHULUAN STAIN GAGES TAHANAN LISTIK JENIS-JENIS STAIN GAGES PENGKONDISIAN SINYAL STAIN GAGE KALIBASI

10 SENSITIFITAS STAIN GAGE Pengukuran regangan melibatkan nilai yg sangat kecil (bbrp µε) maka untuk mengukur regangan, memerlukan pengukuran tepat dari perubahan tahanan yg sangat kecil Contoh: Untuk mengukur regangan sebesar 500 µε, dgn faktor strain gage maka Sxε x500 µε atau 0.1% Jika strain gage dgn 10Ω (umumnya strain gage untuk mengukur regangan) 0.1 Ω (perubahan tahanan yg sangat kecil) Untuk mengukur perubahan tahanan yg sangat kecil tsb, sebuah rangkaian jembatan diperlukan untuk mengubah perubahan tahanan yg kecil tsb menjadi perubahan tegangan

11 ANGKAIAN JEMBATAN STAIN GAGE WHEATSTONE BIDGE Untuk susunan jembatan Wheatstone ( )( ) s s o Jika mis strain gage adalah di tahanan awal strain gage adalah i Untuk membalans jembatan maka i 1-4 0, dan jika strain gage meregang i + ) )( ( i s o sangat kecil dibanding i dan dpt diabaikan o menjadi fungsi linier thd maka ( ) i s i o a S + ε

12 ANGKAIAN JEMBATAN PENUH Jika semua tahanan adalah strain gages pada jembatan Wheatstone maka tegangan yg terukur adalah ( ) s o

13 ILUSTASI Sebuah strain gage tunggal mempunyai tahanan nominal 10 Ω dan faktor strain gage sebesar.06. Untuk seperempat jembatan dengan tahanan tetap 10 Ω, berapakah tegangan output jika terjadi regangan sebesar 1000 µε untuk tegangan catu daya? solusi: Dgn persamaan ( i) ε a o + S s i 6 out(10+ 10) 1000x10 x.06x10x m out

14 SEEAL BIDGE AANGEMENT angkaian jembatan 1/4 angkaian jembatan 1/ angkaian jembatan penuh Kompensasi temperatur Setiap perubahan tahanan pada G akibat perubahan Temperatur akan dikompensasi oleh strain gage dummy Sehingga menghasilkan regangan hanya terjadi di gage aktif G yang terdeteksi

15 ISI PENDAHULUAN STAIN GAGES TAHANAN LISTIK JENIS-JENIS STAIN GAGES PENGKONDISIAN SINYAL STAIN GAGE KALIBASI

16 METODE KALIBASI Memberikan perubahan tahanan yg kecil ke gage dan menghitung regangan ekivalen pada gage menggunakan tahanan shunt yg paralel dengan gage Memasang strain gage pada batang kantilever dan pada satu lengan dari jembatan Memasang strain gage pada batang kantilever dan pada satu lengan dari jembatan Wheatstone dan mengamati defleksi jika regangan terjadi pada gage, kemudian dengan rumus defleksi untuk batang kantilever yg terdefleksi sebesar δ

17 TEIMA KASIH