PENGUKURAN SUHU, PENGUKURAN TEKANAN dan KALIBRASI INSTRUMENTASI

Transkripsi

1 PENGUKURAN SUHU, PENGUKURAN TEKANAN dan KALIBRASI INSTRUMENTASI ABDILLAH SETYO PAMBUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG

2 PENGUKURAN SUHU, PENGUKURAN TEKANAN dan KALIBRASI INSTRUMENTASI Jurnal Disusun untuk memenuhi tugas Jurnal yg diampu oleh IR. Anang Subardi, MT dan Febi Rahmadianto, S.T.,M.T. ABDILLAH SETYO PAMBUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI NASIONAL MALANG

3 KATA PENGANTAR Asalammualaikum Wr.Wb Puji syukur atas kehadiran Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberi kita berbagai kenikmatan serta kerohmatannya, sehingga saya bisa menyelesaikan tugas Mata Kuliah Teknik Pengukuran dan Instrumentasi membuat Jurnal yang diampu oleh IR. Anang Subardi, MT dan Febi Rahmadianto, S.T.,M.T dengan judul PENGUKURAN SUHU, PENGUKURAN TEKANAN dan KALIBRASI INSTRUMENTASI. Tujuan penulis membuat Jurnal yaitu agar pembaca dan penulis memahami kembali apa yang sudah diajarkan selama ini oleh pengajar semoga dengan adanya ini dapat bermanfaat bagi pembacanya. Terlepas dari semua ini saya mohon maaf jika ada kekuranagn dalam saya menyusun Jurnal ini dan saran dari pembaca akan sangat saya harapakan demi kebaiakan kedepannya. Penyusun

4 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR DAFTAR ISI JUDUL ABSTRAK BAB I PENDAHULUAN 1.1 Pendahuluan 1.2 Rumusan Masalah 1.3 tujuan BAHAN DAN METODE HASIL BAB II PEMBAHASAN 2.1 Termokopel pengukur suhu 2.2 Prinsip Pengukuran Tekanan 2.3 Manfaat Kalibrasi BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 3.2 Saran DAFTAR PUSTAKA

5 DASAR PENGUKURAN, PENGUKURAN TEKANAN dan KALIBRASI INSTRUMENTASI Abdillah Setyo Pambudi Program Studi Teknik Mesin S1 Institut Teknologi Nasional Malang abdillahsetyopambudi@gmail.com ABSTRAK

6 BAB I 1.1 Pendahuluan Pengukuran suhu Pada tahun 1821 seorang ilmuwan Jerman bernama Thomas Johann Seebeck melakukan percobaan seperti terlihat pada gambar di bawah ini : A E A B Gambar : Rangkaian tertutup kawat A dan B Seebeck mendeteksi adanya tegangan pada rangkaian tertutup kawat tembaga (A) dan bismuth (B) apabila salah satu sambungan kawat dipanaskan. Apabila sambungan tersebut didinginkan, terdeteksi adanya perubahan polaritas teganngan. Rangkaian ini kemudian dikenal dengan nama termokopel (thermocouple), yang merupakan kependekan dari thermo-electri couple. Termokopel merupakan salah satu sensor nesaran suhu yang terdiri dari sepasang kawat yang terbuat dari bahan yang berbeda. Kedua kawat tersebut disambungkan pada salah satu ujungnya sementara ujung yang lain disambungkan ke alat ukur tegangan melalui kawat tembaga, seperti gambar dibawah ini : T1 A Cu Measuring junction B Referensi junction Cu voltmeter Gambar : Rangkaian sederhana termokopel Kawat yang disambung disebut sambungan ukur (measuring junction) atau sambungan panas (hot junction) sementara pada ujung yang lain dibiarkan terbuka dan disebut

7 sambungan acuan (reference junction) atau sambungan dingin (cold junction). Termokopel adalah alat yang mengubah perbedaan suhu kedua sambungan ke tegangan listrik. Pengukuran Tekanan Tekanan adalah gaya tiap satuan luas yang dihasilkan oleh gas, cairan, atau benda padat. Tekanan dapat diukur sebagai tekanan absolut, tekanan terukur atau tekanan diferensial. Tekanan absolut adalah tekanan total yang dihasilkan oleh medium, sedangkan tekanan diferensial adalah beda antara dua tekanan. Tekanan terukur adalah suatu tipe khusus dari tekanan diferensial yang dinyatakan sebagai berikut : P g = P a P s Dimana P g = tekanan terukur P a = tekanan absolut dan P s = tekanan atmosfer Suatu ruangan hampa dilain pihak didefinisikan sebagai ruang gas yang tekanannya kurang dari tekanan atmosfer. Tekanan dalam ruang hampa ini merupakan sejenis tekanan diferensial : V = P s P a Suatu dasar dari tekanan dalam cgs adalah dyne/cm 2. Satu bar setara dengan 10 6 dyne per sentimeter kuadrat dan untuk memudahkan satu mili bar didefinisikan sebagai 1000 dyne per sentimeter kuadrat. Satu tor atau setara denagn 1/760 atmosfer atau satu mili meter kolam air raksa. Harap diperhatikan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh kolom air raksa, 76 cm tinggi, mempunyai kerapatan 13,5951 gm/cm 2, didefinisikan sebagai satu atmosfer (1013,150 mb) Kalibrasi Pengukuran Kalibrasi, pada umumnya merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Contohnya thermometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat di tentukan dan sesuaikan (melaluai konstanta kalibrasi), sehingga thermometer tersebut menunjukan temperature yang sebenarnya dalam celcius pada titik titik tertentu diskala. Diberbagai negara termasuk Indonesia terdapat direktorat metrology yang memiliki standart pengukuran (dalam SI dan satuan satuan turunannya) yanag akan digunakan sebagai acuan bagi perangakat yang dikalibrasi. Diraktorat metrology juga mendukung infrastuktur metrology disuatu negara tapi juga sering kali dinegara lain, dengan membangun rantai pengukuran standar tingkat tinggi atau internasional dengan perangkat yang digunakan. Hasil kalibrasi harus disertai pernyataan traceable uncertainity untuk menentukan tingkat kepercayaan yang dievaluasi dengan seksama dengan analisa ketidak pastian. 1.2 Rumusan Masalah 1. hubungannya Termokopel dalam pengukuran suhu?

8 2. Apa saja prinsip yang mencakup Pengukuran Tekanan? 3. Apa manfaat Kalibrasi dalam pengukuran? 1.3 Tujuan Termokopel pengukur suhu BAB II PEMBAHASAN Sensor merupakan piranti yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur magnitude sesuatu. Sensor merupakan tranduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor dikategorikan sebagai pengukur dan mempunyai peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi otomatis. Termokopel merupakan sensor suhu yang terdiri atas sepasang penghantar yang berbeda disambung las atau dileburkan bersama pada satu sisi membentuk penghantar hot atau sambungan pengukuran yang ada ujung ujung bebasnya untuk menghubungkan dengan penghantar cold atau sambungan referensi. Ilustrasinya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

9 Perbedaan suhu antara sambungan pengukuran dan sambungan referensi alat ini berfungsi sebagai termokopel dan bisa membangkitkan tegangan dc yang kecil. Tegangan output termokopel hampir berbanding lurus dengan perbedaan suhu antara sambungan pengukuran (hot) dan sambungan referensi (cold). Perbandingan yang konstan dinamakan Koefisien Seeback dan berkisar antara 5 sampai 50 V per derajat celcius. Termokopel adalah sebagai sensor suhu yang mampu mengukur suhu sangat tinggi sehingga sensor suhu termokopel ini sering digunakan untuk industri pengolahan minyak atau baja, termasuk pengukuran suhu, gas buang turbin, mesin diesel, dan proses industri lainnya. 2.2 Prinsip Pengukuran Tekanan Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dan dapat diukur dalam unit seperti psi (Pon per inci persegi), inci air, milimeter merkuri, pascal (Pa, atau N / m²) atau bar. Sampai pengenalan satuan Si, bar yang lebih sering digunakan. Bar setara dengan N / m², yang merupakan satuan SI untuk pengukuran. Untuk menyederhanakan satuan, N / m² diadopsi dengan nama Pascal, disingkat Pa Tekanan cukup sering diukur dalam kilopascal (kpa), dimana 1000 pascal setara dengan 0.145psi Absolute, Gauge dan Tekanan Diferensial Pascal adalah indikator untuk mengukur harga tekanan. Ketika tekanan diukur dalam keadaan vakum mutlak (tidak ada kondisi atmosfer), maka hasilnya dalam pascal (Mutlak). Namun ketika tekanan diukur pada keadaan dengan memperhatikan tekanan atmosfer, maka hasilnya akan disebut Pascal (Gauge). Jika gauge digunakan untuk mengukur perbedaan antara dua tekanan,hasilnya berupa Pascal (Diferensial). Tekanan Statis,

10 Dalam keadaan atmosfer titik tertentu, tekanan statis diberikan sama ke segala arah. Tekanan statis adalah hasil dari berat semua molekul udara di atas titik jenuh. Tekanan statis tidak melibatkan gerakan relatif udara. Tekanan Dinamis, Cukup sederhana, jika Anda memegang tangan Anda di angin yang kuat atau ke luar dari jendela pada mobil yang berjalan, maka tekanan angin kuat dirasakan karena udara mempengaruhi tangan Anda. tekanan kuat tersebut melebihi dan diatas (selalu dihasilkan) tekanan statis, dan disebut tekanan dinamis. Tekanan dinamis dikarenakan gerakan relatif. Tekanan Dinamis terjadi jika sebuah benda bergerak melalui udara, atau udara mengalir ke dalam tubuh Tekanan Dynamic tergantung pada dua faktor: -Kecepatan tubuh relatif terhadap arus tersebut. Semakin cepat mobil bergerak atau semakin kuat angin bertiup, maka tekanan dinamis makin kuat yang dirasakan pada tangan Anda. Hal ini karena jumlah molekul udara yang lebih besar tiap detiknya -Kerapatan udara. Tekanan dinamis bergantung juga padakerapatan udara. Jika mengikuti arus udara, maka kerapatannya kecil, sehingga gayanya kecil dan maka tekanan dinamisnya akan kecil. Tekanan Total, Di Atmosfir, beberapa tekanan statis selalu diberikan, tapi untuk tekanan dinamis akan diberikan jika ada gerakan tubuh relatif terhadap udara. Tekanan Total adalah jumlah dari tekanan statis dan tekanan dinamis. tekanan Total juga dikenal dan disebut sebagai dampak tekanan, tekanan pitot atau bahkan tekanan ram. 2.3 Manfaat Kalibrasi Kalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Contohnya, termometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi), sehingga termometer tersebut menunjukan temperatur yang sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu, adapun manfaatnya itu sendiri : 1. Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan spesefikasinya. 2. Untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.

11 3. Bisa mengetahui perbedaan (penyimpangan) antara harga benar dengan harga yang ditunjukkan oleh alat ukur BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan 3.2 Saran