Pengukuran Teknik STT Mandala 2014

Transkripsi

1 Pengukuran Teknik STT Mandala 2014

2 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

3 Pendahuluan Hampir semua sensor untuk pengukuran saat ini menghasilkan output sinyal listrik Keuntungan sensor dengan output sinyal listrik 1. Mudah untuk mengirim data sinyal listrik dari satu titik pengukuran ke titik pengumpulan data 2. Mudah untuk memperkuat, menyaring atau memodifikasi sinyal 3. Mudah untuk merekam/menyimpan sinyal

4 Tahap-tahapdalamsistem pengukurandengansinyallistrik

5 Terminologi Sensor : peralatan peraba dengan output listrik Transducer : peralatan yang mengkonversi informasi proses pengukuran Sensor adalahtransducer Istilahlain daritransducer : gage, cell, pickup, transmitter etc

6 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

7 Pengkondisiansinyal Beberapa tahap-tahap dalam pengkondisian sinyal: Penguatan sinyal Pengurangan sinyal Penyaringan sinyal Diferensiasi Integrasi Linearisasi Konversisinyaldarisatubentukkebentuklainnya, misalnya dari tahanan listrik ke tegangan listrik etc

8 Pengkondisiansinyal

9 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

10 Penguatansinyal Banyak transducer yang menghasilkan sinyal dengan teganganrendah mv atauµv Sulit untuk mengirim sinyal yang sangat kecil tsb dan sistem pemroses(mis: CPU) memerlukan tegangan input dalam rentang 1-10 V Teganganyg keciltsbbisadiperbesardengan: amplifier

11 Penguattegangan Gain = V o /V i gain dalam rentang ` kadang bisa sampai Dalam decibels (db) G db = 20 log 10 G=20 log 10 V o /V i

12 esponsfrekuensiamplifier Amplifier dapat memiliki gain yang berbeda untuk frekuensi sinyal yang berbeda entang frekuensi di mana gain yg diperoleh konstan: Bandwith f c : cut-off frequency

13 Loading Error I=V/=0,095 /( ) = 0,0211 ma V amp = I = 4000x0, =3 = 84,4 mv Terjadi loading errror sebesar 10,6 mv (11%)

14 Operational Amplifier simbol Model yg disederhanakan Secara umum: V o =g (V p -V n ) Di manag = gain dariop-amp

15 Noninvertingamplifier G = / 1 f c = GPB/G di mana GBP : gain-bandwith product Yang merupakan karakteristik sebuah op-amp contoh: op amp µa741, GBP = 1 MHz φ = -tan -1 f/f c espons frekuensi

16 Ilustrasi Tentukannilai tahanan1 dan2 untukop-amp 741 dengangain 10 Tentukan cut-off frequency dan pergeseran fase dari tegangan input sinusoid dengan frequency Hz Solusi : G = 10 = / 2 Jikadipilih 1=10 kω, 2 adalah90 kω Op-amp 741 memiliki GBP 1 MHz Maka f c = GBP/G = 106/10 = 100 khz Sudutfasepada10 khz φ = -tan -1 f/f c = -tan / = -5,7 0

17 Inverting amplifier G = - 2 / 1 GBP inv = 2 /( ) x GBP noninv

18 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

19 Pengurangansinyaltegangan Dalampengukuran, kadangterjadioutput tegangan mempunyai nilai yang lebih tinggi darirentang input komponen pemrosesan berikutnya, maka tegangan tsb harus dikurangi(attenuate), contohnya dengan voltage divider

20 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

21 Penyaringsinyal(filter) Filter : rangkaian yang meloloskan sinyal dengan frekuensi tertentu dan Menolak atau mengurangi sinyal dengan frekuensi lainnya Low pass filter High pass filter Band-pass filter Band-reject filter

22 Low-Pass Filter C Filter f c = 1 2πC Vout = V in ( f / f ) 2 1 c

23 High-Pass C Filter f c = 1 2πC Vout ( f/f fc ) = Vin 1+ ( f/ f ) 2 c

24 Ilustrasi Suatu sinyal hasil pengukuran mempunyai frekuensi kurang dari 1 khz teta[o terdapat sinyal lain (noise) dengan frekuensi 1 MHz. ancanglah sebuah filter C yang mengurangi noise hingga 1%nya dengan menggunakan kapasitor 0,01 mf. Apakah efek dari filter tersebut terhadap sinyal yang dengan frekuensi maksimumnya(1khz)

25 Ilustrasi Sinyal pulsa untuk motor step dikirimkan pada frekuensi 2000 Hz. ancanglah sebuah high-pass filter untuk mengurangi noise berfrekuensi 60 Hz (dari listrik jalajala) dan mengurangi sinyal pulsa tidak lebihdari 3 db.

26 Tahapperancanganfilter Tentukan cut-off frequency Tentukan nilai kapasitor yg digunakan berdasar standaryang ada(pf µf) Tentukantahananygdiperlukan(1kΩ 1 MΩ) Cari tahanan standar yg dekat dgn hasil perhitungan tsb Pertimbangkan tolerasi tahanan dan kapasitor

27 Band-pass filter H H L C f 2π 1 = L L H C f 2π 1 = H out f f V = ( ) ( ) [ ] L H H L L H in r f f r f f f f V = =

28 Filter lain Band-reject filter Twin-notch filter

29 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

30 Konversisinyaltahanan-tegangan 3 V V V V V a b a + = = ( )( ) V V V V b = + + = + = +

31 Ilustrasi Tentukan 1. 4 jikajembatanwheatstone menjadi noldengan 1 = 1000 Ω, 2 = 842 Ω, and 3 = 500 Ω. 2. Offset teganganjikategangansupply 10.0 V. tahanan2 di jembatanadalah1 = 2 = 3 = 120 Ω and 4 = 121 Ω.

32 Konversiarusketegangan

33 Isi Pendahuluan sinyal listrik dalam pengukuran Pengkondisian sinyal listrik hasil pengukuran Penguat sinyal Pembagian sinyal tegangan Penyaringan sinyal listrik Pengkonversian sinyal Peralatan indikator dan perekaman data

34 Digital Multimeter

35 Oscilloscope

36 Strip-chart recorder

37 Terima kasih