Nama File:
Klas_PrakSensorTranduser_9 (nama,nama,………..)
PRAKTIKUM 9: SENSOR TEKANAN MENGGUNAKAN
STRAIN GAUGE
I. TUJUAN
PRAKTIKUM
ü Mengenal dan memahami prinsip kerja sensor strain gauge
ü Memahami kakarakteristik sensor strain gauge.
ü Memahami aplikasi sensor strain gauge
ü Mengukur tanggapan sensor strain gauge
II. DASAR
TEORI
Strain Gage adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi
atau strain) atau berat suatu objek. Alat ini berbentuk foil atau kawat logam
yang bersifat insulatif yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya. Strain
gauge dibuat dari sehelai kertas logam resistif yang dikikis tipis dan
berbentuk kisi (sebagai elemen sensor) – serta dilapisi dengan sepasang selaput
sebagai pelindung sekaligus isolator. Kemudian ditambahkan sepasang kawat timah
yang terhubung pada kedua ujung elemen sensor
Prinsipnya
adalah jika tekanan pada benda berubah, maka terjadi deformasi pada foil atau
kawat, sehingga tahanan listrik komponen ini akan berubah. Perubahan tahanan
listrik ini diubah menjadi tegangan listrik menggunakan rangkaian jembatan
Whetstone. Tegangan keluaran dari jembatan Wheatstone
merupakan sebuah ukuran regangan yang terjadi akibat tekanan pada Strain Gage.
Pada
konduktor uniform dengan luas penampang A dan panjang L yang terbuat dari
material dengan resistivitas ρ. Resistansi dari konduktor tersebut dapat
dituliskan sebagai berikut:
 |
| R = Resistansi | | ρ = hambatan jenis |
| L = panjang kawat A = luas penampang |
|
|
Jika
kemudian konduktor tersebut ditarik hingga bertambah panjang ataupun ditekan
sehingga menysut panjangnya, maka resistansinya akan berubah. Ini disebabkan
karena dimensinya yaitu panjangnya dan juga luas penampangnya berubah.
Pada
gambar 1 ditunjukkan bentuk fisik dari sebuah strain gauge. Pada gambar 2
ditunjukkan modul praktikum untuk sensor dengan strain gauge.
Gambar 1. Bentuk
Fisik Strain Gauge
Gambar 2. Modul
Praktikum Strain Gauge
Strain Gage dapat
digunakan untuk mengukur:
1)
Berat
suatu objek
2)
Level
zat pada dalam suatu bejana dengan mengukur beratnya
3)
Mengukur
lendutan jembatan
4)
Mengukur
pertambahan keretakan
5)
Dan lain-lain
Dalam
prakteknya, orde perubahannya sangat kecil yaitu sekitar seperseribu dari nilai
resistansinya. Sebagai contoh untuk strain gauge 100 Ω dapat mengalami
peerubahan resistansi hanya 0,1 Ω, oleh karena itu pengukuran ketegangan
memerlukan pengukuran yang sangat akurat dari perubahan resistansi yang sangat
kecil.
Strain
gauge mempunyai beberapa keuntungan, antara lain: bentuknya yang sederhana
dengan berat yang dapat diabaikan dan ukurannya yang kecil. Dapat digunakan
untuk melokalisir bagian evaluasi pengukuran karena jarak titik ukur yang
pendek. Memiliki kepekaan yang tinggi terhadap frekuensi sehingga dapat
digunakan untuk menelusuri rambatan fluktuasi tegangan. Memungkinkan melakukan
pengukuran di sejumlah titik secara bersamaan.
Tapi strain
gauge juga memiliki beberapa keterbatasan, terutama dalam hal suhu, fatigue (kelelahan), batas kemampuan
regangan, dan ketahanan terhadap kondisi lingkungan pengukuran. Beberapa strain
gauge yang sudah dikemas sebagai load cell biasanya telah diatasi
kelemahan-kelemahan tersebut.
Untuk
aplikasinya maka sensor tersebut direkatkan pada permukaan yang akan dimonitor.
Jika benda yang dimonitor bertambah panjang karena ditarik maka sensor tersebut
juga akan turut bertambah panjang . Ini dapat terjadi karena bagian benda yang
dimonitor tersebut adalah bagian yang terlemah; dan pada bagian tersebut sensor
direkatkan secara kuat. perpubahan panjang tersebut proporsional dengan
prubahan resistansinya dan berbanding terbalik dengan diameter kawat. Bertambah
panjang karena ditarik (tension) ataupun bertambah pendek karena ditekan
(compression).
I.
PROSEDUR PERCOBAAN
1.
Alat
dan Bahan
- Sensor Strain
Gauge
- AVO
- Kabel
penghubung
- Power Supply
- Protoboard
- Resistor 4 buah 100
- Penggaris
(alat ukur panjang dalam milimeter)
2.
Percobaan
1
Gunakan
peralatan seperti pada gamabar 3. Nilai resistansi dari sensor akan berubah
setiap perubahan pemberian tekanan pada tuasnya. Dalam praktikum ini yang
diukur adalah jarak geser tuas sensor karena ditekan. Ukurlah tahanan sensor dan
perubahan tahanan sensor pada beberapa kondisi (perubahan jarak tuas) dan
hasilnya catat pada tabel 1.
Gamabr
3. Rangkaian Percobaan 1
1.
Percobaan 2
Gambar 4. Rangkaian
Percobaan 2
1)
Buatlah rangkaian seperti pada gambar 4 untuk R1=R2=R3=120
Ω (atau dibuat sama dengan hasil pengukuran pada percobaan 1)
2)
Atur posisi tuas dan amati perubahan tegangan yang terjadi,
isikan data hasil pengamatan anda pada tabel 2.
3)
Tabel 1. Data Hasil Pengukuran Percobaan 1.
I.
PEMBAHASAN
1. Gambarkan kurve nilai reistansi terhadap
jarak tuas. Analisa dan simpulkan.
2. Gambarkan kurve nilai tegangan terhadap jarak
tuas. Analisa dan simpulkan.
3. Gambarkan rangkaian jembatan dengan
konfigurasi yang lain (menggunakan 2 sensor dan 4 sensor). Jelaskan
keunggulannya/perbedaan penggunaannya.
II. KESIMPULAN
1. Simpulkan hasil analisis yang telah diperoleh
tentang jarak dan perubahan resistansi/tegangan.
2. Simpulkan
tentang penggunaan sensor strain gauge yang berkaitan dengan pembahasan
no 3.
VI. DAFTAR PUSTAKA
- Silahkan diisi ??????
- ??????
- ??????
- ??????
- ??????
