Praktikum 9: Sensor Tekanan Menggunakan Strain Gaude

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

1. Silahkan diisi   ??????
2. ??????
3. ??????
4. ??????
5. ??????