PENGUKURAN TEMPERAT
PENGUKURAN TEMPERATUR EFEK UR EFEK SEEBECKSEEBECK (TM 2)
(TM 2) I.
I. TUTUJUJUAN AN PEPERCRCOBOBAAAANN 1.
1. MempeMempelajarlajari Efek Seebi Efek Seebeck pada rangeck pada rangkaian tekaian termokormokopelpel
II.
II. ALAALAT DT DAN BAAN BAHAN PHAN PERCERCOBAOBAANAN a.
a. AlAlat at yyanang g didigugunanakakann
•
• Satu set temperature measurement benchSatu set temperature measurement bench •
• Rangkaian Rangkaian TeTermokopelrmokopel •
• Termometer merkuriTermometer merkuri •
• Ketel atau gelas kimia ukuran liter Ketel atau gelas kimia ukuran liter
b.
b. !ahan yang digunakan!ahan yang digunakan
•
• A"uadestA"uadest •
• Es !atuEs !atu
II
III.I. DADASASAR TR TEOEORIRI Te
Termokopel rmokopel adalah adalah sensor sensor suhu suhu yang yang banyak banyak digunakan digunakan untuk untuk mengubah mengubah perbedaanperbedaan suh
suhu u daldalam am bendbenda a menmenjadjadi i perperubaubahan han tegtegangaangan n lislistrtrik ik #$o#$oltaltase%se%. . TTerermokmokopel opel bekebekerjarja berdasarkan pembangkitan
berdasarkan pembangkitan tenaga listrik pada tenaga listrik pada titik sambung dua titik sambung dua logam yang logam yang tidak sama #titik tidak sama #titik panas&titik
panas&titik ukur%' ukur%' yang yang lain lain dari dari logam logam tersebut tersebut sering sering disebut disebut titik titik referensi referensi #titik #titik dingin%dingin% dimana temperaturnya konstan.
dimana temperaturnya konstan.
(ada umumnya' termokopel digunakan untuk mengukur temperatur menjadi sinyal (ada umumnya' termokopel digunakan untuk mengukur temperatur menjadi sinyal listrik. !ila antara titik referensi dan titik ukur terdapat perbedaan temperatur' maka akan listrik. !ila antara titik referensi dan titik ukur terdapat perbedaan temperatur' maka akan timbul )) * yang menyebabkan adanya arus pada rangkaian. Termokopel ada dasarnya adalah timbul )) * yang menyebabkan adanya arus pada rangkaian. Termokopel ada dasarnya adalah dua logam penghantar arus listrik dari bahan yang berbeda. Salah satu ujungnya di las mati dua logam penghantar arus listrik dari bahan yang berbeda. Salah satu ujungnya di las mati dan
dan ujuujung ng yanyang g satsatunyunya a dibdibiariarkan kan terterbuka buka untuntuk uk samsambunbungan gan kelkelingingkarkaran an penpengukugukuranran.. Sambungan yang di las mati disebut measuring junction' sedangkan yang satunya disebut Sambungan yang di las mati disebut measuring junction' sedangkan yang satunya disebut referensi junction.
referensi junction. Te
Termokormokopel adalah pel adalah buah ka+at buah ka+at logam berbeda yang logam berbeda yang ujungnyujungnya a disatdisatukan. Keduaukan. Kedua ka+at tersebut diisolasikan dengan isolator' biasanya berupa keramik supaya tidak terjadi ka+at tersebut diisolasikan dengan isolator' biasanya berupa keramik supaya tidak terjadi hubungan pendek. Teori dasar termokopel berdasarkan fakta bah+a apabila buah logam hubungan pendek. Teori dasar termokopel berdasarkan fakta bah+a apabila buah logam yang ujungnya berada pada bagian panas & dingin' maka akan terjadi dari ujung yang lebih yang ujungnya berada pada bagian panas & dingin' maka akan terjadi dari ujung yang lebih panas
panas bergerak bergerak ke ke ujung ujung yang yang lebih lebih dingin dingin #pergerakan #pergerakan electron%. electron%. ,erakan ,erakan electron electron inilahinilah yang dapat diukur oleh $oltmeter.
-ub.Termo -ub.Termo
oltmeter
/ingin (anas
Efek Seebeck menyatakan bah+a apabila kedua ujungnya berada pada temperatur yang sama' maka tidak akan ada tegangan yang terukur # $oltase 0 %' teori dapat digunakan untuk memastikan rangkaian termokopel dan pengukur tegangan terpasang dengan baik. Apabila salah satu ujung thermometer #termokopel% terpasang dengan baik #dijaga konstan% pada temperatur rendah' perbedaan temperatur #T% merupakan fungsi kenaikan tegangan dan berbanding lurus antara temperatur dan tegangan.
Dasar Termoo!e"
Sensor merupakan piranti yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur magnitude sesuatu. Sensor merupakan tranduser yang digunakan untuk mengubah $ariasi mekanis' magnetis' panas' menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor dikategorikan sebagai pengukur dan mempunyai peranan penting dalam pengendalian proses pabrikasi otomatis.
Termokopel merupakan sensor suhu yang terdiri atas sepasang penghantar yang berbeda disambung las atau dileburkan bersama pada satu sisi membentuk penghantar 2hot2 atau sambungan pengukuran yang ada ujung ujung bebasnya untuk menghubungkan dengan penghantar 2cold2 atau sambungan referensi. 3lustrasinya dapat dilihat pada gambar diba+ah
ini.
(erbedaan suhu antara sambungan pengukuran dan sambungan referensi alat ini berfungsi sebagai termokopel dan bisa membangkitkan tegangan dc yang kecil. Tegangan output termokopel hampir berbanding lurus dengan perbedaan suhu antara sambungan pengukuran #hot% dan sambungan referensi #cold%. (erbandingan yang konstan dinamakan Koefisien Seeback dan berkisar antara 4 sampai 4 per derajat celcius.
/isini saya tidak akan membahas lebih jauh tentang teori termokopel ini secara luas' cukup anda mengetahui bah+a termokopel adalah sebagai sensor suhu yang mampu mengukur suhu sangat tinggi sehingga sensor suhu termokopel ini sering digunakan untuk industri pengolahan minyak atau baja' termasuk pengukuran suhu' gas buang turbin' mesin diesel' dan proses industri lainnya.
T#!e$T#!e %a& Je&#s Termoo!e"
Ketika memilih termokopel kita harus juga mempertimbangankan jenis pengisolasian dan konstruksi probenya. Karena semua ini akan memiliki efek pada suhu kisaran' akurasi suhu terukur' dan keandalan pembacaannya. /i ba+ah ini dapat dilihat jenis5jenis termokopel yang secara umum dipakai dikalangan industri.
• T#!e K (C'rome" A"me")
Tipe K adalah termokopel yang berbiaya murah dan umum digunakan' karena popularitasnya itu termokopel jenis ini tersedia dalam berbagai macam probe.termokopel
tersedia untuk rentang suhu di 5 6 7 sampai 81 6 7. Sensiti$itasnya adalah kira5kira 91 $ & 6 7.
• T#!e E (C'rome" o&s*a&*a)
Tipe E memiliki output yang tinggi #): $ & 6 7% yang membuatnya cocok untuk digunakan pada suhu rendah #cryogenic%. (roperti lainnya dari tipe E ini adalah tipe non magnetik.
• T#!e J (Iro& o&s*a&*a)
;angkauan pengukurnnya terbatas' hanya 59 hingga <4 6 7 membuat termokopel jenis ini kurang populer dibandingkan dengan tipe K. Termokopel tipe ; ini tidak boleh digunakan di atas <) 6 7.
• T#!e N (N#+ros#" N#s#")
Stabilitas tinggi dan ketahanannya terhadap oksidasi suhu tinggi membuat tipe = cocok untuk pengukuran suhu tinggi tanpa platinum. /apat mengukur suhu di atas 1 67. Sensitifitasnya sekitar >? @&67 pada ? 67' sedikit di ba+ah tipe K. Tipe = merupakan perbaikan dari tipe K.
Termokopel tipe !' R dan S adalah termokopel logam mulia. Semuanya #tipe !'R'S% adalah yang paling stabil dari semua termokopel yang ada' namun karena sensiti$itasnya yang rendah #kira5kira 1 $ & 6 7%' mereka biasanya hanya digunakan untuk pengukuran suhu tinggi #B > 6 7%.
• T#!e B (P"a*#&m R'o%#m)
7ocok untuk pengukuran suhu tinggi hingga 1: 6 7. /isebut termokopel C!C karena bentuk suhu & tegangan kur$a mereka yang menyerupai huruf C!C' dan memberikan output
yang sama pada 6 7 dan 9 6 7. -al ini membuat mereka tidak bisa ddigunakan pada suhu di ba+ah 4 6 7.
• T,!e R (P"a*#&m R'o%#m)
7ocok untuk pengukuran suhu tinggi hingga 1) 6 7. Sensiti$itasnya yang rendah #1 $ & 6 7% dan biayanya yang tinggi' membuat termokopel ini tidak cocok untuk digunakan pada pengukuran umum.
• T,!e S (P"a*#&m R'o%#m)
7ocok untuk pengukuran suhu tinggi hingga 1) 6 7. Sensiti$itasnya yang rendah #1 $ & 6 7% dan biayanya yang tinggi membuat mereka tidak cocok untuk digunakan pada pengukuran umum. Karena tipe S sangat tinggi stabilitasnya' maka sering digunakan
sebagai standar kalibrasi untuk titik leleh emas #1)9.9> 6 7%.
• T,!e T (Co!!er Co&s*a&*a&)
7ocok untuk pengukuran antara D to >4 67. Konduktor positif terbuat dari tembaga' dan yang negatif terbuat dari constantan. Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak penelitian ka+at tembaga. Type T memiliki sensitifitas 9> @&67
Ketika memilih jenis termokopel' anda harus memastikan bah+a peralatan ukur anda tidak membatasi rentang suhu yang dapat diukur. Kisaran suhu yang dapat diukur adalah : channel (ico T75:. (erhatikan juga bah+a termokopel dengan sensiti$itas rendah #!' R dan S%' memiliki resolusi yang lebih rendah.
I-. LANGKAH KERJA
$ Menyiapkan peralatan temperature measurement bench' Termometer Merkuri dan Rangkaian Termokopel.
$ Mengisi gelas kimia dengan air bersih hingga&
> penuh' isi juga termos air dengan suhu
ruang # 467 5 :67 %.
$ Menghubungkan kedua ujung kabel penghubung termokopel ke bagian socket putih. $ Meletakkan salah satu termokopel di bagian panas dan bagian dingin.
$ Menghidupkan po+er regulator dan atur pada posisi 4.
$ Meletakkan thermometer merkuri pada ketel dan termos' mencatat milli$olt yang terbaca untuk setiap kenaikkan temperature 167 pada thermometer merkuri di ketel.
$ Mematikan po+er apabila air telah mendidih.
$ Mengulangi dengan prosedur yang sama untuk thermometer di termos yang berisi air dingin # 67 5 467 %.
-. DATA PENGAMATAN
(engukuran tegangan antara air panas dan air biasa =o T1 # F7% #Air (anas% T #F7% #Air !iasa% GT oltmeter #m% 1 : : >: : 1 '9 > 9: : ': 9 4: : > 1'> 4 ): : 9 1'< ) <: : 4 '1 < :: : ) '4 : ?: : < > ? 1 : < >'1
• (engukuran tegangan antara air panas dan air dingin
=o T1 # F7% #Air (anas% T #F7% #Air /ingin% GT oltmeter #m% 1 > 1 >1 9 1 91 1') > 4 1 41 '1 9 ) 1 )1 '4 4 < 1 <1 > ) : 1 :1 >'9 < ? 1 ?1 >'? : 1 1 ?? 9'
-I. PERHITUNGAN
• Kur$a pada pengukuran tegangan antara air panas dan air biasa
-II. ANALISA PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan Temperature Measurement Efek Seebeck maka dapat dianalisa bah+a termokopel dengan keeping logam yang sama dapat mengalirkan electron dari logam yang berbeda pada keadaan panas & dingin.
Termokopel merupakan sensor pengukur suhu yang prinsip pengukurannya berdasarkan dari pergerakan electron. (ergerakan electron ini akan menghasilkan arus listrik
namun sangat kecil. Fleh karena itu' logam yang digunakan sebagai sensor suhu termokopel harus merupakan logam yang sangat peka&sensiti$e arus listrik seperti logam mulia contohnya platina #platinum%.
(ada saat rangkaian termokopel dimasukkan ke dalam termos dan ketel' air di dalam ketel mulai dipanaskan dan pengukuran pun dimulai. Semakin tinggi suhu semakin tinggi pula milli$olt yang terbaca. Terkururnya mili$olt ini dikarenakan buah kutub termokopel dikenakan pada air dengan suhu dingin #air biasa dan air es% dan air yang dipanaskan.
Kenaikan temperature pada air yang dipanaskan mengakibatkan mili$olt mengalami kenaikan secara perlahan' sedangkan pada air dingin suhunya tetap. -al ini dikarenakan adanya pergerakan electron dari kutub logam yang panas ke kutub logam yang lebih dingin. ,erakan electron inilah yang dapat diukur oleh $oltmeter #Mili$olt TM%.
(engukuran termokopel ini biasa digunakan dalam industri besi dan baja' pengaman pada alat5alat pemanas' untuk termopile sensor radiasi' pembangkit listrik tenaga panas radioisotop' salah satu aplikasi termopile.
-III. KESIMPULAN
!erdasarkan data pengamatan yang diperoleh dapat disimpulkan bah+a H oltmeter akan terus naik sesuai dengan perubahan temperatur.
(erubahan suhu pada air dingin yang terdapat pada termos juga semakin naik.
Setiap kenaikkan temperatur maka $oltmeter pun akan mengalami perubahan #dalam hal ini semakin meningkat%.
(erubahan temperatur dan $oltmeter mempunyai hubungan yang erat.
,rafik yang terjadi antara temperatur dan $oltmeter menunujukkan grafik yang meningkat.
/ari percobaan diperoleh H
(ersamaan dari kur$a pada pengukuran tegangan antara air panas dan air biasa H
y 0 '9I J '
(ersamaan dari kur$a pada pengukuran tegangan antara air panas dan air biasa H
DAFTAR PUSTAKA
• ;obsheet. 11. “Penuntun Praktikum Instrumen dan Teknik Pengukuran”. (oliteknik =egeri
Sri+ijayaH (alembang.
• E!
$ httpH&&id.+ikipedia.org&+iki&TermometerLbimetalLmekanik
FOTO ALAT
Alat 3nstrument Temperatur Measurement !each
- Termometer Air Raksa
- Rangkaian Termokopel
