sensor posisi

Ø    Linier Variable Differential Transformer (LVDT)

Sensor Linear Variable Differential Transformers (LVDT) adalah suatu sensor yang bekerja berdasarkan prinsip trafo diferensial dengan gandengan variabel antara gandengan variable antara kumparan primer dan kumparan sekunder. Prinsip ini pertama kali dikemukakan oleh Schaevits pada tahun 1940-an. Pada masa sekarang sensor LVDT telah secara luas diunakan. Pada aplikasinya LVDT dapat digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya.Untuk kali ini sensor ini diaplikasikan sebagai sensor jarak. Suatu LVDT pada dasarnya terdiri dari sebuah kumparan primer, dua buah kumparan sekunder, dan inti dari bahan feromagnetik. Kumparan-kumparan tersebut dililitkan pada suatu selongsong, sedangkan inti besi ditempatkan didalam rongga selongsong tersebut. Selongsong ini terbuat dari bahan non-magnetik. Kumparan primer dililitkan ditengah selongsong, sedangkan kedua kumparan sekunder dililitkan disetiap sisi kumparan primer. Kedua kumparan sekunder ini dihubungkan seri secara berlawanan dengan jumlah lilitan yang sama.

Cara Kerja

– memanfaatkan perubahan induksi magnit dari kumparan primer ke dua kumparan      sekunder

– dalam keadaan setimbang, inti magnet terletak ditengah dan kedua kumparan sekunder menerima fluks yang sama

– dalam keadaan tidak setimbang, fluks pada satu kumparan naik dan yang lainnya   turun

– tegangan yang dihasilkan pada sekunder sebading dengan perubahan posisi inti    magnetic

– hubungan linier bila inti masih disekitar posisi kesetimbangan

Skema LVDT

 

 

Gambar 3.6. LVDT sebagai sensor posisi: (a) konstruksi LVDT, (b) Rangakaian       listrik, (c) rangkaia  uji LVDT, (d) Karakteristik LVDT

   – rangkaian detektor sensitif fasa pembaca perpindahan dengan LVDT

KESIMPULAN

1. LVDT adalah suatu sensor yang bekerja berdasarkan prinsip trafo diferensial dengan gandengan variabel antara kumparan primer dan kumparan sekunder.

2. LVDT dapat digunakan sebagai sensor jarak dan sensor mekanik lainnya.

3. Sebelum menggunakan LVDT kita harus mengetahui daerah linier LVDT tersebut pada tegangan eksitasi tertentu dan frekuensi tertentu.

4. Perubahan tegangan eksitasi akan menghasilkan tegangan yang berbeda untuk tiap pergeseran jarak, tetapi tegangan eksitasi yang lebih besar akan menghasilkan sensitivitas yang tinggi.

5. Perubahan frekuensi akan merubah koefisien dari daerah linieritas sensor, tetapi daerah kerjanya tetap sama.

 

Gambar 3.7. Rangkain uji elektronik LVDT

Ø    Strain gauge (SG)

Strain gage adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain) pada alat ini.Strain gage mengukur gaya luar(tekanan) yang terhubung dengan kawat. Strain gauge dapat dijadikan sebagai sensor posisi. SG dalam operasinya memanfaatkan perubahan resistansi sehingganya dapat digunakan untuk mengukur perpindahan yang sangat kecil akibat pembengkokan (tensile stress) atau peregangan  (tensile strain). Definisi elastisitas (ε) strain gauge adalah perbandingan perubahan panjang (ΔL) terhadap panjang semula (L) yaitu:

atau perbandingan perubahan resistansi (ΔR) terhadap resistansi semula (R) sama dengan faktor gage (G_f) dikali elastisitas starin gage (ε) :

Secara konstruksi SG terbuat dari bahan metal tipis (foil) yang diletakkan diatas kertas. Untuk proses pendeteksian SG ditempelkan dengan benda uji dengan dua cara yaitu:

 1.  Arah perapatan/peregangan dibuat sepanjang mungkin (axial)

 2.  Arah tegak lurus perapatan/peregangan dibuat sependek mungkin (lateral)

Gambar 3.1. Bentuk phisik strain gauge

Faktor gauge (G_f) merupakan tingkat elastisitas bahan metal dari SG.

   • metal incompressible Gf = 2

   • piezoresistif Gf =30

   • piezoresistif sensor digunakan pada IC sensor tekanan

Untuk melakukan sensor pada benda uji maka rangkaian dan penempatan SG adalah

   • disusun dalam rangkaian jembatan

   • dua strain gauge digunakan berdekatan, satu untuk peregangan/perapatan , satu untuk  kompensasi temperatur pada posisi yang tidak terpengaruh peregangan/ perapatan

   • respons frekuensi ditentukan masa tempat strain gauge ditempatkan

 

 

Gambar 3.2. Pemasangan strain gauge: (a) rangkaian jembatan

(b) gage1 dan gage 2 posisi 90  (c) gage 1 dan gage 2 posisi sejajar