Strain and Pressure sebagai Sensor dan Transducer

Diposting pada
    Stres adalah gaya yang diterapkan untuk bahan per satuan luas , dan sama dengan tekanan ketika gaya didistribusikan merata di suatu area. Strain berarti perubahan fraksional dalam dimensi dari bahan yang disebabkan oleh stres , dan , hingga batas ( batas elastis ) , sebanding dengan stres pada komponen ( hukum Hooke ). 
    Tekanan pada material dapat dirasakan pada suatu strain gauge pada materi. Strain gauge resistif terdiri dari sepotong kawat tipis yang perubahan panjang diukur dengan merasakan perubahannya resistensi menggunakan rangkaian jembatan . Pengukur regangan kawat logam tidak peka , dan pengukur regangan semikonduktor digunakan dimanapun range suhu operasi . Strip semikonduktor ( Gambar 1a) , diletakkan pada isolator seperti mika dan dipasivasi untuk mencegah kontaminasi atmosfer . 
    Kedua jenis strain gauge diikat ke host dengan menggunakan resin epoxy . Rangkaian jembatan yang digunakan untuk pengukuran harus pada suhu kompensasi , karena perubahan resistensi yang disebabkan oleh perubahan suhu akan sama besar dengannya , atau lebih besar darinya , yang disebabkan oleh ketegangan/strain. 
Strain and Pressure sebagai Sensor dan Transducer
Gambar 1 Penampilan fisik dari strain gauge (a),
dan rangkaian jembatan khas yang mengkompensasi
efek suhu (b). 

   Hal ini dicapai dengan menggunakan rangkaian (Gambar 1b) yang menggunakan dua pengukur regangan sama, hanya satu dari yang mengalami strain. 

    Untuk berubah dengan cepat strain, strain gauge piezoelektrik memberikan output sinyal yang lebih besar. Kristal piezoelektrik, menggunakan bahan seperti barium titanat, di metalisasi pada sisi berlawanan, dan output sinyal tegangan antara sisi ini yang dihasilkan ketika kristal tegang (karena perpindahan ion dalam kristal). 

    Tegangan dapat relatif tinggi, bahkan hingga kV, tapi impedansi output yang sangat besar dan juga kapasitif, dengan rangkaian ekivalen seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2. 
    Hal ini membuat sensor kurang berguna untuk pelan-pelan berubah strain tapi ideal untuk strain getaran (vibrational strains). 

Strain and Pressure sebagai Sensor dan Transducer
Gambar 2 Rangkaian setara dengan kristal piezoelektrik. 

Dalam setara ini induktansi sangat tinggi, 

kapasitansi rendah dan 
resistansi seri hampir diabaikan. 

  Perubahan tekanan dalam gas dan cairan dapat diukur dengan memantau efek langsungnya pada kristal piezoelektrik (seperti pada mikrofon kristal) atau dengan cara diafragma. Penggunaan diafragma memisahkan sensor dari cairan atau gas dengan tekanan yang akan diukur, dan juga memungkinkan pilihan yang lebih besar dari metode penginderaan. 

    Sebagai contoh, diafragma dapat membentuk satu piring dari kapasitor dalam rangkaian resonan sehingga perubahan tekanan akan menyebabkan perubahan frekuensi resonansi, atau diafragma dapat membawa kumparan yang berada dalam bidang magnet permanen, sehingga perubahan tekanan akan menginduksi arus di koil. 

    Bentuk kapasitor dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan tekanan lambat, tetapi tipe elektromagnetik akan mendeteksi hanya pada perubahan yang cepat. 
    Pengukuran absolut tekanan gas rendah dilakukan dengan menggunakan pengukuran perpindahan panas (Pirani gauge) atau ion current readings (pengukur ionisasi). Pirani Gauge berguna untuk tekanan di wilayah 1 mm dari merkuri 10 pangkat 3 mm merkuri, dan menggunakan prinsip bahwa tingkat panas yang dilakukan dari kawat panas untuk yang dingin, dalam keadaan gas, akan turun sebagai tekanan gas berkurang. Energi panas mencapai kawat dingin terdeteksi dengan mengukur resistensi dengan menggunakan rangkaian jembatan (bridge circuit).
selanjutnya
Direction and motion

Loading...
loading...
Gambar Gravatar
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.