ElektroInstrumen Elektonik
Apa itu Termometer Resistansi?
Termometer resistansi atau Resistance Temperature Detector (RTD) menggunakan resistansi konduktor listrik untuk mengukur suhu. Hambatan konduktor bervariasi dengan waktu.
Sifat konduktor ini digunakan untuk mengukur suhu. Fungsi utama RTD adalah untuk memberikan perubahan positif pada resistansi dengan suhu.
Logam memiliki koefisien suhu tinggi yang berarti suhunya meningkat dengan kenaikan suhu. Karbon dan germanium memiliki koefisien temperatur rendah yang menunjukkan bahwa resistansinya berbanding terbalik dengan temperatur.
Bahan yang digunakan dalam Termometer Resistif
Termometer resistansi menggunakan elemen sensitif yang terbuat dari logam yang sangat murni seperti platinum, tembaga, atau nikel. Hambatan logam berbanding lurus dengan suhu. Sebagian besar, platinum digunakan dalam termometer resistansi. Platinum memiliki stabilitas tinggi, dan dapat menahan suhu tinggi.
Emas dan perak tidak digunakan untuk RTD karena resistivitasnya rendah. Tungsten memiliki resistivitas tinggi, tetapi sangat rapuh. Tembaga digunakan untuk membuat elemen RTD. Tembaga memiliki resistivitas rendah dan juga lebih murah. Satu-satunya kelemahan tembaga adalah memiliki linearitas yang rendah. Suhu maksimum tembaga adalah sekitar 120ºC.
Bahan RTD terbuat dari platinum, nikel atau paduan nikel. Kabel nikel digunakan untuk rentang suhu terbatas, tetapi cukup nonlinier.
Berikut ini adalah persyaratan konduktor yang digunakan dalam RTD.
- Resistivitas material tinggi sehingga volume minimum konduktor digunakan untuk konstruksi.
- Perubahan resistansi bahan mengenai suhu harus setinggi mungkin.
- Resistansi bahan tergantung pada suhu.
Kurva resistansi versus suhu ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Kurvanya hampir linier, dan untuk rentang suhu yang kecil, sangat jelas.
Konstruksi Termometer Resistif
Termometer resistansi ditempatkan di dalam tabung pelindung untuk memberikan perlindungan terhadap kerusakan. Elemen resistif dibentuk dengan menempatkan kawat platinum pada kumparan keramik. Elemen resistensi ini ditempatkan di dalam tabung yang terbuat dari stainless steel atau baja tembaga.
Kawat timah digunakan untuk menghubungkan elemen resistansi dengan kabel eksternal. Kawat timah ditutupi oleh tabung terisolasi yang melindunginya dari korsleting. Bahan keramik digunakan sebagai isolator untuk bahan suhu tinggi dan untuk serat suhu rendah atau kaca digunakan.
Pengoperasian Termometer Resistansi
Ujung termometer hambatan diletakkan di dekat besaran ukur dan sumber panas. Panas didistribusikan secara merata di seluruh elemen resistif. Perubahan resistansi memvariasikan suhu elemen. Resistansi akhir diukur. Persamaan yang disebutkan di bawah ini mengukur variasi suhu.
Dimana, R0 – hambatan pada suhu T = 0 dan α1, α2, α3……..αn adalah konstanta.
Pendekatan Linier
Pendekatan linier adalah cara memperkirakan kurva resistansi versus suhu dalam bentuk persamaan linier.
di mana Rθ – resistansi aproksimasi di θºC
Rθ0 – resistansi perkiraan pada θ0ºC
Δθ – θ – θ0 perubahan suhu ºC dan αθ0 – koefisien suhu resistansi pada θ0ºC
Pendekatan Kuadrat
Pendekatan kuadrat memberikan perkiraan yang akurat dari kurva suhu resistansi. Perkiraan tersebut dinyatakan dalam bentuk persamaan kuadrat.
α1 – perubahan fraksi linier dalam resistansi
α2 – perubahan fungsi kuadrat dalam resistansi.
Termometer resistansi sangat kurang sensitif, dan logam yang digunakan untuk membuat elemen resistif lebih murah.