1 Instrumentasi & Pengukuran Temperatur

  • View
    82

  • Download
    20

Embed Size (px)

DESCRIPTION

jbkb

Text of 1 Instrumentasi & Pengukuran Temperatur

LEMBAR TUGAS

Judul Praktikum: Instrumentasi & Pengukuran TemperaturLaboratorium: Komputasi dan Pengendalian ProsesJurusan / Prodi: T. Kimia / D3Kelas/Semester: 2 TK RP/IVNama : Abu Bakar Siddiq

Uraian Tugas:1. Kalibrasi Termometer, Termokopel dan RTD dengan es mencair masing masing 5 kali data pengukuran.2. Tentukan linieritas Termometer, Termokopel dan RTD dengan pemanasan yang konstan dengan selang waktu tertentu.3. Tentukanlah responsibilitas Termometer, Termokopel dan RTD dengan cairan yang temperaturnya yang sudah ditentukan.4. Akurasi masing masing alat ukur yang digunakan dengan mengambil salah satu alat ukur sebagai standar.

Buketrata, 29 Maret 2012Ka Laboratorium Dosen Pembimbing

Ir. Syafruddin, M.Si. Selvie Diana,ST.MTNIP. 19650819 199802 1 001 NIP. 198207282010122004

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Praktikum: Instrumentasi & Pengukuran TemperaturMata Kuliah: Instrumentasi ProsesKelas / Semester: 2 TKI / IV Nama Dosen Pembimbing: Selvie Diana,ST.MTNIP: 19650819 199802 1 001Ka Laboratorium: Ir. Syafruddin, M.Si.NIP: 19650819 199802 1 001Tanggal Pengesahan: 16 maret 2014

Buketrata, 26 April 2012Ka Laboratorium Dosen Pembimbing

Ir. Syafruddin, M.Si. Selvie Diana,ST.MTNIP. 19650819 199802 1 001 NIP. 198207282010122004

BAB I PENDAHULUAN

1.1. TUJUAN PERCOBAAN Mengenal instrumentasi pengukuran temperatur Mampu menggunakan instrumentasi pengukuran Mampu mengkalibrasi alat ukur temperatur Membuktikan rumus konversi suhu Menentukan linieritas alat ukur suhu dan waktu Menentukan responsibility

1.2. ALAT DAN BAHAN Seperangkat peralatan pengukuran temperatur Termometer Celcius Termokopel Celcius dan Fahrenheit Stopwatch Es batu / es mencair, P = 1 atm ( 0o C = 32o F = 273 k )Air mendidih ( 100 0C = 212 0F = 373 K )

1.3. PROSEDUR PERCOBAAN 1.3.1 Prosedur Kalibrasi1. Termometer Pada es mencair Masukkan es ke dalam termos. Ambil termometer dan celupkan ke dalam es selama waktu yang telah ditentukan. Baca skala termometer dan dicatat. Ulangi langkah di atas beberapa kali. Hitung suhu rata-rata yang diperoleh. Pada air mendidih Didihkan air dalam tangki sampai mencapai suhu didihnya dengan cara setting temp pemanas pada 1000C. Ambil thermometer dan celupkan ke dalam air selama waktu yang telah ditentukan. Baca skala termometer dan dicatat. Ulangi langkah di atas beberpa kali. Hitung suhu rata rata yang diperoleh2. Termokopel sama seperti prosedur kalibrasi pada termometer

1.3.2 Prosedur Linieritas1. Termometer Panaskan air di dalam suatu wadah dengan laju panas konstan. Ambil termometer, kemudian secara bersamaan celupkan termometer ke dalam air yang sedang dipanaskan dan hidupkan stopwatch. Baca dan catat skala termometer tiap selang waktu yang ditentukan. Buat grafik linieritas antara waktu dengan temperatur sesuai data yang diperoleh.2. Termokopel sama seperti prosedur pada termometer

1.3.3 Prosedur Responsibility1. Termometer Siapkan cairan dengan temperatur konstan dalam suatu wadah, misalnya : 70 0C. Ambil termometer, kemudian secara bersamaan celupkan termometer ke dalam cairan dan hidupkan stopwatch. Matikan stopwatch ketika termometer menunjukkan skala 70 0C. Lihat dan catat waktu yang tertera pada stopwatch. Ulangi beberapa kali langkah 2 4 untuk memperoleh hasil yang lebih akurat. Hitung waktu rata ratanya.2. Termokopel sama seperti prosedur pada thermometer1.4 RANGKAIAN PERALATAN

Gambar 1.1 Seperangkat peralatan pengukuran temperatur

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Temperatur atau suhu merupakan derajat aktivitas termal partikel dalam suatu material. Apabila dua benda yang berbeda suhunya dikontakkan, maka panas akan ditransfer dari benda yang panas ke benda yang lebih dingin, sehingga dapat dicapai keseimbangan termal yaitu pada saat temperatur kedua benda tersebut sama.Metode pengukuran temperatur :1. Secara mekanik menggunakan sensor yang merespon temperatur dengan perubahan sifat mekanis. Seperti diafragma dan elemen bourdon.2. Secara elektrik menggunakan sensor yang merespon temperatur dengan menghasilkan perubahan tahanan maupun tegangan listrik.Tabel 2.1 Beberapa metode pengukuran temperaturNoMetodeRentang pengukuran

1Filled system (-195 760)OC

2Termokopel(-200 1700)OC

3Resistance

RTD(-250 650)OC

Termistor(-195 450)OC

4Pirometer (-40 3000)OC

Gambar 2.1 Rentang/skala suhu2.1. TERMOMETERTermometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu atau perubahan suhu. Istilah termometer berasal dari bahasa latin yaitu thermo yang berarti panas dan meter yang berarti mengukur.2.1.1Macam-Macam Termometer Macam-macam termometer adalah sebagai berikut:1) Termometer Air RaksaAlat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan merkuri di bagian ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat hampa udara. Jika temperatur naik maka merkuri akan memuai dan menunjukkan skala dan suhu tersebut.

Sumber :http//alkohol.blogspot.com

Gambar 2.2 Termometer Air Raksa2) Filled System TermometerPengukuran temperatur dengan filled system termasuk cara mekanik. Instrument pengukuran dengan sistem ini terdiri atas :a. Bulb:sebagai sensor.b. Pipa kapiler:sebagai elemen penghubung.c. Diafragma:sebagai elemen yang berubah dengan adanya perubahan temperatur.

Sumber :http//baroda.indiabiz.com

Gambar 2.3 Filled System Thermometer

Gambar 2.4 Rangkaian Filled system thermometer

Gambar 2.5 Elemen-elemen fungsional dari filled system termometerLembaga Scientific Apparatus Manufactures Association (SAMA) membagi Filled System menjadi 4 kelas yaitu :A. Kelas I Liquid filled volume change ( tidak termasuk merkuri ).A. Full Compensation.B. Case Compensation.B. Kelas II Vapor filled pressure change.A. Dirancang untuk temperatur di atas suhu lingkungan.B. Dirancang untuk temperatur di bawah suhu lingkungan.C. Dirancang untuk suhu di atas dan di bawah suhu lingkungan.D. Dirancang untuk seluruh temperature.C. Kelas III Gas filled pressure change.A. Full Compensation.B. Case Compensation.D. Kelas IV Mercury filled volume change.A. Full Compensation.B. Case Compensation.C. Filled System Termometer mempunyai kelebihan dan kekurangan sebagai berikut : Kelebihan :a. Konstruksinya sederhana dan kuat.b. Harga relatif murah.c. Tidak menimbulkan bahaya listrik. Kekurangan :a. Respon relatif lambat.b. Daerah kerja temperatur di bawah 1500 0F.c. Kerusakan tabung sensor memerlukan penggantian seluruh sistem termal.d. Jarak transmisinya terbatas.

Tabel 2.2 Perbandingan keempat kelas filled system thermometer menurut (SAMA)KELASIIIIIIIV

FluidaCairanUapGasMerkuri

Rentang oC-30 s.d 315-45 s.d 315-197 s.d 760-35 s.d 650

Akurasi % span 0.5 % 0.5 % 0.5 % 0.5 %

(T < 215)(T > 2/3 span)(T < 330)(T < 215)

0.75 % 0.75 % 0.75 %

(T > 215)(T > 330)(T > 215)

Span oC25 s.d 33040 s.d 21565 s.d 55030 s.d 665

Respon7II A = 126

Tercepat = 1II B = 2

Terlambat = 7II C = 3

II D = 4

KapasibilitasSedangTerkecilTerbesarSedang

LinieritasLinierNon LinierLinierLinier

Panjang Kapiler Maksimum (m)I A = 304530IV A = 30IV = 15

Ukuran Sensor Panjang x Untuk Span 110 oC9.5 X 45 mm9.5 x 55 mm14.5 x 900 mm9.5 x 100 mm

HargaTermahalTermurahSedangAntara kelas I dan II

2.2TERMOKOPEL Termokopel merupakan instrument ukur temperatur yang bekerja secara elektrik. Termokopel berupa pasangan konduktor yang terdiri atas dua jenis logam paduan yang ujungnya disatukan dengan lilitan atau pengelasan maupun dengan cara ditekan pada tekanan tertentu. Titik persatuan antara material disebut titik hubung.

Sumber:http//simple.wikipedia.org Gambar 2.6 Termokopel

Prinsip kerja termokopelGambar 2.7 Rangkaian termokopel

Pada rangkaian terdapat efek seeback, yaitu terjadinya difusi elektron melintasi bidang batas antara dua material. Potensial listrik penerima elektron akan bertegangan negatif sehingga terjadi beda tekanan antara dua titik.

Untuk keperluan industri, antisipasi perubahan temperatur pada titik umum referensi dengan menebalkan suatu rangkaian kompensasi elektronik sebab suatu metode kompensasi adalah dengan cara melewatkan arus dalam sensor temperatur yang dilewatkan pada titik hubung referensi. Variasi temperatur pada titik referensi akan menyebabkan variasi tegangan yang melintas sensor sehingga membangkitkan tegangan kompensasi yang diperlukan.Tipe Tipe TermokopelISA (Instrument Society of America) membagi termokopel dalam 7 tipe brdasarkan material yang digunakan.Tabel 2.3 Tipe-tipe Termokopel

Penjelasan mengenai kelebihan dan kelemahan tipe-tipe termokopel di sajikan dalam bentuk tabel.Tabel 2.4 Kelemahan dan kelebihan tipe-tipe termokopel.TIPEPENJELASAN

B KELEBIHAN Stabil dan kuat. Tidak memerlukan titik hubung referensi. Sesuai untuk pemakaian di lingkungan oksidator atau atmosfer inert hingga temperatur 1700 C. Dalam waktu singkat dapat digunakan dalam kondisi vakum. KELEMAHAN Tegangan output rendah. Tidak sesuai dengan lingkungan atmosfer yang mengandung Reduktor (H,CO dan lain-lain). Tidak sesuai jika terdapat uap metal (timbal zink) atau nominal (arsen dan lain-lain). LAIN-LAIN Tidak pernah dilengkapi pipa pelindung metal atau termokopel.

R KELEBIHAN Sesuai untuk pemakaian di lingkungan oksidator dan atmosfer hingga temperature 1480 C. Tegangan output lebih besar. KELEMAHAN Kestabilan lebih rendah dibandingkan tipe B bila digunakan dalam kondisi vakum. Tidak sesuai dengan lingkungan atmosfer yang mengandung reduktor (H,CO, dan lain-lain). Tidak sesuai jika terdapat uap metal (timbale zink) atau non metal (arsen,fosfor dan belerang)