Termokopel

Sekilas promosi efektif menggunakan media iklan inline.


1.        pendahuluan

Termokopel merupakan salah satu jenis termometer yang banyak digunakan dalam laboratorium teknik. Dimana termokopel berupa sambungan ( junction ) dua jenis logam atau logam campuran, yang salah satu sambungan logam tadi diberi perlakuan suhu yang berbeda dengan sambungan lainnya.

Gambar 1. Junction termokopel

Sambungan logam pada termokopel terdiri dari dua sambungan, yaitu:

a.         Reference Junction ( Cold Junction ) ,merupakan sambungan acuan yang suhunya dijaga konstan dan biasanya diberi suhu yang dingin ( ≈ 0^oC ).

b.        Measuring Junction ( Hot Junction ), merupakan sambungan yang dipakai untuk mengukur suhu atau disebut juga sambungan panas.

Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1°C.

2.        Jenis-Jenis Termokopel

Agar dapat digunakan dalam pengukuran, hanya material-material khusus yang digunakan sebagai termokopel. Syarat-syarat yang diperlukan agar dapat digunakan sebagai sensor adalah:

a.         Memiliki sensifitas yang tinggi dan memiliki linearty yang baik.

b.        Memiliki span pengukuran yang lebar.

c.         Memiliki repeatability dan stabilitas yang tinggi, dan tidak berubah sifat karena waktu.

d.        Deviasi mutunya kecil.

National Institute of Standart and Technology (NIST) mempublikasikan tabel untuk berbagai macam jenis sensor termokopel yang dapat dilihat dari tabel dibawah ini :

Tabel 2.1 Jenis-Jenis Termokopel

Tipex	Material	Range Suhu ( oC )	Koofesien Seebeck (µV/ oC)	Keterangan
K	Chromel / Alumel	−200 °C hingga +1200 °C	41	Termokopel untuk tujuan umum, lebih murah
E	Chromel / Constantan	−200 °C hingga +1000 °C	68	Tipe E memiliki output yang besar (68 µV/°C) membuatnya cocok digunakan pada temperatur rendah
J	Iron / Constantan	−40 °C hingga +750 °C	53	Rentangnya terbatas (−40 hingga +750 °C) membuatnya kurang populer dibanding tipe K
N	Nicrosil / Nisil	−200 °C hingga +1300 °C	39	Stabil dan tahanan yang tinggi terhadap oksidasi membuat tipe N cocok untuk pengukuran suhu yang tinggi tanpa platinum
B	Platinum-Rhodium	0 °C hingga +1800 °C	3	Tipe B memberi output yang sama pada suhu 0 °C hingga 42 °C sehingga tidak dapat dipakai di bawah suhu 50 °C.
R	Platinum /Platinum with 7% Rhodium	0 °C hingga +1600 °C	6	Sensitivitas rendah              (6 µV/°C) dan biaya tinggi membuat mereka tidak cocok dipakai untuk tujuan umum.
S	Platinum /Platinum with 10% Rhodium	0 °C hingga +1600 °C	6	Karena stabilitasnya yang tinggi Tipe S digunakan untuk standar pengukuran titik leleh emas (1064.43 °C).
T	Copper / Constantan	−200 °C hingga +400 °C	43	Sering dipakai sebagai alat pengukur alternatif sejak penelitian kawat tembaga.

 

3.        Fungsi Termokopel

Termokopel merupakan salah satu sensor suhu yang banyak digunakan di industri, karena mempunyai beberapa kelebihan yaitu :

a.         Tahan terhadap efek getaran

b.        Waktu respon pendek

c.         Ukurannya kecil dan harganya murah

d.        Tidak memiliki efek self-heating

Termokopel paling cocok digunakan untuk mengukur rentangan suhu yang luas, hingga 1800 K. Sebaliknya, kurang cocok untuk pengukuran dimana perbedaan suhu yang kecil harus diukur dengan akurasi tingkat tinggi, contohnya rentang suhu 0-100 °C dengan keakuratan 0.1 °C. Untuk aplikasi ini, Termistor dan RTD lebih cocok. Contoh penggunaan termokopel yang umum antara lain :

a.         Industri besi dan baja

b.        Pengaman pada alat-alat pemanas

c.         Untuk termopile sensor radiasi

d.        Pembangkit listrik tenaga panas radioisotop, salah satu aplikasi termopile.

4.        Efek Seebeck

Termokopel bekerja berdasarkan efek Seebeck, mengubah antara suhu sambungan acuan (reference junction) dengan suhu sambungan ukur (measuring junction) menjadi tegangan listrik. Hubungan antara harga tegangan yang terkoreksi V_(tl,0) harga tegangan sambungan acuan V_(ref,0) dan harga tegangan pada tabel standar kalibrasi V_(tl,ref) adalah :

V_(tl,0)=V_(tl,ref)+V_(ref,0)

Efek Seebeck timbul karena kerapatan muatan pembawa (electron dalam logam) suatu penghantar berbeda dengan penghantar lain dan bergantung pada temperatur. Bila dua jenis penghantar dihubungkan sehingga membentuk dua sambungan dan kedua sambungan itu dipertahankan pada temperatur yang berbeda, maka difusi pembawa muatan yang terjadi pada sambungan itu mempunyai laju yang berbeda. Pada benda itu akan terjadi gerak neto dari pembawa muatan, seolah-olah pembawa muatan digerakkan oleh medan nonelektrik. Integral medan ini, pada lintasan tertutup sepanjang termokopel, menghasilkan elektromotansi Seebeck.

Daftar Pustaka :

Moran, M.J. dan Howard, N.S., 2004, ” Termodinamika Teknik”, Jilid 1, Edisi ke-4, Penerjemah : Yulianto Sulistyo Nugroho, Erlangga : Jakarta.

Zemansky, M.W. dan Dittman, R.H.,1986,”Kalor dan Termodinamika”, Terbitan ke 6 ,Penerjemah : Suroso, ITB : Bandung.