Jangkauan dan Akurasi Sensor Tekanan merupakan faktor penting yang perlu dipertimbangkan dalam desain dan pemilihan perangkat tersebut. Untuk memahami hubungan ini, pertama-tama, kita harus mendefinisikan apa yang kita maksud dengan “jangkauan” dan “akurasi”.
Jangkauan Tekanan
Kisaran mengacu pada tekanan minimum dan maksimum yang dapat diukur oleh sensor. Ini biasanya dinyatakan dalam satuan seperti Pascals (Pa), pound per inci persegi (psi), atau atmosfer (atm). Dalam pandangan teknis, elemen penginderaan yang berbeda dapat menentukan rentang tekanan yang berbeda, Anda dapat menemukan tabel di bawah ini.
Tabel rentang tekanan berdasarkan teknologi penginderaan yang berbeda
| Pressure Sensing Technology | Item | Accuracy | Range-min | Range-max |
| Silicon piezo-resistance (Diffused) | Pressure sensor element | 0.1%-0.2%/F.S | 0bar | 0.07bar |
| Silicon piezo-resistance (Diffused) | Pressure sensor element | 0.1%-0.2%/F.S | 0.1bar | 1000bar |
| Silicon piezo-resistance (Diffused) | Pressure sensor element | 0.1%-0.2%/F.S | 0.1bar | 25bar |
| Silicon piezo-resistance (Diffused) | Pressure sensor element | 0.1%-0.2%/F.S | 0.35bar | 35bar |
| Silicon piezo-resistance (Diffused) | 0.1%-0.2%/F.S | 3000mm H2O | 300m H2O | |
| Metal Capacitance | Pressure sensor element | 0.25%-0.5%/F.S | 200pa (0.2kpa) | 200bar |
| Metal Capacitance | Pressure sensor element | 0.25%-0.5%/F.S | 200pa (0.2kpa) | 250bar |
| Metal Capacitance | Pressure transmitter (Smart) | 0.1%-0.2%/F.S | 300pa (0.3kpa) | 200bar |
| Silicon piezo-resistance (Monocrystalline) | 0.075%-0.1%（>=40kpa） | 200pa (0.2kpa) | 400bar | |
| Silicon piezo-resistance (Monocrystalline) | Pressure transmitter (Smart) | 0.075%-0.1%（>=40kpa） | 200pa (0.2kpa) | 400bar |
| Ceramic Capacitance | Submersible level probe | 0.1%/F.S | 0.06bar | 500-800bar |
| Ceramic Capacitance | 0.1%/F.S | 0.06bar | 500-800bar | |
| Ceramic Piezo-resistance (Thick-film) | Pressure sensor element | 0.5%-1.0%/F.S | 0.5bar | 480bar; 680bar(Flush type) |
| Ceramic Piezo-resistance (Thick-film) | Pressure sensor module | 0.5%-1.0%/F.S | 1bar | 50bar |
| Ceramic Piezo-resistance (Thick-film) | Pressure transducer | 0.5%-1.0%/F.S | 1bar | 250bar;700bar |
Akurasi Tekanan
Akurasi, di sisi lain, adalah ukuran seberapa dekat pembacaan sensor dengan tekanan yang sebenarnya. Hal ini sering dinyatakan sebagai persentase dari rentang skala penuh sensor (FSR), yang merupakan perbedaan antara tekanan minimum dan maksimum yang dapat diukur.
Untuk menyederhanakan, jika sensor tekanan memiliki rentang 0-100 psi dan akurasi ±1% FSR, itu berarti pembacaan dapat meleset sebanyak ±1 psi karena 1% dari 100 psi adalah 1 psi.
Baca Juga : Definisi, Cara Kerja dan Jenis Resistance Temperature Detector
Hubungan antara jangkauan tekanan dan akurasi
Sekarang, mari kita bahas hubungan antara kedua parameter ini. Akurasi sensor tekanan biasanya ditentukan sebagai persentase dari kisaran skala penuh sensor. Contohnya, sensor tekanan dengan kisaran 0-100 psi dan akurasi 1% akan memiliki akurasi +/- 1 psi dalam kisaran yang ditentukan.
Saat sensor tekanan beroperasi lebih dekat ke kisaran maksimum atau minimumnya, akurasinya dapat menurun. Hal ini karena sensor mungkin lebih rentan terhadap kesalahan atau kebisingan pada ujung ekstrem dari jangkauannya. Sebagai contoh, sensor tekanan dengan kisaran 0-100 psi dan akurasi 1% mungkin memiliki akurasi +/- 2 psi di ujung atas jangkauannya (mis. 90-100 psi) karena peningkatan kebisingan atau masalah sensitivitas.
Baca Juga : Definisi dan Jenis Pressure Sensor
Resolusi sensor adalah perubahan terkecil dalam tekanan yang dapat dideteksi. Jika sensor memiliki rentang yang lebih besar, umumnya memiliki resolusi yang lebih rendah. Ini karena sensor harus menyebarkan kemampuan pengukurannya pada rentang tekanan yang lebih luas. Jika sensor digunakan untuk mengukur tekanan dalam kisaran yang lebih kecil dari kisaran maksimumnya, akurasi absolutnya dapat terganggu. Hal ini karena kesalahan (dinyatakan sebagai persentase dari rentang skala penuh) menjadi persentase yang lebih besar dari rentang pengukuran yang lebih kecil.
Tren Perubahan Kisaran Tekanan, Akurasi & Sensitivitas
Oleh karena itu, penting untuk memilih sensor tekanan dengan kisaran yang sesuai untuk aplikasi yang dimaksudkan untuk memastikan akurasi terbaik. Selain itu, juga penting untuk mempertimbangkan faktor lingkungan yang dapat memengaruhi keakuratan sensor, misalnya, suhu, kelembapan, dan getaran.
Mari kita lihat sebuah contoh.
Misalkan kita memiliki sensor tekanan dengan kisaran 0-1000 psi dan akurasi ± 1% FSR. Jika kita menggunakan sensor ini untuk mengukur tekanan 100 psi, kesalahan absolutnya bisa sebesar ±10 psi.
Tetapi jika kita menggunakan sensor dengan rentang 0-100 psi dan akurasi ±1% FSR yang sama untuk mengukur tekanan 100 psi yang sama, kesalahan absolutnya hanya sebesar ±1 psi.
Baca Juga : Definisi dan Cara Kerja Thermocouple
Cara menyeimbangkan antara jangkauan dan akurasi
Sudah jelas bahwa kisaran sensor dapat secara signifikan memengaruhi akurasinya apabila digunakan dalam kondisi yang berbeda. Kuncinya adalah memilih sensor yang paling sesuai dengan kisaran tekanan yang perlu Anda ukur untuk memastikan akurasi setinggi mungkin untuk aplikasi spesifik Anda.
Pengukuran Tekanan Rendah
Jika Anda mengukur lingkungan bertekanan rendah, katakanlah, 0 hingga 10 psi, dan Anda memilih sensor dengan rentang 0 hingga 1000 psi dan akurasi ±0,5% FSR, potensi kesalahan Anda bisa mencapai ±5 psi.
Ini adalah setengah dari pengukuran maksimum Anda! Dalam hal ini, sensor dengan rentang yang lebih sempit, katakanlah 0 hingga 15 psi dengan akurasi yang sama yaitu ±0,5% FSR, akan mengurangi potensi kesalahan Anda menjadi ±0,075 psi.
Baca Juga : Pengukuran kelembaban menggunakan Dew Point
Pengukuran Tekanan Tinggi
Sekarang, pertimbangkan jika Anda mengukur lingkungan bertekanan tinggi, katakanlah, 0 hingga 2000 psi. Jika Anda memilih sensor dengan rentang 0 hingga 1000 psi dan akurasi ±0,5% FSR, Anda tidak akan dapat mengukur rentang tekanan penuh.
Namun, sensor dengan rentang 0 hingga 2500 psi dan akurasi yang sama yaitu ±0,5% FSR dapat mengukur seluruh rentang tekanan dengan potensi kesalahan ±12,5 psi.
Baca Juga : Definisi dan Cara Kerja Temperature Controller
Pengukuran Rentang Lebar
Jika Anda mengukur tekanan yang sangat bervariasi, sensor dengan rentang yang luas sangat diperlukan. Misalnya, jika tekanan yang perlu Anda ukur berkisar antara 0 hingga 1000 psi, tetapi terkadang Anda perlu mengukur tekanan serendah 10 psi, sensor dengan rentang 0-1000 psi dan akurasi ±0,5% FSR akan memungkinkan Anda untuk mengukur seluruh rentang tekanan, meskipun dengan potensi kesalahan ±5 psi di ujung bawah rentang.
Baca Juga : Prinsip Kerja Liquid in Glass Thermometer
Pengukuran yang Tepat
Jika aplikasi Anda memerlukan pengukuran yang presisi, seperti dalam kondisi laboratorium atau proses manufaktur yang kritis, Anda mungkin memerlukan sensor dengan rentang yang sempit dan akurasi yang tinggi.
Misalnya, untuk mengukur tekanan sekitar 150 psi secara tepat, sensor dengan rentang 100-200 psi dan akurasi ±0,1% FSR akan memberikan potensi kesalahan hanya ±0,2 psi
Baca Juga : Sensor tekanan pneumatik dan hidrolik
Kesimpulan
dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Jangkauan dan Akurasi Sensor Tekanan”, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :
- Akurasi sensor tekanan biasanya lebih baik dalam kisaran yang ditentukan, dan dapat menurun saat sensor beroperasi lebih dekat ke kisaran maksimum atau minimum. Memilih sensor tekanan dengan rentang yang sesuai untuk aplikasi yang dimaksudkan dan mempertimbangkan faktor lingkungan dapat membantu memastikan akurasi terbaik.
- Keseimbangan harus dicapai saat memilih rentang sensor tekanan dan mempertimbangkan akurasinya. Penting untuk memilih sensor dengan rentang yang sesuai dengan tekanan yang akan diukur untuk memaksimalkan akurasi, tetapi tidak terlalu sempit sehingga membatasi potensi penggunaan sensor.
Referensi : www.eastsensor.com
