Articles

Definisi, Cara Kerja dan Jenis Resistance Temperature Detector

Resistance Temperature Detector (RTD) pada dasarnya adalah termometer resistansi, dan digunakan untuk mengukur suhu. RTD menggantikan termokopel karena keakuratan dan pengulangan yang lebih baik. RTD bekerja berdasarkan prinsip bahwa resistansi elemen RTD akan bervariasi dengan perubahan suhu. RTD digunakan untuk melakukan pengukuran suhu di industri pada kisaran 200 hingga 1200 derajat Celcius. RTD akan membutuhkan daya listrik eksternal untuk pengoperasiannya.

Struktur Resistance Temperature Sensor

Sebagian besar Resistance Temperature Sensor terbuat dari kawat melingkar yang dililitkan di sekitar inti keramik. Platinum, nikel, atau tembaga sebagian besar digunakan sebagai elemen RTD. RTD dibuat dari logam murni atau dengan paduan tertentu yang akan meningkatkan ketahanannya ketika ada peningkatan suhu dan akan menurunkan ketahanannya jika suhu menurun.

Struktur Resistance Temperature Sensor

Logam yang digunakan dalam RTD akan meningkatkan ketahanannya sesuai dengan peningkatan suhu. Sifat resistif material akan sesuai dengan panjang dan luas penampang yang diperlukan untuk membuat RTD dengan nilai tertentu. Elemen RTD sebagian besar berupa kabel seperti pegas yang panjang dan dikelilingi oleh isolator dan dibungkus dengan selubung logam. Isolator digunakan untuk mencegah korsleting antara kabel dan selubung logam.

Baca Juga : Cara Menentukan Pressure Gauge

Cara Kerja Resistance Temperature Sensor

Resistensi bahan RTD akan meningkat secara linear dengan suhu. Resistensi elemen RTD akan diukur dengan mengalirkan arus AC melaluinya. Karena arus tersebut, sejumlah tegangan tertentu akan terinduksi dalam logam dan tegangan ini dapat diukur melalui voltmeter. Kemudian pembacaan tegangan akan dikonversi ke suhu.

Cara Kerja Resistance Temperature Sensor

RTD adalah perangkat resistif dan karena itu ketika arus melewatinya maka bisa terjadi perubahan resistansi material dan ini bisa membuat kesalahan dalam pengukuran. Untuk menghindari masalah ini, RTD sebagian besar dihubungkan ke jaringan jembatan Wheatstone dan memiliki kabel penghubung tambahan untuk kompensasi timbal atau koneksi ke sumber arus konstan.

Baca Juga : Jenis dan Aplikasi Proximity Sensor

Berbagai metode Wiring dalam RTD

Untuk melakukan pengukuran RTD, nilai resistansi harus ditransmisikan dan nilai ini akan ditransmisikan ke instrumen. Untuk mentransmisikan pengukuran, digunakan kabel penghantar dan ini adalah tembaga, kita tahu bahwa kabel penghantar memiliki resistansi, sehingga saat mentransmisikan pengukuran, resistansi ini dapat mengubah nilai pengukuran. Untuk mengatasi masalah ini, berbagai jenis koneksi kabel dilakukan, pada bagian di bawah ini kita akan melihat berbagai jenis diagram Pengkabelan Sensor RTD.

Baca Juga : Klasifikasi Sensor dan Transduser

2- wire RTD

Ini adalah metode pengkabelan sederhana, dua kabel digunakan untuk menghubungkan rangkaian. Dua kabel dari RTD digunakan untuk menghubungkan ke instrumen. Arus akan mengalir melalui RTD dan tegangan akan diukur. Kerugian dari pengkabelan ini adalah akan terjadi panas pada RTD karena peningkatan resistansi dan ini akan mempengaruhi pengukuran.

2-wire RTD

3-wire RTD

Dalam metode tiga kabel, tiga kabel digunakan untuk mengurangi efek resistensi dalam pengukuran. Dalam hal ini, kabel tambahan akan digunakan dan dihubungkan ke satu kontak RTD. Dengan demikian, akan ada dua rangkaian pengukuran dan satu akan digunakan sebagai referensi. Kabel ketiga yang digunakan harus serupa dengan dua kabel lainnya dan karena itu kedua kabel ini akan memiliki resistansi yang sama dan akan saling membatalkan. Hal ini mirip dengan RTD 2 kabel, arus akan mengalir melalui RTD dan tegangan akan diukur. Kabel ketiga akan mengimbangi resistansi kabel.

3-wire RTD

4-wire RTD

Jenis kabel RTD ini digunakan ketika akurasi tinggi diperlukan, jenis kabel RTD ini kebal terhadap resistansi lead, arusnya bersumber ke satu set lead, dan tegangan bersumber ke set lead lainnya. Karena itu, tidak akan ada penurunan tegangan pada kabel pengukur dan resistansi kabel tidak akan menjadi bagian dari pengukuran. Tegangan output akan berbanding lurus dengan resistansi RTD.

4-wire RTD

Jenis Resistance Temperature Detector

Wire wound RTD

Wire wound RTD

Jenis RTD ini dibuat dengan melilitkan kawat platina di sekitar poros keramik dan akan ditutupi dengan kaca atau plastik tambahan. Jenis elemen RTD ini sangat andal jika dibandingkan dengan jenis film tipis. Kita dapat menggunakan RTD jenis ini dalam banyak aplikasi tetapi akan terpengaruh jika digunakan di area dengan getaran tinggi.

Baca Juga : Prinsip Kerja dan Aplikasi Magnetic Proximity Sensor

Film style RTD

Film style RTD

RTD film tipis dibuat dengan menempatkan lapisan tipis platina ke dalam substrat keramik. Kemudian pola dibuat yang akan menyediakan sirkuit listrik dan akan dipangkas untuk memberikan sejumlah resistensi. Setelah itu, kabel utama akan dipasang dan kemudian sebuah elemen akan dilapisi untuk melindungi film platina dan sambungan kabel. Jenis RTD ini memiliki waktu respons yang lebih baik jika dibandingkan dengan RTD lilitan kawat.

Baca Juga : Prinsip Kerja, Kelebihan, dan Aplikasi Optical Proximity Sensors

Bagaimana cara memeriksa Resistance Temperature Detector?

Kita bisa mengecek sensor RTD dengan menggunakan multimeter, untuk menguji RTD sambungkan multimeter ke pin-pin RTD. Setelah pengukuran tersebut, resistansi kemudian dibandingkan dengan nilai manual dan jika RTD bekerja maka nilainya tidak akan nol dan tak terbatas.

Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Kelebihan Ultrasonic Proximity Sensor

Bagaimana cara mengukur resistansi RTD?

RTD dibuat dari kawat logam padat dan hambatan listriknya akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu. Resistansi akan sebanding dengan panjang dan berbanding terbalik dengan luas penampang.

  • R =ρL/Aρ= 1/ e.n.u
  • R = Resistensi e = muatan elektron
  • ρ = Tahanan n = kerapatan elektron
  • L = Panjang kawat u = mobilitas elektron
  • A = luas kawat

n.u akan berkurang seiring dengan bertambahnya suhu, sehingga resistansi akan meningkat seiring dengan bertambahnya suhu.

Contoh 3-wire RTD

Ini adalah gambar RTD 3 kabel, arus kecil yang diketahui akan ditransmisikan ke LW1 dan LW2 dan kemudian penurunan tegangan diukur.

V yang diukur 1 → 3 = V elemen RTD + V kabel utama 1 & 3 = total IR

Resistansi elemen RTD ditambah kabel utama sama dengan penurunan tegangan yang diukur dibagi dengan arus yang diketahui.

Untuk menemukan tegangan elemen RTD, tegangan kabel utama LW1 dan LW3 harus dikurangi dari tegangan terukur pada LW1 dan LW3. Tegangan LW1 dan LW2 yang ditemukan pada langkah 1 dapat digunakan sebagai pendekatan yang mendekati tegangan LW1 dan LW3.

Elemen VRTD = V yang diukur 1 → 3 – V kabel utama 1 & 2

Elemen R RTD = V elemen RTD ÷ I

Baca juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Kelebihan Capacitive Proximity Sensor

Apa saja persyaratan utama elemen RTD?

  • Ini harus memiliki koefisien resistansi suhu yang tinggi sehingga dapat memberikan perubahan resistansi yang substansial untuk perubahan suhu yang relatif kecil
  • Resistivitas tinggi
  • Hubungan antara resistansi dan suhu harus linier
  • Itu harus memiliki kekuatan mekanik yang baik
  • Stabilitas karakteristik kelistrikan material dan ketahanan terhadap kontaminasi untuk pengulangan yang baik

Baca Juga : Prinsip Kerja, Aplikasi, Kelebihan Eddy Current Sensor

Aplikasi Resistance Temperature Detector

  • Reaktor bio
  • Servis AC dan pendingin ruangan
  • Penelitian medis
  • Pemrosesan layanan makanan
  • Produksi tekstil

Baca Juga : Prinsip Kerja, Jenis, dan Aplikasi Limit Switch

Kelebihan dari Resistance Temperature Detector

  • Stabil dari waktu ke waktu
  • Kisaran suhu yang luas
  • Ukurannya kecil
  • Respon cepat
  • Akurat
  • Pengukuran suhu dapat diulang
  • Tahan terhadap kontaminasi
  • Tahan terhadap korosi

Baca Juga : Jenis Sensor yang digunakan pada Water Treatment Plant

Batasan dari Resistance Temperature Sensor

  • Biaya tinggi
  • Respon lebih lambat
  • Kurang peka terhadap perubahan kecil dalam suhu
  • Getaran dapat memengaruhi pengukuran
  • Rapuh

Baca Juga : Definisi dan Jenis Sensor Suhu

Kesimpulan

Dari artikel yang telah kami paparkan diatas, yaitu “Definisi, Cara Kerja dan Jenis Resistance Temperature Detector”, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

  • Resistance Temperature Detector (RTD) pada dasarnya adalah termometer resistansi, dan digunakan untuk mengukur suhu. RTD menggantikan termokopel karena keakuratan dan pengulangan yang lebih baik.
  • Sebagian besar Resistance Temperature Sensor terbuat dari kawat melingkar yang dililitkan di sekitar inti keramik. Platinum, nikel, atau tembaga sebagian besar digunakan sebagai elemen RTD.
  • Resistensi bahan RTD akan meningkat secara linear dengan suhu. Resistensi elemen RTD akan diukur dengan mengalirkan arus AC melaluinya. Karena arus tersebut, sejumlah tegangan tertentu akan terinduksi dalam logam dan tegangan ini dapat diukur melalui voltmeter. Kemudian pembacaan tegangan akan dikonversi ke suhu.
  • Terdapat 3 metode Wiring pada resistance temperature detector, yaitu : 2-wire, 3-wire, dan 4-wire

Referensi : automationforum.co

Naufal

a member of SEO Team at Wiratama Mitra Abadi. He loves to learn something new everyday.