Transduser

Transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas). Berdasarkan output yang dihasilkan, maka transduser dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu transduser output pasif (yang berupa resistansi, kapasitansi dan induktansi), dan transduser aktif memberikan output berupa sinyal elektrik seperti tegangan maupun arus dalam bentuk DC maupun AC). Transduser pasif membutuhkan sumber energi listrik dari luar sedangkan transduser aktif tidak.

Karakteristik Transduser

Karakteristik transduser dibagi menjadia tiga :
1. Karakteristik Statis.
Karakteristik statis adalah hubungan dalam keadaan steady – state antara besaran fisik input dan output elektrik. Karakteristik statis terdiri dari :
- Accuracy, adalah perbedaan antara true output dan actual output.
- Resolusi, adalah perubahan input yang paling kecil yang masih bisa dideteksi oleh transduser.
- Repeatability, adalah kemampuan transduser untuk menghasilkan output yang sama pada pengukuran yang sama berulang kali.
- Hysteresis, adalah perbedaan antara kalibrasi dengan cara naik dengan kalibrasi dengan cara turun.
- Linearity, adalah linieritas output dari transduser.
- Conformance, adalah perbedaan antara kurva hasil kalibrasi dengan suatu kurva linier.
- Sensitivity, adalah perbandingan perubahan output dengan nilai perubahan dari pengukuran.

2. Karakteristik Dinamis.
Karakteristik dinamis adalah seberapa cepat suatu output berubah ketika mendapat perubahan pada input. Karakteristik dinamis terdiri dari :
- Rise time, adalah waktu yang dibutuhkan agar dapat mencapai 10 % hingga 90 % dari respon seluruhnya.
- Time constant, adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai 63.2% dari harga maksimum.
- Dead time, adalah perbedaan waktu antara input dan output.
- Settling time, adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai kurang lebih 2% dari nilai steady state.

3. Karakteristik lingkungan
Karakteristik lingkungan adalah performa dari suatu transduser, baik ketika beroperasi maupun tidak, terhadap kondisi external. Misalnya suhu, tekanan, getaran, kecepatan, dan lain lain

Transduser Aktif
Beberapa hal yang membedakan tranduser aktif dengan pasif yakni Transduser pasif membutuhkan sumber energi listrik dari luar sedangkan transduser aktif tidak

Pengelompokan Tranduser Aktif
Pengelompokan tranduser berdasarkan parameter listrik dan kelas transduser :
ü Sel fotoemisif
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Emisi elektron akibat radiasi yang masuk pada permukaan fotemisif
Ø Pemakaian alat : Cahaya dan radiasi

ü Photomultiplier
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Emisi elektron sekunder akibat radiasi yang masuk ke katoda sensitif cahaya
Ø Pemakaian alat : Cahaya, radiasi dan relay sensitif cahaya

ü Termokopel
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Pembangkitan ggl pada titik sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi
Ø Pemakaian alat : Temperatur, aliran panas, radiasi

ü Generator kumparan putar (tachogenerator)
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Perputaran sebuah kumparan di dalam medan magnit yang membangkitkan tegangan
Ø Pemakaian alat : Kecepatan, getaran

ü Piezoelektrik
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Pembangkitan ggl bahan kristal piezo akibat gaya dari luar
Ø Pemakaian alat : Suara, getaran, percepatan, tekanan

ü Sel foto tegangan
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Terbangkitnya tegangan pada sel foto akibat rangsangan energi dari luar
Ø Pemakaian alat : Cahaya matahari

ü Termometer tahanan (RTD)
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Perubahan nilai tahanan kawat akibat perubahan temperatur
Ø Pemakaian alat : Temperatur, panas

ü Hygrometer tahanan
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Tahanan sebuah strip konduktif berubah terhadap kandungan uap air
Ø Pemakaian alat : Kelembaban relatif

ü Termistor (NTC)
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Penurunan nilai tahanan logam akibat kenaikan temperatur
Ø Pemakaian alat : Temperatur

ü Mikropon kapasitor
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Tekanan suara mengubah nilai kapasitansi dua buah plat
Ø Pemakaian alat : Suara, musik,derau

ü Pengukuran reluktansi
Ø Prinsip kerja dan sifat alat : Reluktansi rangkaian magnetik diubah dengan mengubah posisi inti besi sebuah kumparan
Ø Pemakaian alat : Tekanan, pergeseran, getaran, posisi

Piezo Electric Transduser
Piezo electric transduser adalah suatu bahan yang berbentuk Kristal yang pada permukaannya dapat menghasilkan tegangan listrik, bila dimensi Kristal diubah oleh gaya mekanik. Tegangan ini dihasilkan oleh pergeseran atau perpindahan muatan, disebut pisezo electric effect. Elemen yang merupakn sifat piezo electric disebut electro resistive element.
Bahan dari piezo electric umumnya mengandung :
· Rochelle Salt
· Ammonium dihydrogen phosphate
· Lithium Sulphate
· Quartz
Sifat piezo electric yang diperlukan adalah :
ü Kestabilan
ü Tidak peka terhadap temperature dan kelembaban
ü Mudah dibentuk sesuai dengan kebutuhan
ü Respon tinggi
ü Output 1 s/d 30 mV per g percepatan
ü Tidak sesuai untuk pengukurn yang statis
Quartz adalah bahan piezo electric yang paling stabil, tetapi outputnya kecil, sedang Rochell Salt outputnya tinggi tetapi peka terhadap kelembaban.

Thermocouple
Thermocouple yaitu suatu tranduser yang mendeteksi perubahan temperature atau panas. Pembuatan termokopel didasarkan atas sifat thermal bahan logam. Jika sebuah batang logam dipanaskan pada salah satu ujungnya maka pada ujung tersebut elektron-elektron dalam logam akan bergerak semakin aktif dan akan menempati ruang yang semakin luas, elektron-elektron saling desak dan bergerak ke arah ujung batang yang tidak dipanaskan. Dengan demikian pada ujung batang yang dipanaskan akan terjadi muatan positif.
Thermocouple, terdiri dari sepasang transduser panas dan dingin yang disambungkan/dilebur bersama, perbedaan yang timbul antara sambungan tersebut dengan sambungan referensi yang berfungsi sebagai pembanding.

Thermistor
Termistor atau tahanan thermal adalah alat semikonduktor yang berkelakuan sebagai tahanan dengan koefisien tahanan temperatur yang tinggi, yang biasanya negatif. Umumnya tahanan termistor pada temperatur ruang dapat berkurang 6% untuk setiap kenaikan temperatur sebesar 1oC. Kepekaan yang tinggi terhadap perubahan temperatur ini membuat termistor sangat sesuai untuk pengukuran, pengontrolan dan kompensasi temperatur secara presisi.

Termistor terbuat dari campuran oksida-oksida logam yang diendapkan seperti: mangan (Mn), nikel (Ni), cobalt (Co), tembaga (Cu), besi (Fe) dan uranium (U). Rangkuman tahanannya adalah dari 0,5 W sampai 75 W dan tersedia dalam berbagai bentuk dan ukuran. Ukuran paling kecil berbentuk mani-manik (beads) dengan diameter 0,15 mm sampai 1,25 mm, bentuk piringan (disk) atau cincin (washer) dengan ukuran 2,5 mm sampai 25 mm. Cincin-cincin dapat ditumpukan dan di tempatkan secara seri atau paralel guna memperbesar disipasi daya.