Dokumen tersebut membahas sensor gaya dan tekanan. Sensor gaya dapat mengukur perubahan pada benda padat akibat gaya, sementara sensor tekanan mengukur perubahan pada fluida. Terdapat dua jenis sensor gaya utama yaitu strain gage dan piezoelectric. Strain gage bekerja dengan mengukur perubahan konduktivitas logam akibat gaya, sedangkan piezoelectric mengukur tegangan listrik akibat tekanan. Load cell merupak

1. Sensor dan Transduser
MINGGU 7
SENSOR GAYA & TEKANAN
(force and pressure sensors)
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
Overview
Newton :
“Jika tidak ada gaya yang bekerja pada
sebuah benda, maka percepatan benda
tersebut adalah nol”. F
a=
Jika sebuah benda diberikan gaya m
padanya, maka aksi tersebut akan
menghasilkan vektor percepatan a
searah dengan gaya yang diberikan.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
1

2. SENSOR GAYA & TEKANAN
Newton:
“Setiap aksi akan ada reaksi proporsional dengan
besar aksinya“
Sensor Gaya (Force sensor) meliputi perubahan
yang terjadi pada benda padat (solid)
Sensor Tekanan (Pressure Sensor) meliputi
perubahan yang terjadi pada benda cair/udara
(fluida)
Teknologi yang digunakan sekarang ini dalam
sensor gaya ada dua macam: piezoelectric quartz
crystal dan strain gage element
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
Ada tiga istilah yang perlu dipahami dalam
memahami sensor gaya/tekanan, yaitu :
1. Gaya (Force), yaitu ukuran tentang interaksi
antara dua benda atau lebih
2. Beban (Load), yaitu ukuran tentang gaya yang
dialami sebuah benda
3. Berat (Weight), yaitu ukuran gaya gravitasi
yang dialami sebuah benda
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
2

3. SENSOR GAYA & TEKANAN
Objek Pembelajaran :
Strain dan Stress :
Strain Gauge
Load Cell
Piezoelectric
Wheatstone Bridge
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
Sensor Gaya
Dikelompokkan menjadi dua, Quantitatif dan
Qualitatif
Quantitatif sensor mengukur besar gaya dan
menyatakan perubahannya dalam besaran listrik,
contoh : Strain Gauge dan Load Cell
Qualitatif sensor tidak mengukur besar gaya dan
nilai keakuratannya, hanya menunjukkan sinyal
outputnya terhadap level threshold yang
ditetapkan sistem. Contoh: keyboard komputer.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
3

4. SENSOR GAYA & TEKANAN
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
• Strain Gauge
Divais ini mengukur
perubahan materi sebuah
benda yang diberi
gaya.(Perubahan nilai
konduktansi benda)
Bahan untuk membuat
sensor ini merupakan
campuran dari beberapa
logam, seperti nikrom.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
4

5. 2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
5

6. SENSOR GAYA & TEKANAN
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
• Load Cell
Dikemas dalam berbagai bentuk,
tetapi tetap menggunakan strains
gauge sensor yang langsung ditanam
pada metal sebagai transducernya.
Design pertama dari load cell adalah
digunakan untuk mengukur
tekanan/gaya secara langsung.
Biasanya memerlukan 4 buah strain
gauge yang membentuk konfigurasi
jembatan wheatstone
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
6

7. 2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
Berbagai bentuk dari load cell antara lain:
1. S / Z load cell
2. Bending Beam Load Cell
3. Shear Load Cell
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
7

8. SENSOR GAYA & TEKANAN
• S/Z Load Cell
Desain sederhananya adalah
menanamkan strain gauge
transducer ditengah-tengah
area yang sensitif.
Konfigurasi ini dikonversi
menjadi rangkaian jembatan
Wheatstone.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR GAYA & TEKANAN
• Bending Beam Load Cell
Strain gauge ditanam pada
bagian atas dan bawah
konstruksi mekanis tepat
diatas pusat tekanan.
Digunakan untuk beban
kapasitas kecil dan dapat
menghasilkan linieritas yang
bagus.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
8

9. SENSOR GAYA & TEKANAN
• Shear Load Cell
Strain gauge ditanam pada
bagian yang berhubungan.
Bagian ini memiliki dimensi
yang lebih kecil dari bagian lain
dengan tujuan untuk
memaksimalkan efek
lekukannya.
Digunakan untuk kapasitas
beban menengah ke atas.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
9