1. Sensor dan Transduser
MINGGU 6
SENSOR POSISI
(position and displacement sensors)
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Overview
Posisi (Position) berarti penentuan koordinat
suatu objek terhadap titik referensi (vektor)
Perpindahan (Diplacement) berarti penentuan
besar perubahan sebuah objek dari posisi awal
ke posis akhiri (magnitude vektor)
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
1

2. SENSOR POSISI
• Sensor posisi biasanya berupa piranti linier yang
sinyal outputnya menunjukkan jarak sebuah
objek ke suatu referensi tertentu, contohnya
proximity sensor (berupa limit switch)
• Sensor Perpindahan biasanya merupakan
komponen dari sebuah sistem sensor yang
komplex dimana perpindahan mejadi bagian dari
pengubahan sinyal. Contohnya pressure sensor
(merespon perubahan diafragma)
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Objek Pembelajaran
Limit Switch
Potensiometric
Sensor Kapasitif
Linier Variable Differential Transformer
(LVDT) dan Rotary Variable Differential
Transformer (RVDT)
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
2

3. SENSOR POSISI
Dua macam sensor posisi :
1. Contact Device, seperti : limit switch dan
resistive position transducer.
2. Non Contact Device, seperti : Magnetic,
Ultrasonic, Proximity, Photelectric sensor
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Limit Switch
• Sensor elektromekanik
• Relatif murah
• Mendeteksi objek yang
dapat disentuh
• Dapat ditempatkan
pada sistem yang linier
atau rotary
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
3

4. SENSOR POSISI
Dalam pemilihan limit switch, perlu diperhatikan :
1. Tipe dan ukuran aktuator
2. Supply tegangan
3. Rating arus
4. Pengkabelan
Standard yang digunakan :
1. IEC (International Electrotechnical Commission),
www.iec.ch/, JIC 60947-1 and IEC 60947-5-, IEC 529.
2. CENELEC (The European Committee for Electrotechnical
Standardization), www. cenelec.org, especially EN 50041
and EN 50047
3. NEMA (National Electrical Manufacturer’s Association),
www.nema.org.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
4

5. SENSOR POSISI
Pengaplikasian limit switch :
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Potensiometric
Prinsip kerjanya berdasarkan
perubahan nilai resistansi.
d
Dengan mengkopel V= E
rangsangan dengan pot wiper
D
(tungkai), maka akan didapat
perubahan resistansi.
Passive device yang
memerlukan eksitasi dari luar
berupa tegangan DC
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
5

6. SENSOR POSISI
Potensiometrik sensor bekerja dengan prinsip
voltage divider
Kelemahan potensiometer sensor:
Terdapat friksi (gesekan)
Memerlukan kopling fisik dengan objek
Kecepatan rendah
Terdapat efek panas yang disebabkan gesekan dan
eksitasi tegangan
Tidak stabil
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Sensor Kapasitif
Bekerja berdasarkan perbandingan nilai kapasitansi
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
6

7. SENSOR POSISI
Sensor kapasitif dapat berupa
monopolar (1 plat), difrensial (2
lat) dan bridge (4 plat).
Plat atas dan bawah diumpan
dengan tegangan sinus.
Perubahan posisi plat tengah
mengakibatkan perbedaan nilai
kapasitansi
Komponen kedua (∆C/C)
merupakan nilai kapasitansi
awal juga sekaligus penyebab
timbulnya offset output
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Sensor Posisi Kapasitif
Jembatan
Bagian yang bergerak
diparalelkan.
Semakin dekat bagian yang
bergerak ke bagian yang
tetap, semakin tinggi pula
nilai kapasitansi.
Empat buah plat
dianalogikan sebagai
sebuah rangkaian jembatan
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
7

8. 2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
LVDT (Linier Variable
Displacement Transformer)
Merupakan transformator yang
memiliki inti penggerak mekanis.
Posisi diubah menjadi sinyal listrik
oleh inti yang dapat bergerak. Bekerja
berdasarkan perubahan flux magnetik
yang juga merubah nilai tegangan
output AC.
Penggunaan tegangan AC
dimaksudkan untuk meredam cacat
harmonis trafo.
Perubahan flux magnetik juga dapat
dihasilkan dengan merubah posisi coil
sekunder.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
8

9. SENSOR POSISI
Perubahan inti trafo
juga mengakibatkan
perubahan reluktansi
fluks
Perubahan tegangan
dari LVDT kemudian
diubah ke tegangan DC
oleh bagian
sinkronisasi.
Sinyal DC ini kemudian
dikuatkan dan
dimanipulasi untuk
mendapatkan gain yang
diharapkan.
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
9

10. SENSOR POSISI
Perlu diperhatikan dalam perancangan
sensor posisi :
1. Besar output yang dihasilkan dan tipenya
2. Resolusi dan akurasi yang dibutuhkan
3. Jenis objek yang diukur
4. Posisi atau letak sensor pada piranti
5. Kondisi eksternal
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
SENSOR POSISI
Perlu diperhatikan dalam perancangan
sensor posisi (cont.) :
6. Daya yang diperlukan
7. Komponen pendukung
8. Keandalan aspek mekanis pendukung
yang dibutuhkan (menyangkut usia
sensor)
9. Kuantitas sensor yang diperlukan (mass
production)
2010 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
10