1KD Kel. 2 Makalah ALAT UKUR TEKANAN [PDF]

Citation preview

MAKALAH ALAT UKUR TEKANAN



DISUSUN OLEH : KELOMPOK 3 1. DEA AYU TRI RIZKI 2. HILMAN.S 3. MUTIARA RAMADHANI KELAS : 1KD DOSEN PEMBIMBING : Dr.Yohandri Bow.S.T.,M.S.



POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA TAHUN AJARAN 2020-2021



1



KATA PENGANTAR Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Penyayang kami panjatkan, puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan Makalah ini dengan materi “Alat Ukur Tekanan”. Untuk itu kami tidak lupa menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam pembuatan karya tulis ini. Terkhusus Bapak Dr.Yohandri Bow.S.T.,M.S., selaku dosen mata kuliah Instrumentasi dan Teknik Pengukuran serta teman-teman lainnya dan orang tua kami yang senantiasa mendoakan kami. Namun tidak lepas dari semua itu, kami menyadari sepenuhnya bahwa terdapat kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya maupun segi lainnya. Oleh karena itu dengan lapang dada dan tangan terbuka kami membuka selebar-lebarnya bagi pembaca yang ingin memberi saran dan kritik kepada kami sehingga kami dapat memperbaiki karya tulis di masa yang akan datang. Akhir kata penulis mengharapkan semoga dari Makalah dengan materi “Alat Ukur Tekanan” ini dapat diambil hikmah dan manfaatnya sehingga dapat memberikan inspirasi dan ilmu yang bermanfaat terhadap pembaca. Penulis Palembang , 11 november 2020



2



DAFTAR ISI Cover……………………………………….…............................................................................... 1 Kata Pengantar………………………………........................................................……….…...... 2 Daftar Isi………………………………………………….............................................................. 3 Lembar Pengesahan………………………………………........................................................... 4 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang…………………………………..............................................................… 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 1.1 2.1 Pengertian Tekanan………………………......................................................................… 6 2.1 2.2 Respon Dinamik……………………….....................................................................… 6 2.3 Peranti-peranti Pengukuran –Tekanan mekanik..................................................................... 7 2.4 Penguji Bobot Mati................................................................................................................. 7 BAB III PEMBAHASAN 3.1 Alat Ukur Tekanan................................................................................................................ 8 A. Manometer....................................................................................................................... B. Bourdon Tube.............................................................................................................................. C. Diaphragm Pressure Gage........................................................................................................... D. Belows ............................................................................................................................ E. Barometer.........................................................................................................................



8 15 19



25 30



BAB IV PENUTUP 4.1 Kesimpulan…………………...………………….………..................................................... 31 4.2 Saran………………………………………….............................................................…...... 31 3



Daftar Pustaka……………………………………..….........................................................…..... 32



4



LEMBAR PENGESAHAN Yang bertandatangan dibawah ini, telah memeriksa dan mengecek makalah ini Hari/Tanggal : Rabu/11 November 2020 Judul Makalah : ALAT UKUR TEKANAN Mata Kuliah : Instrumentasi dan Teknik Pengukuran Kelompok :2 Kelas : 1KD Prodi/ Jurusan : DIII Teknik Kimia Dengan disahkannya makalah ini, semoga bisa menjadi referensi dan membawa manfaat bagi mahasiswa/mahasiswi yang membacanya.



Palembang, November 2020 Mengetahui dan Menyetujui, Dosen Pembimbing Dr. Yohandri Bow, M.S.



5



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tekanan merupakan suatu bahasan yang sudah sangat umum, apalagi jika kita berbicara dalam konteks fisika maupun sistem instrumentasi. Demikian pula dalam kehidupan sehari-hari tentu kita sangat sering melihat ataupun mengalami atau bahkan memberikan suatu tekanan. Tekanan itupun sangat banyak jenisnya dan pembahasan tentang tekanan itu sendiri sangat luas. Tekanan juga merupakan salah satu bahan pembelajaran yang sangat penting sebab sangat berhubungan dengan kehidupan sehari-hari bahkan dalam berbagai



aspek kehidupan kita



membutuhkan aplikasi dari konsep tekanan itu sendiri. Melihat pengetahuan tentang tekanan ini sangat penting dan juga sangat luas bahkan merambah berbagai aspek kehidupan tentu saja kita tidak hanya perlu untuk hanya sekedar mengetahui konsep tegangan itu sendiri tapi bagaimana pengukurannya itu juga sangat penting. Tekanan mutlak (absolute pressure) adalah nilai mutlak tekanan yang bekerja pada wadah tersebut atau Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur terhadap tekanan nol atau suatu tekanan yang ada diatas nol absolute atau jumlah dari tekanan atmosfir dengan tekanan relatif. Apabila tekanan relatif adalah negatif, maka tekanan absolut adalah tekanan atmosfir dikurangi tekanan relatif. Tekanan relatif atau tekanan terukur adalah tekanan yang diukur berdasarkan tekanan atmosfer (di atas atau bawah tekanan atmosfir). Jadi tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolute dengan tekanan atmosfer (1 atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psia). Tekanan ini bisa lebih besar atau lebih kecil dari tekanan atmosfir. Tekanan relatif dari zat cair yang berhubungan dengan udara luar (atmosfir) bertekanan “nol” sehingga tekanan relatif adalah positif bila lebih besar dari tekanan atmosfir dan negatif apabila lebih kecil. Tekanan relatif biasa disebut “relative pressure/gage pressure. Vacum pressure (tekanan hampa) adalah tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer. Differential pressure (tekanan differential) adalah tekanan yang diukur terhadap tekanan yang lain. Tekanan atmosfer standar adalah tekanan dititik dimanapun diatmosfer bumi, tekanan ini disebabkan oleh berat udara Tekanan atmosfer lokal adalah tekanan yg diukur pada tempat tertentu, tertgantung tinggi dan keadaan tempat. 6



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pengertian Tekanan Tekanan dinyatakan sebagai gaya persatuan luas. Dengan demikian, dapat dikatakan tekanan sama dengan tegangan , dan pada umumnya tekanan dapat dianggap sebagai sejenis tegangan juga. Tekanan dapat dihasilkan oleh gas, cairan, atau benda-benda padat. Tekanan dapat diukur sebagai tekanan absolut, tekanan terukur atau tekanan differensial. Tekanan absolut adalah tekanan total yang dihasilkan oleh medium, sedangkan tekanan diferensial adalah beda antara dua tekanan. Tekanan terukur adalah suatu tipe khusus dari tekanan diferensial yang dinyatakan sebagai berikut : Pg = Pa - Ps Dimana , Pg = tekanan terukur Pa = tekanan absolut, dan Ps = tekanan atmosfer Suatu ruang hampa di lain pihak didefinisikan sebagai ruangan gas yang tekanannya kurang dari tekanan atmosfer. Tekanan dalam ruangan hampa ini merupakan sejenis tekanan diferensial: V = Ps - Pa Satuan dasar dari tekanan dalam cgs adalah dyne/cm 2. Satuan standar SI untuk tekanan adalah Newton per meter persegi (N/m2) atau pascal (Pa). 2.2 Respon Dinamik Respon transien atau tanggapan fana instrumen pengukuran tekanan bergantung pada dua faktor: (1) respon unsur transduser yang mengindra tekanan, (2) respon fluida transmisi tekanan dan saluran-saluran penghubung, dan sebagainya. Yang terakhir ini sering merupakan faktor yang menentukan respon frekwensi menyeluruh sistem pengukuran tekanan. Respon ini akhirnya akan harus ditentukan dengan kalibrasi langsung. Perkiraan mengenai perangai tersebut bisa didapatkan dengan analisa berikut. Transduser tegangan V Po



2r L



P



Berdasarkan gambar diatas, tekanan yang berfluktuasi itu mempunyai frekwensi ω dan amplitudo po dan bekerja pada tabung yang panjangnya L dan jari-jari r. Pada ujung tabung ini ada sebuah ruang dengan volume V yang berhubungan dengan transduser peka-tekanan. Massa fluida itu bergetar karena pengaruh gesekan fluida dalam tabung , yang cenderung meredam gerakan. Jika rumus konvensional untuk tahanan gesek laminar dalam aliaran tabung digunakan untuk menyatakan tahanan, maka persamaan untuk rasio tekanan-amplitudo ialah 1 p = po {¿ ¿ ¿ 7



Dalam persamaan ini, p ialah amplitudo sinyal tekanan yang diberikan pada transduser 2.3 Peranti-peranti Pengukuran –Tekanan mekanik Peranti mekanik merupakan alat yang paling sederhana untuk pengukuran tekanan. Dalam bagian ini akan kita periksa prinsip-prinsip beberapa peranti yang penting . manometer fluida sangat banyak digunakan untuk pengukuran tekanan fluida pada keadaan sleady atau tunak. Manometer berupa bejana berbenntuk U dan menggunakan air raksa didalamnya. Analisis statis sederhana dari alat ini adalah untuk mengimbangi tekanan pada titik A ke tekanan pada titik B. Misalkan hl dan hm adalah ketinggian kolom cairan dan air raksa dan dl dan dm adalah rapat cairan dan air raksa. 2.4 Penguji Bobot Mati Penguji bobot mati ialah suatu peranti yang digunakan untuk menyeimbangkan tekanan fluida dengan suatu bobot yang diketahui. Biasanya peranti ini digunakan untuk kalibrasi-statistik pengukur tekanan dan jarang digunakan untuk pengukuran tekanan pada keadaan sebenarnya. ketelitian penguji bobot-mati dibatasi oleh dua faktor yaitu: 1. Gesekan antara silinder dan piston 2. Ketidakpastian mengenai luas piston. Gesekan dapat dikurangi dengan memutar piston dan menggunakan permukaan yang cukup panjang untuk menjaga agar minyak mengalir pada ruang anulus antara piston dan silinder. Luas bidang tempat bekerjanya gaya bobot bukanlah luas piston dan silinder.



8



BAB III PEMBAHASAN 1.1 Alat Ukur Tekanan Alat ukur tekanan ada dua macam yaitu : A. Alat ukur tekanan udara tertutup B. Alat ukur tekanan udara luar Beberapa jenis pengukuran tekanan untuk udara tertutup yang sering digunakan di dalam industri proses dapat dikelompokkan sebagai berikut : a. Manometer kolom cairan (U tube) b. Bourdon Tube c. Diaphragm Pressure Gage d. Belows e. McLeod Gages Pemilihan alat ukur dalam pengukuran pressure, penekanan lebih sedikit pada karakteristik fluida, dan lebih banyak pada pertimbangan akurasi, range pengukuran dan pemilihan material. Pengukuran tekanan untuk udara tertutup A. Manometer Manometer adalah suatu alat pengukur tekanan yang menggunakan kolom cairan untuk mengukur



perbedaan



tekanan



antara



suatu



titik



tertentu



dengan



tekanan



atmosfer



(tekananterukur) , atau perbedaan tekanan antara dua titik. Ada tiga tipe utama manometer: A. Manometer satu sisi kolom yang mempunyai tempat cairan besar dari tabung U dan mempunyai skala disisi kolom sempit. Kolom ini dapat menjelaskan perpindahan cairan lebih



jelas. Kolom cairan manometer dapat digunakan untuk mengukur perbedaan yang kecil diantara tekanan tinggi.



b. Jenis membran fleksibel: jenis ini menggunakan defleksi (tolakan) membran fleksibel yang menutup volum dengan tekanan tertentu. Besarnya defleksi dari membran sesuai dengan tekanan spesifik. Ada tabel keterangan untuk menentukan tekanan perbedaan defleksi. c. Jenis Pipa koil: Sepertiga bagian dari manometer ini menggunakan pipa koil yang akan mengembang dengan kenaikan tekanan. Hal ini disebabkan perputaran dari sisi lengan yang disambung ke pipa Ada tiga jenis manometer yang paling sederhana adalah piezometer, kemudian manometer pipa U, dan yang lebih rumit adalah manometer deferensial. A. Piezometer adalah tabung vertical yang dipasang pada tempat yang mau diukur, piezometer merupakan manometer paling sederhana. Piezometer tidak bisa digunakan untuk mengukur tekanan dibawah tekanan atmosfer.



Gambar 1.2 manometer Piezometer Persamaan manometer piezometer 0 + h γ = Pa Pa = h γ Pa = tekanan ( Pa ) h = ketinggian ( m )



γ = Berat Jenis ( ⁄ )



B. Manometer pipa U adalah adalah tabung vertical yang dipasang pada tempat yang mau diukur, manometer pipa U bisa digunakan untuk mengukur tekanan dibawah tekanan atmosfer.



a



b Gambar 1.3. manometer pipa U



Persamaan manometer pipa U Pa = h γ ( Persamaan untuk gambar a ) Pa = - h γ ( Persamaan untuk gambar a ) Pa = tekanan ( Pa ) h = ketinggian ( m ) γ = Berat Jenis ( ⁄ ) C. Manometer deferensial adalah menentuka perbedaan tekanan antara dua titik X dan Y bila tekanan yang sebenarnya dititik yang manapun dalam system tidak ditentukan, digunakan untuk mengukur beda tekanan



Gambar 1.4. manometer deferensial



Persamaan manometer pipa U Px + hx γx + a γa – hy γy = Py Py – Px = hy γy - hx γx - a γa P = tekanan ( Pa ) h = ketinggian ( m ) γ = Berat Jenis ( ⁄ ) Prinsip kerja manometer adalah sebagai berikut: A. Gambar 9a. Merupakan gambaran sederhana manometer tabung U yang diisi cairan setengahnya, dengan kedua ujung tabung terbuka berisi cairan sama tinggi. B. Gambar 9b. Bila tekanan positif diterapan pada salah satu sisi kaki tabung, cairan ditekan kebawah pada kaki tabung tersebut dan naik pada sisi tabung yang lainnya. Perbedaan pada ketinggian , “h”, merupakan penjumlahan hasil pembacaan diatas dan dibawah angka nol yang menunjukan adanya tekanan. C. Gambar 9c. Bila keadaan vakum diterapkan pada satu sisi kaki tabung, cairan akan



meningkat pada sisi tersebut dan cairan akan turun pada sisi lainnya. Perbedaan ketinggian “h” merupakan hasil penjumlahan pembacaan diatas dan dibawah nol yang menunjukan jumlah tekanan vakum.



Gambar 1.5. Ilustrasi skema manometer kolom cairan Dimana manometer digunakan Selama pelaksanaan audit energi, manometer digunakan untuk menentukan perbedaan tekanandiantara dua titik disaluran pembuangan gas atau udara. Perbedaan tekanan kemudian digunakan untuk menghitung kecepatan aliran di saluran dengan menggunakan persamaan Bernoulli(Perbedaan tekanan = v2/2g). Rincian lebih lanjut penggunaan manometer diberikan pada bagiantentang bagaimana mengoperasikan manometer. Manometer harus sesuai untuk aliran cairan.Kecepatan aliran cairan diberikan oleh perbedaan tekanan = f LV2/2gD dimana f adalah faktorgesekan dari bahan pipa, L adalah jarak antara dua titik berlawanan dimana perbedaan tekanandiambil, D adalah diameter pipa dan g adalah kontanta gravitasi. Bagaimana mengoperasikan manometer Tidak mudah untuk menjelaskan pengoperasian manometer dengansatu cara, sebab terdapatbanyak macam manometer yang membutuhkan cara penanganan yang berbeda.Tetapi, beberapa tahapan operasinya sama. Selama audit energi, kecepatan aliran udara disaluran dapat diukur dengan menggunakan tabung pitot dan aliran dihitung dengan menggunakan manometer. Sebuah lubang pengambil contoh dibuat disaluran (tabung pembawa gas buang) dantabung pitot



dimasukkan kedalam saluran. Kedua ujung tabung pitot terbuka disambungkan kedua manometer yang terbuk a. Perbedaan tingkat pada manometer menghasilkan total kecepatantekanan. Sebagai contoh, dalam kasus manometer digital pembacaan ditampilkan dalam mm dari kolom air.



Gambar 1.6. Pengukuran Menggunakan Tabung Pitot dan Manometer Pencegahan dan keselamatan pengukuran A. Manometer tidak dapat digunakan pada tekanan yang sangat tinggi. Pada kasus tekanan tinggi, digunakan inclined tune manometer. B. Periksa panduan manual operasi dari peralatan pemantauan untuk instruksi yang lebih rinci untuk keselamatan dan pencegahan sebelum menggunakan peralatan. Kelebihan dan Kekurangan 



Kelebihan



A. Biaya pengadaan awal : rendah B. Sederhana dan handal C. Accuracy dan sensitivity : tinggi.



D. Sesuai untuk aplikasi low pressure dan low differential pressure. 



Kekurangan



A. Dynamic response rate : rendah B. Tidak bisa digunakan di dalam lingkungan tanpa bobot. D. Tidak ada proteksi over range. E. Cairan dalam tabung U harus tidak saling bercampur dengan cairan yang diukur (gas atau cairan). F. Dapat terjadi kontaminasi antara air raksa dengan uap air, terutama pada pengukuran tekanan rendah. B.Bourdon Tube Bourdon Tube adalah alat ukur tekanan nonliquid. Alat ukur ini secara luas digunakan didalam industri proses untuk mengukur tekanan statis pada beberapa aplikasi. Bentuk dari bourdon tube terdiri dari element (C-type, helical dan spiral) dan dihubungkan secara mekanikal dengan jarum indicator.



Gambar 1.7. Bourdon Tube



Prinsip Bourdon Tube Tekanan dipandu ke dalam tabung, perbedaan tekanan di dalam dan di luar tabung bourdon akan menyebabkan perubahan bentuk penampangnya. Perubahan bentuk penampang akan diikuti perubahan bentuk arah panjang tabung, dimana perubahan panjang tabung akan dikonversikan menjadi gerakan jarum penunjuk pada skala. Analisa teoritis tentang perubahan bentuk tabung bourdon sebagai fungsi perbedaan tekanan di luar dan di dalam tabung bourdon jarang dilakukan. Perubahan bentuk tabung bourdon diperoleh dari data eksperimental.



Gambar 1.8. tabung bordon secara sederhana Tipe Tabung Bourdon Tipe tabung bourdon yaitu : C-type, Spiral dan Helical. Perbedaan masing-masing tipe terletak pada harga tekanan yang ingin diukur. A. C-type Bourdon Tube Digunakan untuk range 15 ~ 100.000 psi dengan range akurasi (± 0.1 ~ ± 5) % span.



Gambar 1.9. Bourdon Tube (C-type)



B. Spiral Bourdon Tube Digunakan secara umum pada range tekanan menengah (medium pressure), tetapi untuk tugas berat juga tersedia dalam range hingga 100.000 psig. Range akurasinya sekitar ± 0.5 % dari span.



Gambar 1.10. Bourdon Tube (Spiral)



C. Helical Bourdon Tube Digunakan pada range dari 100 ~ 80.000 psig dengan akurasi sekitar ± ½ ~ ± 1 % dari span.



Gambar 1.11. Bourdon Tube (Helical) Bahan Pembuatan Tabung Bordon A. perunggu (bronze) Untuk tekanan sampai 600 psi bahan tabung terbuat dari perunggu (bronze) B. berilyum-tembaga Untuk tekanan sampai dengan 10.000 psi terbuat dari paduan berilyum-tembaga C. baja tak berkarat (stainlesssteel) Untuk tekanan 10.000 psi atau lebih digunakan baja tak berkarat (stainlesssteel) maupun paduannya.



Kelebihan dan Kekurangan







Kelebihan



A. Biaya pengadaan awal : rendah B. Konstruksi sederhana C. Dapat dikalibarsi dengan mudah (menggunakan mercury barometer). D. Tersedia range yang bervarisai, termasuk range yang sangat tinggi. 



Kekurangan



A. Peka terhadap goncangan dan getaran B. Mempunyai sifat histerisis C. Akurasi : sedang (tidak cukup baik untuk beberapa aplikasi). C. Diaphragm Pressure Gage Diaphragm pressure gage adalah alat ukur tekanan untuk mengukur perbedaan suatu tekanan yang tidak diketahui dengan suatu tekanan acuan. Diafragma pada dasarnya adalah lembaran datar dan tipis yang terbuat dari logam. Prinsip Diaphragm Pressure Gage



Diaphragm Pressure Gage menggunakan prinsip perubahan bentuk yang elastis (elastic deformation) dari suatu diaphragm (membrane). Bentuk dari diaphragm pressure gage terdiri dari kapsul (capsule) yang dibagi oleh suatu sekat rongga (diapraghm), seperti ditunjukkan pada gambar di bawah. Satu sisi diaphragm terbuka bagi tekanan target (eksternal) PExt, dan sisi yang lain dihubungkan dengan tekanan diketahui (reference pressure), PRef. Beda tekanan, PExt - PRef, secara mekanik membelokkan diaphragm.



Gambar 1.12. Prinsip operasi Diaphragm Pressure Gage Dalam gambar 1.12 diperlihatkan diafragma rata diberi perbedaan tekanan Ρ1 - Ρ2. Diafragma ini akan mengalami defleksi sesuai dengan perbedaan tekanan tersebut. Pada diafragma dipasang pengukur regangan tahanan untuk mengetahui deformasi, seperti terlihat pada gambar 1.20 Keluaran dari pengukur ini merupakan fungsi tegangan setempat, yang tentunya sangat berhubungan dengan defleksi diafragma dan beda tekanan tersebut. Defleksi pada umumnya linier dengan ΔP jika defleksi tersebut kurang dari 1/3 tebal diafragma.



Gambar 1.13. Skema Diafragma



Gambar 1.14. Diafragma yang Dilengkapi Pengukur Regangan Tahanan Untuk memudahkan respon linier dalam jangkauan defleksi yang lebih luas dan mengatasi kendala sepertiga tebal diafragma dapat dibuat dengan bentuk bergelombang seperti gambar 1.15.



Gambar 1.15. Diafragma Bergelombang



Spesifikasi Umum Range normal untuk diaphragm elemen mulai dari vacuum hingga 200 psig, dengan akurasi (±½ ~ ±1¼) % full span. Gambar berikut memperlihatkan berbagai bentuk disain dari diaphragm yaitu single capsul dan multiple capsul. Bahan – bahan yang biasa dipakai untuk untuk diafragma adalah alloy metal elastis seperti kuningan, perunggu, phospohor, tembaga berrylium, stainless steel. Selain diafragma logam terdapat juga bukan logam yang biasa terbuat dari kulit sutra, teflon dan neoprene.



Gambar 1.16. Bentuk disain diaphragm (single capsul dan multiple capsul)



Gambar 1.17. Pressure Gauge With Horisontal diaphragm



Gambar 1.18. Pressure Gauge With Vertical diaphragm



Gambar 1.19. Pressure Gauge With diaphragm Capsule Kelebihan dan Kekurangan 



Kelebihan



A. Biaya pengadaan awal : sedang B. Karakteristik “overrange” : tinggi C. Linearitas : baik D. Akurasi : baik E. Dapat digunakan untuk pengukuran tekanan asolut, tekanan relative (gage) maupun tekanan differential. F. Tersedia dalam berbagai macam bahan (tahan terhadap korosi)







Kekurangan



A. Sangat peka terhadap getaran dan kejutan B. Jika rusak sulit diperbaiki. D.Belows Element bellows merupakan elemen elastis yang fleksibel pada arah aksial. Sebagian besar bellows element digunakan untuk pengukuran tekanan rendah (absolute atau relative) dan tekanan diferensial, beroperasi untuk tekanan vacuum sampai tekanan 0 – 400 psig. Kebanyakan aplikasi dalam range inch hingga 30 atau 40 psig, namun unit tersedia dalam range 0 – 2.000 psig. Penggunaan yang terbesar untuk unit bellows adalah sebagai elemen penerima untuk pneumatic recorders, indicators dan controllers. Bellows juga secara luas digunakan sebagai unit diferensial pressure untuk pengukuran aliran (flow) serta recorder dan controller pneumatic yang dipasang di lapangan. Ketelitian bellows element adalah sekitar ± ½ %.



Gambar 1.20. Pressure Differential indicator (Bellows Element) • Prinsip Operasi Belows Pengukuran tekanan dengan bellows sangat popular digunakan di dalam industri proses, oleh karena mudah ditangani. Element bellows merupakan elemen elastis yang fleksibel pada arah aksial. Dengan element ini dapat diperoleh hubungan yang linear antara tekanan dan simpangan (perubahan volume).



Gambar di bawah ini menunjukkan prinsip pemakaian bellows untuk pengukuran tekanan absolute, tekanan relative (gage) dan tekanan diferensial.



Gambar 1.21. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements) Absolute Pressure



Gambar 1.22. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements) Relative Pressure (Gauge)



Gambar 1.23. Prinsip pengukuran tekanan (Bellows Elements) Differential Pressure • Bahan Pembuat Belows Biasanya dibuat dari bahan kuningan, fosfor-perunggu, berrilium-tembaga, monel, stainless steel, inconel dan bahan metal lainnya. • Kelebihan dan Kekurangan •



Kelebihan



A. Biaya pengadaan awal : rendah B. Konstruksi kuat dan sederhana C. Dapat digunakan untuk tekanan rendah dan menengah. D. Dapat digunakan untuk mengukur tekanan absolut, tekanan relative (gauge) dan tekanan diferensial. 



Kekurangan



A. Memerlukan kompensasi temperature B. Tidak dapat digunakan untuk mengukur tekanan tinggi. C. Mempunyai histeresis dan drift yang besar.



D. Tidak cocok untuk mengukur tekanan yang dinamis. • 4. McLeod Gages McLeod gage adalah alat ukur tekanan rendah (vakum) dimana tekanan dibawah mmHg, 1.33×10-2 Pa, 1.93×



torr (



psi) yang bekerja berdasarkan tinggi kolom cairan. Disini



dipakai metoda kompresi gas. Alat ukur ini sering digunakan sebagai kalibrator alat ukur tekanan vakum lainnya. Prinsip Kerja McLeod Gages Skema McLeod gage dapat dilihat pada gambar 3.68. Alat ini mempunyai dua kaki, dimana pada kaki yang satu terdapat suatu volume yang ukurannya jauh lebih besar dari pada volume pipa.Ujung pipa pada kaki tersebut di atas tertutup.Alat ini mempunyai torak (piston), yang digunakan untuk mengatur tinggi cairan dalam pipa.Sebelum pengukuran dilakukan torak ditarik sehingga tinggi cairan berada di bawah lubang yang menghubungkan kedua pipa (gambar 3.68.a). Kemudian tekanan vakum yang akan diukur dihubungkan pada pipa lainnya, sehingga tekanan vakum yang diukur mengisi semua pipa. Setelah pengisian terjadi, torak ditekan sehingga cairan memasuki semua pipa. Tekanan vakum yang berada pada kaki pertama akan terperangkap pada pipa yang tertutup (gambar 3.68.b). Torak terus ditekan sehingga tinggi cairan pada pipa kedua mencapai skala 0, yaitu sama dengan tinggi pipa tertutup. Tinggi cairan pada kaki pertama akan lebih rendah dari kaki kedua,karena tekanan vakum di kaki tersebut akan terkompresi menjadi lebih tinggi dari tekanan vakum yang diukur.



Gambar 1.24. Prinsip Kerja McLeod Gages Hukum boyle, yang diusulkan oleh Robert Boyle pada tahun 1662, menyatakan bahwa pada sistem isothermal yang tertutup (temperatur yangtetap), maka produk dari pressure (P) dan volume (V) adalah tetap. P. V = konstan Atau setara dengan : P1.V1 = P2.V2 Umpamakan bahwa tekanan awal dan volume di dalam McLeod Gage diberi oleh, P1 = Pi V1 = V + A·h0 dimana V adalah volume reservoir dan A adalah luas penampang dari tabung yang disegel (tertutup). Misalkan volume dan tekanan yang akhir pemampatan diberi oleh persamaan, P2 = Pgage V2 = A·h



Menurut Hukum Boyle, maka : Pi . (V + A.h0) = Pgage . A. h Untuk bentuk manometer, Pgage = P - Pref = ρ.g.h – Pi, maka tekanan yang tidak diketahui Pi dapat turunkan menjadi suatu fungsi dari perbedaan tingginya h. = Selanjutnya, volume dari reservoir pada umumnya lebih besar dari tabung, V » A·(h0-h) Sehingga persamaan dapat disederhanakan menjadi : = E. Barometer Barometer alat pengukur tekanan khusus dipakai untuk mengukur tekanan atmosfir. Suatu tabung gelas berisi cairan dan dicelupkan kedalam bak yang berisi cairan yang sama. Ujung atas tabung divakumkan dan kemudian ditutup. Cairan yang biasa dipakai adalah air raksa. Air raksa didalam tabung akan turun, tetapi tidak terus sampai habis karena adanya tekanan atmosfir yang mengimbangi tekanan air raksa dalam tabung seperti terlihat pada gambar 2.23. Dengan mengukur tinggi air raksa h didalam tabung, tekanan atmosfir dapat ditentukan : Pa ≈ h (cm Hg)



Gambar 1.25. Barometer Air raksa



BAB IV PENUTUP



4.1 KESIMPULAN Adapun kesimpulan dari makalah “Pengukuran Tegangan” adalah sebagai berikut: 1. Tekanan dinyatakan sebagai gaya persatuan luas. 2. Salah satu alat yang digunakan untuk mengukur tegangan adalah manometer. 3. Untuk mendapatkan respon dinamik yang memuaskan ,bergantung pada dua faktor . diantaranya respon unsur transien dan respon fluida transmisi tegangan 4. Peranti-peranti pengukur tegangan mekanik, salah satunya adalah manometer 5. Penguji bobot mati, meskipun merupakan alat pengukur tegangan tapi sangat jarang digunakan pada pengukuran tekanan yang sebenarnya tapi lebih sering digunakan untuk kalibrasi statistik pengukuran. 6. Masih banyak jenis-jenis pengukur tegangan diantaranya : pengukur tegangan tabung bourdon, pengukur bridgman, pengukur tekanan-rendah, pengukur Mcleod, pengukur konduktivitas-termal pirani, pengukur knudsen, pengukur ionisasi, dan alfatron.



4.2 SARAN Makalah ini masih banyak memiliki kekurangan jadi diharapkan ada yang mengembagkan dan menyempurnakan makalah ini. Namun terlepas dari itu setidaknya materi yang ada dalam makalah ini dapat dipelajari dengan baik sehingga memberikan pemahaman mengenai pengukuran tegangan.



DAFTAR PUSTAKA



https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_measurement https://en.wikipedia.org/wiki/Pressure_switch http://www.tech-faq.com/pressure-transmitter.html https://en.wikipedia.org/wiki/Diaphragm_seal#Materials https://www.pumpsandsystems.com/what-difference-between-pressure-gauge-pressure-switch-andpressure-transducers