Pengertian Strain Gauge Dan Jenisnya [PDF]

Citation preview

Pengertian Strain Gauge Dan Jenisnya Strain gauge merupakan komponen elektronika yang befungsi untuk mengukur tekanan atau beban suatu benda, ,strain gauge terbuat dari foil logam. Cara kerja strain gauge adalah berat suatu barang di letakkan pada timbangan maka sensor strain gauge akan berfungsi karena mendapat pembebanan dan tekanan dari berat benda tersebut lalu mengirimkan angka pada layar pada timbangan digital. Biasanya timbangan strain gauge di gunakan untuk menimbang berat benda pada pergudangan, berat bedan dll. Strain Gauge memiliki banyak ragam jenis, yaitu: “Spot Weldable” Adalah komponen untuk mengukur tekanan baja yang ada di lapangan, biasanya alat ini di gunakan untuk kontruksi bangunan dan dapat di temui pada pembangunan gedung perkantoran, pembagunan jalan. “Dynamic Strain Transducer” Alat yang ini di gunakan untuk mengukur atau merekam pada kontruksi struktur bangunan seperti baja, beton prategang, sehingga kita dapat mengetahui gaya yang di timbulkan. “Arc Weldable” Alat ini berfungsi untuk pengelasan struktur baja pada terowongan bawah tanah, sehingga bahan baja tetap stabil untuk menahan beban dari tanah yang di atasnya. “Dynamic Embedment” Alat ini berfungsi mengukur strain dinamis pada beton fondasi, sehingga ketegangan pada beton bisa ketahui. “Strain Gauge ( fiber optic)” Alat ini di gunakan untuk menghitung ketegangan pada Strain mekanik atau thermo mekanik dengan berbagai macam bahan yang berbeda. “Miniature and Extended Range” Alat ini gunakan untuk menghitung regangan regangan tinggi seperti pada tulangan yang ada di struktur kolom dan untuk menghitung struktur fiberglass. “Concrete Embedment” Alat ini di gunakan untuk menghitung regangan yang terjadi pada pondasi, jembatan, atau bendungan. “High Temperature Embedment” Alat ini di rancang untuk mengukur tegangan pada beban beton putar otomatis, alat ini juga dapat menghitung hingga 200 derajat. “Soil Extensometer” Alat ini di gunakan utuk menghitung regangan horizontal yang terjadi pada bendungan ataupun di sungai. “Rebar Strainmeters” Alat ini digunakan untuk menghitung pada pondasi rumah atau bangunan perkantoran, selain itu alat ini juga dapat menghitung sisi penyangga pada jembatan. “Rebar Strainmeters ( Elektrical Resistance )” Alat ini di rancang untuk memantau tekanan pada tumpuan beton dan dinding diafragma, untuk mengetahui regangan gaya yang di timbulkan oleh beban tersebut.



“Rebar Strainmeters( Fiber Optic)” Alat ini di gunakan untuk mengukur pada pondasi, dengan sensor yang ada di dalam alat tersebut makan regangan yang terjadi pada pondasi akan dapat di amati.



Sensor strain gauge adalah sensor yang digunakan untuk mengukur berat atau beban dari suatu benda dalam ukuran besar. Sensor strain gauge ini sering diaplikasikan pada jembatan timbang mobil atau alat ukur berat dalam skala besar. Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban. Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm. Konstruksi Sensor Strain Gauge Stranin gauge menunjukan perubahan tahanan ΔR/R yang dihubungkan dengan strain ε dalam arah grid diekspresikan oleh : Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform. Grafik Output Sensor Strain Gauge Keluaran gauge strain ΔR/R biasanya dikonversikan ke sinyal tegangan dengan jembatan wheatstone. Apabila gauge tunggal dipakai dalam satu lengan, tegangan keluarannya adalah. Sehingga diperoleh Tegangan masukan dikontrol oleh ukuran strain gauge dan tahanan awal gauge. Hasilnya sensitivitas sebgai berikut : , biasanya range dari 1 ke 10 µV (µm/m) Aplikasi Strain Gauge Pada Jembatan Wheatstone Sensor strain gauge diaplikasikan dengan jembatan wheatstone dengan konfigurasi seperti gambar dia tas. Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/sensor-strain-gauge/ Copyright © Elektronika Dasar Konstruksi Sensor Strain Gauge Stranin gauge menunjukan perubahan tahanan ΔR/R yang dihubungkan dengan strain ε dalam arah grid diekspresikan oleh : Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform. Grafik Output Sensor Strain Gauge Keluaran gauge strain ΔR/R biasanya dikonversikan ke sinyal tegangan dengan jembatan wheatstone. Apabila gauge tunggal dipakai dalam satu lengan, tegangan keluarannya adalah. Sehingga diperoleh Tegangan masukan dikontrol oleh ukuran strain gauge dan tahanan awal gauge. Hasilnya sensitivitas sebgai berikut : , biasanya range dari 1 ke 10 µV (µm/m) Aplikasi Strain Gauge Pada Jembatan Wheatstone Sensor strain gauge diaplikasikan dengan jembatan wheatstone dengan konfigurasi seperti gambar diatas. Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/sensor-strain-gauge/ Copyright © Elektronika Dasar



Pengertian Sensor Gaya Strain Gauge dan Load Cell Oleh adminPada Juni 9, 2017 10037 views



★★★★★



Pengertian Sensor Gaya Strain Gauge dan Load Cell – Bicara soal elektronika dan robotik, tentu akan sangat berkaitan erat dengan yang namanya sensor. Saat ini ada banyak sekali jenis sensor yang digunakan dalam dunia elektronika dan robotik, mulai dari sensor gerak, sensor cahaya, sensor suhu, hingga sensor gaya. Dalam dunia elektronika dan beberapa bidang lain, salah satu sensor gaya yang banyak digunakan ialah strain gauge. Jadi strain gauge adalah alat atau sensor yang berfungsi untuk mengukur suatu tekanan atau berat suatu benda. Alat atau sensor yang satu ini pertama kali ditemukan oleh seorang ilmuan bernama Edward E. Simmons sekitar tahun 1983. Prinsip kerja strain gauge memanfaatkan sifat konduktansi elektrik. Gaya yang diberikan pada suatu benda berbahan logam atau material konduktif tidak hanya menimbulkan deformasi bentuk fisik, namun juga dapat menimbulkan perubahan sifat resistansi elektrik pada benda tersebut.



Apa itu Strain Gauge Seperti yang telah kami katakan tadi bahwa strain gauge adalah sebuah sensor atau alat yang digunakan untuk mengukur gaya atau tekanan suatu benda. Alat atau sensor yang satu ini juga bisa dimanfaatkan untuk mengukur berat benda. Dalam dunia elektronika. sensor strain gauge banyak digunakan untuk keperluan industri. Berikut beberapa fungsi atau kegunaan dari strain gauge: Produk ini akan memberi volume & warna chic pada bibirmu! Diskon sampai...



Lipstik ini akan membuat semua mata pria melirikmu! Aku mencobanya pada...



Sis, aku baru mereview OK Beauty, aku takjub saat mencoba...







Digunakan sebagai pengukur berat badan pada timbangan digital







Digunakan untuk pengukur pertambahan retakan pada dinding bangunan







Digunakan untuk pengukur ketegangan pada rangkaian jembatan







Dan masih banyak lagi yang lain



Secara garis besar, strain gauge dibagi menjadi dua jenis yakni strain gauge terikat atau bonded, dan strain gauge tidak terikat atau unbonded. Perbedaannya jika bonded semua bagiannya terikat pada elemen gaya atau force member. Sedangkan unbonded, hanya satu sudut saja yang terpasang pada elemen gaya atau force member, sedangkan sudut yang lain terpasang pada pengumpul gaya.



Baca juga : Macam-macam Sensor Elektronika dan Fungsinya



Apa itu Load Cell Lantas apa itu load cell? Load cell atau sel beban adalah sensor yang terdiri dari sebuah strain gauge atau lebih, yang ditempelkan pada batang berbahan logam yang berbentuk cincin. Jumlah strain gauge dalam sebuah load cell sendiri bisa disesuaikan dengan kebutuhan. Strain gauge yang ada pada load cell terbuat dari bahan foil grid. Foil grid sendiri merupakan kawat tipis berukuran panjang yang disusun secara zig-zag. Load cell terdiri dari beberapa jenis seperti single point, shear beam, compress, model S, hingga double ended. Masing-masing jenis load cell tersebut punya karakteristik, kelebihan serta kekurangan tersendiri



Strain Gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain). Alat ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang bersifat insulatif (isolasi) yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya, dan tekanan berasal dari pembebanan. Prinsipnya adalah jika tekanan pada benda berubah, maka foil atau kawat akan terdeformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Whetstone yang kemudian akan diketahui berapa besar tahanan pada Strain Gauge .



Tegangan keluaran dari jembatan Wheatstone merupakan sebuah ukuran regangan yang terjadi akibat tekanan dari setiap elemen pengindera Strain Gauge . Simbol dari Strain Gauge



Tekanan itu kemudian dihubungkan dengan regangan sesuai dengan hukum Hook yang berbunyi : Modulus elastis adalah rasio tekanan dan regangan. Dengan demikian jika modulus elastis adalah sebuah permukaan benda dan regangan telah diketahui, maka tekanan bisa ditentukan. Bila dua Gauge atau lebih digunakan, maka tekanan pada pelacakan arah setiap Gauge bisa ditentukan dengan



menggunakan perhitungan. Namun demikian persamaannya memiliki tingkat kompleksitas yang berbeda tergantung pada kombinasi dan orientasi Gauge tersebut. Kepekaan sebuah Strain Gauge disebut dengan faktor Gaugedan perbandingan antara unit resistansi dengan perubahan unit panjang adalah :



Dimana : ΔR = Perubahan tahanan Gauge Δl = Perubahan panjang bahan R = Tahanan Gauge nominal l = Panjang normal bahan Jadi regangan diartikan sebagai perbandingan tanpa dimensi, perkalian unit yang sama, misalnya mikroinci / inci atau secara umum dalam persen (untuk deformasi yang besar) atau yang paling umum lagi dalam mikrostrain. Karakteristik dari filamen adalah sebagai berikut : 1) Faktor Gauge tertinggi 2) Koefisien suhu resistansi rendah 3) Resitivitas tinggi 4) Kekuatan mekanis tinggi 5) Potensial termo listrik minimum disekitar lead



Pengertian Strain Gauge Dan Jenisnya



Strain gauge merupakan komponen elektronika yang befungsi untuk mengukur tekanan atau beban suatu benda, ,strain gauge terbuat berasal dari foil logam.



Cara kerja strain gauge adalah berat suatu barang di menempatkan terhadap timbangan maka sensor strain gauge dapat berfaedah karena mendapat pembebanan dan tekanan berasal dari berat benda tersebut lantas mengirimkan angka terhadap layar terhadap timbangan digital. Biasanya timbangan strain gauge di manfaatkan untuk menimbang berat benda terhadap pergudangan, berat bedan dll.



Strain Gauge mempunyai banyak ragam jenis, yaitu: “Spot Weldable” Adalah komponen untuk mengukur tekanan baja yang tersedia di lapangan, umumnya alat ini di manfaatkan untuk kontruksi bangunan dan sanggup di temui terhadap pembangunan gedung perkantoran, pembagunan jalan. “Dynamic Strain Transducer” Alat yang ini di manfaatkan untuk mengukur atau merekam terhadap kontruksi struktur bangunan layaknya baja, beton prategang, sehingga kita sanggup mengerti jenis yang di timbulkan. “Arc Weldable” Alat ini berfaedah untuk pengelasan struktur baja terhadap terowongan bawah tanah, sehingga bahan baja senantiasa stabil untuk menahan beban berasal dari tanah yang di atasnya. “Dynamic Embedment”



Alat ini berfaedah mengukur strain dinamis terhadap beton fondasi, sehingga ketegangan terhadap beton sanggup ketahui. “Strain Gauge ( fiber optic)” Alat ini di manfaatkan untuk menghitung ketegangan terhadap Strain mekanik atau thermo mekanik dengan bermacam macam bahan yang berbeda. “Miniature and Extended Range” Alat ini manfaatkan untuk menghitung regangan regangan tinggi layaknya terhadap tulangan yang tersedia di struktur kolom dan untuk menghitung struktur fiberglass. “Concrete Embedment” Alat ini di manfaatkan untuk menghitung regangan berlangsung terhadap pondasi, jembatan, atau bendungan.



yang



“High Temperature Embedment” Alat ini di rancang untuk mengukur tegangan terhadap beban beton putar otomatis, alat ini termasuk sanggup menghitung sampai 200 derajat. “Soil Extensometer” Alat ini di manfaatkan utuk menghitung regangan horizontal yang berlangsung terhadap bendungan ataupun di sungai.



“Rebar Strainmeters” Alat ini digunakan untuk menghitung terhadap pondasi tempat tinggal atau bangunan perkantoran, tak hanya itu alat ini termasuk sanggup menghitung segi penyangga terhadap jembatan. “Rebar Strainmeters ( Elektrical Resistance )” Alat ini di rancang untuk memantau tekanan terhadap tumpuan beton dan dinding diafragma, untuk mengerti regangan jenis yang di timbulkan oleh beban tersebut. “Rebar Strainmeters( Fiber Optic)” Alat ini di manfaatkan untuk mengukur terhadap pondasi, dengan sensor yang tersedia di didalam alat tersebut makan regangan yang berlangsung terhadap pondasi dapat sanggup di amati. Strain gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain) pada alat ini. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E. Simmons pada tahun 1938, dalam bentuk foil logam yang bersifat insulatif (isolasi) yang menempel pada benda yang akan diukur tekanannya. Jika tekanan pada benda berubah, maka foilnya akan ter deformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan ke dalam rangkaian Jembatan Wheatstone.



Contoh tolok regangan



Besarnya tekanan akan dinyatakan dalam bentuk faktor gauge, sebagai



di mana



adalah tahanan sebelum ada deformasi,



tahanan listrik yang terjadi, dan



yang didefinisikan adalah perubahan



adalah tekanannya.



Makalah Sensor Strain Gauge Andi Hermawan 03.50 Makalah



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang



Peningkatan kebutuhan pengukuran kekuatan logam untuk menahan beban baik dalam skala bangunan maupun pada skala laboratorium memerlukan suatu alat yang memadai dan lebih akurat. Pengukuran kekuatan logam meliputi pengukuran sebuah gaya, kuat lentur dan regangan logam. Pengukuran kelenturan bahan secara manual dapat menggunakan instrumen dial indikator yaitu sebatang logam dimana kedua ujung logam diklem dan kemudian diletakkan sejajar dengan beban yang diberikan pada batang logam (Halliday, 1997). Ada beberapa sensor yang dapat mengindera besaran fisis seperti tekanan dan g aya yaitu sensor strain gauge, sensor load cell, sensor piezoresistif serta sensor piezoelektrik. Beberapa sensor sering digunakan dalam pembuatan alat ukur massa, tekanan dan gaya. Penggunaan sensor piezoelektrik, piezoresistif dan load cell sebagai sensor gaya, tekanan dan berat kurang cocok untuk alat ukur regangan logam karena perancangan yang cukup sulit. Sensor strain gauge cukup murah dan mudah untuk didapat serta cakupan yang cukup luas dalam pengukuran dan dapat digunakan lebih dari satu buah untuk meningkatkan sensitifitas dalam pengukuran (Fahrizal, 2004). Beberapa kelebihan dari sensor strain gauge dapat dilihat dari bentuk yang lebih sederhana dengan massa yang dapat diabaikan dan ukurannya yang kecil, sehingga tidak menimbulkan interferensi (gangguan pengaruh luar) pada tegangan dalam spesimen sensor, memiliki kepekaan yang tinggi terhadap frekuensi sehingga dapat digunakan untuk menelusuri rambatan fluktuasi tegangan yaitu sensitif terhadap getaran yang terjadi pada logam. Sensor ini memungkinkan untuk melakukan pengukuran pada sejumlah titik secara bersamaan dan pengukuran jarak jauh karena dilengkapi dengan penyambungan yang panjang. Keluaran sensor strain gauge berupa sinyal elektrik berupa tegangan analog yang dapat memudahkan dalam pengolahan data (Dieter, 1988). Pada penelitian yang akan dilakukan digunakan dua buah sensor yang dirangkai secara dummy jembatan Wheatstone sebagai pengindera dari tekanan pada bahan yang akan diuji. Penggunaan dua buah sensor diperkirakan dapat mengurangi biaya dan meningkatkan efisiensi. Oleh karena itu, penulis merasa tertarik untuk membahas tentang Strain Gauge. 1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan Latar Belakang yang telah dipaparkan, maka rumusan masalah makalah ini sebagai berikut. 1. Apa pengertian Strain Gauge? 2. Apa saja macam-macam Strain Gauge? 3. Bagaimana prinsip atau cara kerja Strain Gauge? 4. Bagaimana aplikasi yang menggunakan Strain Gauge ? 1.3. Manfaat



1. 2. 3.



Mahasiswa dapat memahami pengertian serta prinsip kerja Strain Gauge Mahasiswa dapat mengetahui macam-macam Strain Gauge Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana implementasi Strain Gauge



BAB II PEMBAHASAN 2.1. Pengertian Strain Gauge Strain Gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain). Alat ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang bersifat insulatif (isolasi) yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya, dan tekanan berasal dari pembebanan. Prinsipnya adalah jika tekanan pada benda berubah, maka foil atau kawat akan terdeformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Whetstone yang kemudian akan diketahui berapa besar tahanan pada Strain Gauge. Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm. Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform. Pengukuran ketegangan menggunakan strain gauge dilakukan dengan menempatkan strain gauge pada rangkaian jembatan. Dalam prakteknya, orde pengukuran strain tidak lebih dari milistrain (e x 10-3), oleh karena itu pengukuran ketegangan memerlukan pengukuran yang sangat akurat dari perubahan yang sangat kecil dari resistansinya . Nilai perubahan tahanan pada strain gauge yang mengalami perubahan tekanan tidak signifikan,sehingga untuk dapat memberikan perubahan nilai elektrik maka perubahan tahanan pada strain gauge ini dimasukan ke dalam rangkaian jembatan wheatstone



1.1. Macam-macam Strain Gauge Sensor gaya muatan Berfungsi untuk mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan. Sensor ini terbuat dari kawat tahanan tipis berdiameter sekitar 1 mm. Kawat tahanan yang biasa digunakan adalah campuran dari bahan konstantan (60 % Cu dan 40 % Ni). Kawat tahanan ini dilekatkan pada papan penyangga membentuk strain gauge dengan tipe-tipe: a. Bonded strain gage Susunan kawat tahanan di dalamnya berliku-liku sehingga memudahkan pendeteksian terhadap gaya tekanan yang tegak lurus dengan arah panjang lipatan kawat, karena tekanan akan menarik kabel sehingga meregang. Dengan meregannya starin gage, maka terjadi perubahan resistansi kawat b. Unbonded strain gage Jenis strain gage yang dibentuk dengan kawat tahanan yang terpasang lurus dan simetris. Jika papan atau rangka mendapat tekanan dari luar, maka resistansinya akan bertambah



2.2. Prinsip kerja Strain Gauge Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban. Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran



gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm. Gaya yang diberikan pada suatu benda logam (material ferrit / konduktif), selain menimbulkan deformasi bentuk fisik juga menimbulkan perubahan sifat resistansi elektrik benda tersebut. Dengan menempelkan jenis material tersebut pada suatu benda uji (specimen) menggunakan suatu perekat yang isolatif terhadap arus listrik, maka material tadi akan menghasilkan adanya perubahan resistansi yang nilainya sebanding terhadap deformasi bentuknya.



Apabila ada gaya akan mengubah nilai resistansinya, perubahan resistansinya sesuai dengan gaya yang diberikan. Prinsip dasar dari penggunaan hambatan listrik strain gauge merupakan fakta bahwa hambatan dari perubahan kawat sebagai fungsi tegangan, meningkat dengan tekanan dan menurun dengan adanya pemampatan. Perubahan dalam hambatannya diuur dengan menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Strain gauge terikat pada spesimen dan kemudian pengukur (gauge) dikenanan pada tekanan yang sama sebagaimana spesimen yang sedang dalam pengujian (U.A.Bakshi, 2008). 2.3. Aplikasi Strain Gauge Secara umum, aplikasi dari strain gauge digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan tekanan pada suatu materi uji. Strain gauge sering digunakan dalam penelitian teknik mesin dan pengembangan untuk mengukur tekananan yang dilakukan oleh mesin. Pengujian komponen pada pesawat merupakan salah satu area penggunaannya, berbagai komponen penting dari rangka pesawat menggunakan strain gauge untuk menguji ketahanannya terhadap tekanan (Carpenter, 2008). Aplikasi lain dari strain gauge juga dapat ditemukan dalam bidang biomedis. Beberapa contoh aplikasinya antara lain: dapat digunakan sebagai untuk mengukur kontraksi otot kardia secara kontinyu, dapat digunakan untuk mengukur tekanan darah untuk mengetahui abnormalitas dari kardiovaskular, untuk mengukur laju pernapasan, dan juga secara luas dikembangkan untuk mendeteksi tekanan yang cocok dalam melakukan pemasangan anggota tubuh buatan (C. Raja Rao, 2000). Aplikasi lain strain gauge : 1. Digunakan pada pengkur berat badan digital 2. Timbangan Digital pada kapasitas berat yang diangkut oleh bus, truck, dll. 3. Mengukur batas maksimal tumpangan pada lift Misal :



 Pada Timbangan Digital pada kapasitas berat yang diangkut oleh bus, truck, dll. Sensor ini dapat di pasang di kenadaran bermotor seperti, motor, mobil, truck ataupun bus. Karena banyak kendaraan bermotor tidak menaati peraturan dalam berkendara. Biasanya mereka membawa beban dalam kendaraannya melebihi yang standart kendaraan yang seharusnya. Itu mengakibatkan dapat terjadinya keolengan kemudian terjadi kecelakaan. Untuk menghindari hal tersebut dapat kita dapat memasangkan sensor ini. Jika terjadi kelebihan muatan kendaraan tersebut akan berbunyi dengan keras, dan mesin tidak dapat dihidupkan.



 Pada pengukura batas maksimal tumpangan pada lift Dalam sebuah lift, biasanya dibatasi berat maksimal bila ingin menggunakan lift. Alat ini bekerja dengan cara apabila kita memasuki lift, maka alat ini akan menampilkan jumlah berat total orang yang memasuki lift.  Alat ini di namai dengan Strain Gage Motor alias SGM. Timbangan Digital pada Permukaan Motor, hal ini berguna untuk mencegah motor ditumpangi melebihi kapasitas berat tumpangan. Karena angka digital memiliki tingkat presisi yang teliti. Sehingga Motor tidak akan bisa digunakan selama indikator timbangan digital belum menizinkan



BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari pembahasan diatas adalah : 1. Strain Gauge adalah komponen elektronika yang dipakai untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain). Alat ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang bersifat insulatif (isolasi) yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya, dan tekanan berasal dari pembebanan. 2. Sensor gaya muatan dan berat merupakan sensor fisika yang mengubah gaya, beban, torsi dan regangan menjadi resistansi/hambatan. Contoh aplikasinya bias diterapkan pada timbangan. 3. Prinsipnya adalah jika tekanan pada benda berubah, maka foil atau kawat akan terdeformasi, dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan kedalam rangkaian jembatan Whetstone yang kemudian akan diketahui berapa besar tahanan pada Strain Gauge 3.2. Saran



Saran yang dapat kami sampaikan adalah agar dalam semua pembaca dapat menjadikan makalah ini sebagai acuan untuk penambahan wawasan ilmu di bidangnya. Untuk itu, kami sangat mengharapkan adanya pengembangan atas pembuatan makalah ini



DAFTAR PUSTAKA Bentley, J. P. (2005). Principles of Measurement Systems Fourth Edition. Malaysia: Prentice Hall. C. Raja Rao, S. K. (2000). Principles of Medical Electronics and Biomedical Instrumentation. India: Universities Press.



Carpenter, R. D. (2008). Fundamentals of Instrumentation Course. United State: Integrity Institute of Technology. Fraden, J. (2004). Handbook of Modern Sensors Physics Design and Application Third Edition. New York: Springer http://fajarsetiawan1994.blogspot.co.id/2014/03/sensor-mekanis-strain-gage.html/ (diakses pada 25 Oktober 2016) http://m-edukasi.net/online/2008/jenissensor/sensor%20gaya%20dan%20fungsinya.html (diakses pada 25 Oktober 2016)



STRAIN GAUGE PENGERTIAN: Sensor strain gauge adalah sensor yang digunakan untuk mengukur berat atau beban dari suatu benda (obyek) dalam ukuran besar. Sensor strain gauge ini sering diaplikasikan pada jembatan timbang mobil atau alat ukur berat dalam skala besar. Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan straininduksi beban. PRINSIP KERJA STRAIN GAUGE :



Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban. Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm. CARA KERJA STRAIN GAUGE : Gaya yang diberikan pada suatu benda logam (material ferrit / konduktif), selain menimbulkan deformasi bentuk fisik juga menimbulkan perubahan sifat resistansi elektrik benda tersebut. Dengan menempelkan jenis material tersebut pada suatu benda uji (specimen) menggunakan suatu perekat yang isolatif terhadap arus listrik, maka material tadi akan menghasilkan adanya perubahan resistansi yang nilainya sebanding terhadap deformasi bentuknya. Gambar Strain Gauge :



1. 2. 3. -



-



APLIKASI STRAIN GAUGE : Digunakan pada pengkur berat badan digital Timbangan Digital pada kapasitas berat yang diangkut oleh bus, truck, dll. Mengukur batas maksimal tumpangan pada lift Misal : Pada Timbangan Digital pada kapasitas berat yang diangkut oleh bus, truck, dll. Sensor ini dapat di pasang di kenadaran bermotor seperti, motor, mobil, truck ataupun bus. Karena banyak kendaraan bermotor tidak menaati peraturan dalam berkendara. Biasanya mereka membawa beban dalam kendaraannya melebihi yang standart kendaraan yang seharusnya. Itu mengakibatkan dapat terjadinya keolengan kemudian terjadi kecelakaan. Untuk menghindari hal tersebut dapat kita dapat memasangkan sensor ini. Jika terjadi kelebihan muatan kendaraan tersebut akan berbunyi dengan keras, dan mesin tidak dapat dihidupkan. Pada pengukura batas maksimal tumpangan pada lift Dalam sebuah lift, biasanya dibatasi berat maksimal bila ingin menggunakan lift. Alat ini bekerja dengan cara apabila kita memasuki lift, maka alat ini akan menampilkan jumlah berat total orang yang memasuki lift. DAFTAR PUSTAKA : http://sikafatma.blogspot.com/2014/03/sensor-tekanan-strain-gage.html http://fajarsetiawan1994.blogspot.com/2014/03/sensor-mekanis-strain-gage.html



Jembatan Wheatstone : Pengertian, Gambar, Rumus, dan Contoh Soal By Angga Al FatihPosted on August 21, 2019



Jembatan Wheatstone – Adalah suatu rangkaian yang tak bisa ditentukan hambatan penggantinya jikalau dengan rumus susunan hambatan seri maupun susunan pararel. Berikut ini adalah materi lengkap meliputi pengertian, rumus, gambar dan contoh soal. Untuk lebih jelasnya simak pembahasan dibawah ini. Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



Jembatan Wheatstone



Daftar Isi :    



Pengertian Jembatan Wheatstone Gambar Jembatan Wheatstone Cara Menentukan Hambatan Pengganti Contoh Soal



Pengertian Jembatan Wheatstone Jembatan Wheatstone adalah susunan rangkaian listrik guna mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui besarannya. Fungsi dari Jembatan Wheatstone yaitu guna mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir galvanometer sama dengan nol sebab potensial ujungnya sama besar. Sehingga bisa dirumuskan dengan perkalian silang.



Cara kerja Jembatan Wheatstone adalah sirkuit listrik pada 4 tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan melalui 2 titik diagonal dan juga pada kedua diagonal yang lain dimana galvanometer ditempalkan



Gambar Jembatan Wheatstone Gambar di bawah ini bentuknya sedikit berbeda tapi sejatinya sama. Gambar tersebut adalah susunan jembatan Wheatstone. Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



jembatan wheatstone Contoh rangkaian untuk jembatan listrik selain jembatan wheatstone yaitu jembatan Wien, jembatan Kelvin, dan lain sebagainya. Rangkaian jembatan pada umumnya digambarkan seperti pada gambar di bawah. Formatted: Font: (Default) Arial, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



Pada gambar di atas dijelaskan bahwa penyusun X1, X2, X3, dan X4 adalah komponen listri resistor, kapasitor, induktor, ataupun gabungan dari ketiganya. Sedangkan penyusun G yaitu Galvanometer yang berperan aktif sebagai rangkaian jembatan.



Cara Menentukan Hambatan Pengganti Untuk mendapatkan besarnya suatu hambatan pengganti pada tiap susunan hambatan jembatan Wheatstone bisa memakai aturan dan rumus berikut: 1. Jika perkalian silang antara R1 dan R3 sama dengan R2 dan R4 maka R5 bisa diabaikan hingga hanya menjumlah secara seri lalu dipararelkan. Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



Hambatan di Tengah Ditiadakan Sesudah chambatan tengah dianggap tidak ada, pakai prinsip seri-pararel untuk menemukan besarnya suatu hambatan pengganti. 2. Jika perkalian silang antara R1 dan R3 tak sama dengan perkalian antara R2 dan R4, maka hambatan harus diganti dengan hambatan baru hingga susunan hambatannya menjadi seperti di bawah ini. Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



penggantian Hambatan (amati letak Ra, Rb, dan Rc) Keterangan R1, R2, dan R5 diganti dengan Ra, Rb, dan Rc. Hingga susunan menjadi seperti di bawah ini. Formatted: Font: (Default) Arial, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



Rumus Ra = R1 . R2 / (R1 + R2 + R2) R2 = R1 . R5 / (R1 + R2 + R2) R3 = R2 . R5 / (R1 + R2 + R2) Selanjutnya hanya melanjutkan dengan prinsip seri dan pararel hambatan untuk menemukan hambatan penggantinya.



Contoh Soal Perhatikan gambar dibawah Formatted: Font: (Default) Times New Roman, 12 pt, Font color: Custom Color(RGB(231,76,60))



contoh soal jembatan wheatstone Tentukanlah besar hambatan penggantinya! Jawab R1. R4 ≠ R2. R3 Hambatan perlu diganti hingga menjadi Ra = (2×4) / (2+4+2) = 8/8 =1Ω Rb = (2×2) / (2+4+2) = 4/8 = 0,5 Ω Rc = (4×2) / (2+4+2) = 8/8 =1Ω Rb dan R2 dirangkai seri Rb2 = Rb + R2 = 0,5 + 1,5 = 2 Ω Rc dan R4 (dirangkai seri) Rc4 = Rc + R4 = 1 + 1 = 2 Ω



Rb2 dan Rc4 dirangkai pararel 1/Rb2c4 = 1/2 + 1/2 1/Rb2c4 = 1 Rb2c4 = 1Ω Ra dan Rb2c4 (dirangkai seri) Rtotal = Ra + Rb2c4 Rtotal = 1 + 1 = 2 Ω Maka besarnya hambatan pengganti yaitu 2 Ω Demikianlah penjelasan mengenai jembatan wheatstone, Semoga bermanfaat Artikel Lainya :  



Besaran Vektor : Pengertian dan Contoh Besaran Vektor Besaran Skalar : Pengertian dan Contoh



Pengertian Rangkaian Jembatan Wheatstone Pengertian rangkaian jembatan wheatstone - Jembatan wheatstone merupakan sebuah alat ukur yang ditemukan pada tahun 1833 oleh Samuel Hunter Christie. Nah tahukah kamu seperti apa rangkaian jembatan wheatstone? Mungkin diantara kamu ada yang sudah mengetahuinya namun bagi kamu yang belum tahu maka di sini kami akan membahasnya mulai dari definisi rangkaian jembatan wheatstone, contoh rangkaian jembatan wheatstone, fungsi dari rangkaian jembatan wheatstone sampai dengan contoh aplikasi rangkaian jembatan wheatstone. Silahkan simak penjelasan tentang rangkaian jembatan wheatstone berikut ini.



Pengertian Rangkaian Jembatan Wheatstone



Rangkaian Jembatan Wheatstone adalah rangkian yang digunakan untuk menyederhanakan susunan hambatan yang semula tidak dapat disederhanakan secara seri paralel menjadi dapat disederhanakan secara seriparalel. Satu rangkaian hambatan dapat dihitung dengan prinsip jembatan Wheatstone jika hasil dua kali hambatan saling berhadapan sama besar. Rangkaian Wheatstone yaitu suatu rangkaian yang dibentuk dari 4 buah tahanan (R) berbentuk segi empat A-B-C-D dimana rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah galvanometer nol (0). Jika tahanantahann tersebut diatur sedemikian rupa, galvanometer tersebut tidak akan mengadakan sebuah hubungan antara keempat tahanan itu. Rangkaian Wheatstone tidak lebih dari 2 pengaturan paralel rangkaian paralel yang sederhana yang dihubungkan atara terminal suplai tegangan dengan ground yang menghasilkan perbedaan teganan nol antara dua cabang paralel jika diimbangi. Pada rangkaian jembatan Wheatstone mempunyai 2 terminal input dan 2 terminal output yang terdiri atas 4 resistor yang dikonfigurasi dalam rangkaian.



Contoh Rangkaian Jembatan Wheatstone Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Cara kerja rangkaian jembatan Wheatstone yaitu sirkuit listrik dalam 4 tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan melalui 2 titik diagonal pada kedua diagonal yang lain, yang mana galvanometer ditempelkan.



Rumus Rangkaian Jembatan Wheatstone Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Pada rangkaian jembatan Wheatstone di tas dengan mengubah R4 menjadi resistansi dari nilai diketahui ataupun tidak diketahui pada lengan penginderaan jembatan Wheatstone yang seduai dengan Rx dan menyesuaikan resistor lawan, R3 untuk menyeimbangkan jaringan jembatan, akan menghasilkan output tegangan nol. Kemudian kita bisa melihat bahwa keseimbangan terjadi pada saat: R1/R2 = R3/Rx = 1 (seimbang) Persamaan Jembatan Wheatstone yang diperlukan untuk memberi nilai hambatan yang tidak diketahui Rx, pada keseimbangan diberikan sebagai berikut ini.



Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Dimana



resistor,



R1



dan



R2



diketahui



atau



nilai



preset.



Fungsi dari Rangkaian Jembatan Wheatstone



Fungsi rangkaian listrik jembatan wheatstone atau jembatan resistensi saat ini dapat digunakan di sejumlah aplikasi, dengan amplifier operasional modern kita bisa menggunakan rangkaian jembatan wheatstone untuk menghubungkan berbagai transduser dan sensor ke rangkaian penguat ini. Selain itu rangkaian Jembatan Wheatstone digunakan untuk mengukur suatu hambatan melalui cara arus yang mengalir pada galvanometer sama dengan nol (hal itu dikarenakan ujung-ujungnya sama besarnya). Sehingga bisa dirumuskan melalui perkalaian silang.



Contoh Aplikasi Rangkaian Jembatan Wheatstone



Agar lebih memhaminya berikut ini kami berikan contoh soal rangkaian jembatan wheatstone. Contoh Soal 1: Dibangun rangkaian jembatan Wheatstone yang tidak seimbang. Hitunglah



tegangan keluaran pada titik C dan titik D dan nilai resistor R4 yang diperlukan untuk menyeimbangkan rangkaian jembatan. Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Jawaban: Untuk lengan seri yang pertama, ACB. Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Untuk lengan seri yang kedua, ADB. Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Tegangan untuk titik C-D diberikan sebagai berikut ini: Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Selanjutnya nilai resistor, R4 yang diperlukan untuk menyeimbangkan jembatan diberikan sebagai berikut: Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Di atas sudah kita lihat bahwa jembatan Wheatstone mempunyai 2 terminal input yaitu (A-B) dan dua terminal output yaitu (C-D). Jika jembatan seimbang, maka tegangan pada terminal output yaitu 0 Volt. Jika jembatan tidak seimbang, maka tegangan outputnya bisa positif ataupun negatif tergantung dari arah ketidak seimbangannya. Contoh soal 2: Terdapat rangkaian seperti pada gambar berikut ini Apabila R1 = 50 Ohm, R2 = 60 Ohm, R3 = 40 Ohm, R4 = 20 Ohm, dan R5 = 30 Ohm Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Hitunglah



hambatan



pengganti



dari



rangkaian



tersebut.



Jawaban: Pada rangkaian di atas kondisinya yaitu Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Sehingga R5 tidak dapat dihilangkan begitu saja, namun harus dimasukkan ke dalam perhitungan. Caranya yaitu dengan mengubah R1, R4, dan R5 dengan 3 buah hambatan baru yaitu Ra, Rb, dan Rc, supaya rangkaian tersebut dapat



diselesaikan secara seri atau paralel. Mengenai ilustrasinya dan rumus transformasinya yaitu sebagai berikut ini: Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Sehingga rangkaian yang baru yaitu seperti pada gambar di bawah ini: Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



dengan Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Langkah Seri antara Seri antara



Rb Rc



dan dan



R2 R3



salanjutnya diperoleh : diperoleh :



15 6



+ +



60 40



= =



75 46



yaitu: Ohm Ohm



Paralel antara 2 hasil di atas yaitu Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Yang terakhir serikan Rpararel dengan Ra sebagai Rtotal: Formatted: Font: (Default) Segoe UI, 13.5 pt, Font color: Custom Color(RGB(59,89,152))



Dengan begitu akan diperoleh hambatan pengganti untuk rangkaian jembatan Wheatstone di atas yaitu 37.89 Ohm. Jembatan Wheatstone dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya relative kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/ kortsluiting dan sebagainya. Rangkaian ini dibentuk oleh empat buah tahanan (R) yag merupakan segiempat A-B-C-D dalam hal mana rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah galvanometer nol (0). Kalau tahanan-tahanan itu diatur sedemikian rupa sehingga galvanometer itu tidak akan mengadakan suatu hubungan antara keempat tahanan tersebut. (Suryatmo, 1986). Jembatan Wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang tidak diketahui harganya (besarannya). Kegunaan dari Jembatan Wheatstone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang mengalir pada galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya sama besar). Sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerjanya adalah sirkuit listrik dalam empat tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan melalui dua titik diagonal dan pada kedua diagonal yang lain dimana galvanometer ditempalkan seperti yang diperlihatkan pada jembatan wheatstone. (Pratama, 2010). Jembatan Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada 1833 dan meningkat kemudian dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun 1843. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak diketahui hambatan listrik dengan menyeimbangkan dua kali dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup komponen diketahui kerjanya mirip dengan aslinya potensiometer