Laporan Strain Gauge [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM UJI BAHAN STRAIN GAGE



NAMA PRAKTIKUM Oleh : NO 1 2 3 4 5 6 7



NAMA Haris Maulana Hasrul M.Reyhan Fitrah Mahatir Muhammad Muhammad Nasir Muhammad Rival Muhammad Firdaus



Kelompok Kelas Semester Prodi Pembimbing



NIM 1721402024 1721402023 1721402012 1721402004 1721402005 1721402002 1721402003



: II : A2 : IV : Teknologi Industri : Hamdani, SST, MT



POLITEKNIK NEGERI



JURUSAN TEKNIK TEKNIK MESIN



Jln B.Aceh-Medan KM 280,3 Buketrata– Email: [email protected]; prodid4tmpp@pn Website:http://mesin.pnl.ac.id



LABORATORIUM UJI BAHAN JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI LHOKSEUMAWE TAHUN 2019



LEMBAR PENGESAHAN



LAPORAN PRAKTIKUM UJI BAHAN “STRAIN GAGE”



OLEH : NO 1 2 3 4 5 6 7



NAMA Haris Maulana Hasrul M.Reyhan Fitrah Mahatir Muhammad Muhammad Nasir Muhammad Rival Muhammad Firdaus



Kelompok Kelas Semester Prodi Pembimbing



NIM 1721402024 1721402023 1721402012 1721402004 1721402005 1721402002 1721402003



: II : A2 :4 : Teknologi Industri : Hamdani, SST, MT



Mengetahui, Kasi.Lab. Uji Bahan



Menyetujui, Pembimbing Praktikum



Dr. Samsul Bahri, ST, M.Si NIP. 197306011999031010



Hamdani, SST, MT NIP.19740711199903100



i



KATA PENGANTAR



Syukur Alhamdulillah penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan praktikum pada Laboratorium Penguji Bahan serta dapat menyelesaikan laporan yang berjudul “Strain Gage”. Shalawat serta salam sama-sama kita sanjung sajikan kepangkuan Nabi Besar Muhammad SAW yang telah membawa kita dari alam kebodohan ke alam yang berilmu pengetahuan seperti kita rasakan pada saat ini. Dalam melaksanakan Praktikum “Strain Gage” pada Laboratorium Penguji Bahan ini penulis mengucapkan ribuan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak HAMDANI, SST, MT selaku dosen pembimbing praktikum “Strain Gage” dan juga kepada rekan-rekan yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini. Dalam percobaan ini penulis memperoleh data-data pengamatan hasil percobaan dan penulis merangkum dalam sebuah buku yang berbentuk laporan ini yang meliputi pemecahan masalah yang kami dapat saat melakukan percobaan. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan Praktikum “Strain Gage” pada Laboratorium Penguji Bahan ini masih jauh dari kesempurnaan maka penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari segenap pembaca.



ii



DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................



i



KATA PENGANTAR ...........................................................................



ii



DAFTAR ISI ..........................................................................................



iii



DAFTAR GAMBAR .............................................................................



iv



BAB I PENDAHULUAN ......................................................................



1



1.1 Latar Belakang ......................................................................



1



1.2 Rumusan Masalah ................................................................



2



BAB II TUJUAN PRAKTIKUM .........................................................



3



2.1 Tujuan Praktikum ..................................................................



3



BAB III DASAR TEORI ......................................................................



4



3.1 Pengertian Sensor Strain Gage ..............................................



4



3.2 Jembatan Wheatstone ............................................................



6



3.3 Pengertian Power Supply ......................................................



7



3.4 Jenis-Jenis Sensor Strain Gage..............................................



8



3.5 Prinsip Kerja Dari Sensor Strain Gage ................................ 13 3.6 Aplikasi Sensor Strain Gage ................................................. 15 BAB IV METODE PRAKTIKUM ...................................................... 16 4.1 Waktu Dan Tempat Praktikum.............................................. 16 4.2 Alat Dan Bahan ..................................................................... 16 4.3 Prosedur Kerja ....................................................................... 16 4.4 langkah kerja ......................................................................... 17 BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................ 21 5.1 Analisa Hasil ......................................................................... 21 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN............................................... 22 DAFTAR PUSAKA ............................................................................... 23



iii



DAFTAR GAMBAR Gambar 3.2.1 Rangkaian Jembatan Wheatstone ............................................ 7 Gambar 3.2.2 Bentuk-bentuk dasar dari Metal Wire Strain Gage.................. 8 Gambar 3.3.3 Metal Foil Strain Gage............................................................ 10 Gambar 3.4.1 Macam-macam Rosette untuk Gage Foil ................................ 11 Gambar 3.5.1 Jenis-jenis konfigurasi Strain Gage Semikonduktor ............... 13 Langkah kerja ................................................................................................ 17 Gambar 1.1 Hubungkan port ke komputer dan buka aplikasi STRAINGAGE SOFTWARE .................................................................................................... 17 Gambar 1.2 Berikut tampilan dari aplikasi STRAINGAGE SOFTWARE.... 17 Gambar 1.3 Pilih COM 4................................................................................ 18 Gambar 1.4 Klik CONNECT ......................................................................... 18 Gambar 1.5 Pilih beban pertama (0.20) .......................................................... 19 Gambar 1.6 Klik START ............................................................................... 19 Gambar 1.7 Hasil untuk beban 0.20 ............................................................... 20



.



iv



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 gaya 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).



1



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 ?



2



BAB II TUJUAN PRAKTIKUM



2.1 Tujuan Praktikum Adapun tujuan dalam pembuatan laporan ini adalah : 1.



Dapat memahami pengertian dari sensor Strain Gauge.



2.



Dapat mengetahui jenis-jenis sensor Strain Gauge.



3.



Dapat memahami prinsip kerja dan cara kerja dari sensor Strain Gauge.



4.



Dapat mengetahui aplikasi sensor Strain Gauge.



3



BAB III DASAR TEORI



3.1 Pengertian Sensor Strain Gage Strain Gage 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 akanter deformasi, 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 Gage. Tegangan keluaran dari jembatan Wheatstone merupakan sebuah ukuran regangan yang terjadi akibat tekanan dari setiap elemen pengindera Strain Gage. 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. Hukum Hook dituliskan sebagai:



dimana: σ = regangan, Δl/l (tanpasatuan) s = tegangangeser , kg/cm2 E = modulus Young , kg/cm2



Bila dua gage atau lebih digunakan, maka tekanan pada pelacakan arah setiap gage bisa ditentukan dengan menggunakan perhitungan. Namun demikian persamaannya memiliki tingkat kompleksitas yang berbeda tergantung pada



4



kombinasi dan orientasi gage tersebut. Kepekaan sebuah Strain Gage disebut dengan faktor gage dan perbandingan antara unit resistansi dengan perubahan unit panjang adalah : Faktor gauge:



dimana : K = Faktor gage ΔR = Perubahan tahanan gauge Δl= Perubahan panjang bahan R = Tahanan gage nominal l = Panjang normal bahan



Jadi regangan diartikan sebagai perbandingan tanpa dimensi, perkalian unit yang sama, misalnya mikro inci / inci atau secara umum dalam persen (untuk deformasi yang besar) atau yang paling umum lagi dalam mikro strain. Perubahan tahanan ΔR pada sebuah konduktor yang panjangnya (l) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan bagi tahanan dari sebuah konduktor yang penampangnya serba sama, yaitu = …………….(3)



dimana :



ρ = tahanan spesifik dari bahan konduktor l = panjang konduktor d = diameter konduktor



a. Karakteristik Strain Gage Karakteristik dari filamen adalah sebagai berikut : 



Faktor Gauge tertinggi







Koefisien suhu resistansirendah







Resitivitas tinggi







Kekuatan mekanis tinggi







Potensial termolistrik minimum disekitar lead 5



b. Bahan- bahan yang bisa dijadikan Strain Gage Berbagai jenis bahan tahanan telah dikembangkan untuk pemakaian dalam gauge-gauge kawat dan foil, seperti:



1)



Constantan adalah paduan (alloy) tembaga-nikel dengan koefisien temperatur rendah. Biasanya Constantan ditemukan dalam Gauge yang digunakan untuk strain dinamik, dimana perubahan level strain tidak melebihi ± 1500 μcm/cm. Batas temperatur kerja adalah dari 10 oC sampai 200oC.



2) Nichrome V adalah paduan nikel-chrome yang digunakan untuk pengukuran strain statik sampai 375 oC dengan kompensasi temperatur, paduan ini dapat digunakan untuk pengukuran static sampai 650 oC dan pengukuran dinamik sampai 1000 oC. 3) Dynaloy adalah paduan nikel-besi dengan FaktorGauge yang rendah dan ketahanan yang tinggi terhadap kelelahan. Bahan ini digunakan untuk pengukuran strain dinamik bila sensitivitas temperatur yang tinggi dapat di tolerir. 4)



Stabiloy adalah paduan nikel-chrome yang dimodifikasi dengan rangkuman kompensasi temperatur yang lebar. Gage ini memiliki stabilitas yang sangat baik dan temperatur cryogenic sampai sekitar 350oC dan ketahanan yang baik terhadap kelelahan.



5)



Paduan-paduan platina tungsten memberikan stabillitas yang sangat baik dan ketahanan yang tinggi terhadap kelelehan pada temperatur tinggi. Gage ini disarankan untuk pengukur anuji static sampai 700oC dan pengukuran dinamik 850oC. 3.2 Jembatan Wheatstone Jembatan Wheatstone adalah rangkaian jembatan yang paling sederhana dan paling umum. Rangkaian ini digunakan dalam aplikasi pengkondisi sinyal dimana transduser mengubah tahanan dengan perubahan variabel dinamik. Beberapa modifikasi dari jembatan dasar ini juga dipakai untuk aplikasi spesifik lainnya. Dalam aplikasi paling modern, detektor setimbang adalah amplifier 6



diferensial impedansi input sangat tinggi. Dalam beberapa kasus, Galvanometer yang sensitif dengan impedansi yang relatif rendah bisa digunakan, khususnya untuk kalibrasi atau instrumen-instrumen pengukuran tunggal. Rangkaian Jembatan Wheatstone merupakan rangkaian yang terdiri dari resistor dan catu daya (power supply). Jembatan wheatstone sendiri adalah rangkaian jembatan yang pada umunya digunakan untuk mengukur presisi tahanan dengan nilai 1 ohm sampai denganmega ohm. Pada umumnya rangkaian jembatan wheatstone banyak digunakan untuk menghitung resistansi yang tidak diketahui dengan bantuan dari rangkaian jembatan. Dua kaki yang terdapat pada rangkaian wheatstone harus disimpan seimbang dan satu kaki yang lainnya termasuk resistansi yang tidak di ketahui.



Gambar 3.2.1 Rangkaian Jembatan Wheatstone



3.3 Pengertian Power Supply Power supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya. Pada dasarnya catu daya ini memerlukan sumber energi listrik yang kemudian mengubahnya menjadi energi listrik yang dibutuhkan oleh perangkat elektronika lainnya. Dalam praktikum ini power suppply yang digunakan adalah mengubah tegangan AC 220 V menjadi tegangan DC dengan range tegangan 0 V – 10 V DC 7



3.4 Jenis-jenis sensor Strain Gage 1. Metal Wire Strain Gauge Metal Wire Strain Gage adalah gage yang terdapat dalam konfigurasi yang bisa diikat, permukaan bisa di transfer dan bisa di lebur, dan ini adalah jenis awal dari Strain Gage yang sudah berkembang. Wayar yang dipakai pada gage tersebut biasanya berdiameter kurang dari 0,025 mm. Pemasangan gage ini biasanya diikat atau ditempelkan pada sebuah metal bar (basis stabil) dan diletakkan antara dua piringan logam tipis dan dikelilingi oleh bahan penyekat, kemudian dilakukan encapsulasi dengan mengetatkan dua piringan bersamaan disekitar ujung gage. Permukaan yang bisa di transfer di maksudkan untuk dihilangkan secara teliti dari carriernya dan kemudian ditempatkan pada permukaan yang telah diukur dan ini cenderung menekan kemungkinan-kemungkinan kebocoran arus dari wayar ke permukaan. Gambar 3.2.1 adalah bentuk-bentuk dasar dari Metal wire Strain gage yang bisa diikat, dan wayar dirangkai dengan pola zig-zag.



(a)



(b)



(c)



Gambar 3.2.2 Bentuk-bentuk dasar dari Metal Wire Strain Gage.



(a) Konfigurasi dasar. (b) Desain pelindung gage. (c) Desain pelindung gage yang dapat di pindah-pindahkan.



8



Diantara material-material yang dipakai adalah paduan (alloy) tembaga– nikel (constantan yang sering dipakai pada gage elongasi tinggi). Paduan nikel-kronium dan paduan besi kronium–aluminium sering dipakai untuk applikasi pada suhu tinggi ataupun yang sangat rendah. Seleksi material wayar dengan koefisien suhu memungkinkan dua material yang akan dipakai dapat bekerja lebih efisien, untuk satu gage masing–masing material itu memiliki koefisien suhu dengan besaran yang sama. Gage konpensasi demikian bisa dibuat dengan menggunakan dua grid parohan yang dihubungkan secara seri dan terbuat dari dua material. Material ini berupa tembaga dan nikel, akan tetapi yang sering dipakai adalah nikel–cled dan cled-baja tahan karat. Adapun material lain yang sering dipakai adalah nikel-cled, paduan nikel–kronium dan berylium. Penghantar yang digunakan Strain Gage terdiari dari dua jenis dasar yaitu penghantar permanen yang dipakai untuk gauge yang bisa diikat, dan penghantar temporer atau sementara dipakai untuk gage dengan permukaan yang bisa ditransfer. Plastik yang bisa dipatahkan seperti Vinyl sering dibuat dalam bentuk rangka digunakan untuk gage wayar, jenis inilah yang paling umum dipakai untuk gage permukaan yang bisa ditransfer. Carrier permanen biasanya sangat tipis ketebalannya kurang lebih 0,03mm. Penggunaan kertas nitrocellulosa biasanya untuk gage yang memiliki batas suhu moderat, pemakaian kertas phenolik infrekmanated dapat meningkatkan batas suhu operasi, pemakaian serat kaca (sebagai limenasi) juga akan meningkatkan batas suhu operasi. Ressin polimida memberikan carrier yang cocok untuk suhu yang sangat rendah ataupun suhu yang sangat tinggi.



2. Strain Gage Metal foil Penyaringan dalam teknik photo acting memungkinkan perkembangan Strain Gage Metal foil menjadi suatu alat yang tidak memakan banyak biaya, jenis gage ini sekarang dipakai secara luas yang pada dasarnya bukan dikarenakan biaya yang relatif murah, tetapi karena Strain gage Metal foil memberikan keuntungan yang berarti. Strain gage Metal foil ini bisa dibuat dengan beberapa ukuran yang sangat kecil, Strain gage Metal foil ini menunjukkan stabilitas yang lebih besar



9



selama penguatan tetap diberikan, gage ini juga lebih stabil selama eksprosur terhadap suhu, dan dikarenakan permukaan yang besar menyebabkan gage ini mampu mengikuti variasi suhu dari permukaan yang diukur. Gage biasanya dibuat dengan photo ecting tipis, perlakuan panas alloy– metal menjadikannya memiliki ketebalan sekitar μm, proses ini melibatkan pembuangan bahan yang tidak diinginkan sehingga bentuk grid yang sesuai dapat diperoleh. Material foil, carrier dan lead pada dasarnya sama dengan bentuk yang digambarkan untuk gage wayar. Banyak gage foil tidak dilengkapi dengan lead, melainkan dilengkapi dengan tab besar integral dengan pola grid yang terkadang dilengkapi dengan titik lebur, kemudian lead bisa diikat oleh pemakai. Metal Foil Strain Gage terlihat pada Gambar 3.3.3.



Gambar 3.3.3 Metal Foil Strain Gage Gambar 3.4.1 menunjukkan beberapa contoh yang keseluruhannya memiliki ukuran yang dan aplikasi yang berbeda.



10



Jenis-jenis dari Metal Foil Strain Gage lain dapat dilihat pada Gambar 3.4.1, diantaranya Rosette 90o yang dapat mengukur aksial dan regangan trasfer sekaligus. Variasi desain ini adalah stress gauge dimana dua elemen meliliki tahanan yang berbeda. Tahanan juga di pilih sehingga hasilnya memberikan sebuah sensor yang keluarannya sebanding dengan takanan dan keluaran elemen aksial sebanding dengan regangan. Rosette 450 memberikan resolusi anguler yang lebih besar dari rosette 600, namun demikian hal ini dapat diketahui apabila arah regangan utama diketahui. Persamaan–persamaan serta program komputer telah dikembangkan untuk penentuan tekanan dan regangan dasar apabila rosette dipakai.



(a)



(b)



(d)



(c)



(e)



(f) Gambar 3.4.1 Macam-macam Rosette untuk Gage Foil



11



(a) Rosette dua elemen foil datar 90o. (b) Rosette dua elemen foil geser datar 90o. (c) Rosette dua elemen tumpukan 90o. (d) Rosette tiga elemen 45o yang persegi empat timpang tindih. (e) Rosette tiga elemen 45o. (f) Rosette tiga elemen foil datar 60o.



3. Strain gauge Semikonduktor Sejak eksperimen dilakukan pada tahun 1950, telah ditemukan bahwa pengaruh piezoresistiv jauh lebih besar pada semikonduktor atau konduktor, sejumlah laboratorium pemerintah maupun komersial melakukan pengembangan terhadap Strain Gage Semi konduktor. Sejak itulah berbagai jenis Strain Gauge serupa dengan karakteristi performa yang memuaskan dan bisa dikontrol telah tersedia dipasaran yang menyebabkan pengetahuan mengenai alat ini makin meningkat. Faktor gage dari Strain Gage Semikonduktor adalah antara 50 sampai 200 dan biasanya adalah 125, sedangkan faktor gage dari Strain Gage logam tidak lebih dari 6 dan biasanya sekitar 2. Namun demikaian Strain Gage Semikonduktor cenderung lebih sulit dipakai pada permukaan yang akan diukur, karena pada dasarnya terbuat dari silikon tipis yang mudah pecah. Batas pengukuran regangannya baisanyan terbatsa sekitar 3000μm, sedangkan batas dari Strain Gage metal mencapai 40.000μm. Perubahan tahanan Strain Gage Semikonduktor dengan regangan yang dipakai sifatnya tidak linier, suhu operasi maksimum lebih terbatas dan konpensasi suhu lebih sulit. Karena kemampuan memberi sinyal keluaran dengan respon pada regangan kecil, Strain gage Semikonduktor sedikit digunakan terutama dalam transduser. Keunggulannya hanya pada percepatan, daya, dan tekanan yang membuat elemen–elemen jauh lebih rendah difleksinya, misalnya diafragma dan tiang pembengkok daripada gage logam yang memungkinkan pemakaian stifer. Pada dasarnya elemen pengindera jauh lebih stabil dan



12



memberikan respon dengan frekuensi yang jauh lebih tinggi. Gambar 3.5.1 menunjukkan jenis–jenis konfigurasi Strain gage Semikonduktor.



Gambar 3.5.1 Jenis-jenis konfigurasi Strain Gage Semikonduktor



Permukaan gage yang bisa ditransfer ataupun enkapsulasi pada carrier Rosette dual element ataupun jembatan penuh bisa dibuat sehingga bisa mengkompensasi sendiri untuk regangan. Dimensinya berkisar antara 1 sampai 5 mm, material untuk lead biasanya terbuat dari emas, perak wayar ataupun pita nikel. Kompensasi untuk potensial termolistrik yang dibangkitkan disekitar gage (silikon) cukup penting karena silikon mengembangkan potensial termolistrik yang sangat tinggi. Dengan menghamburkan doping secara langsung kedalam beberapa bagian wafer silikon ataupun diafragma memungkinkan untuk mengolah elemen–elemen pengindera tranduksi yang komplit. Karena densitasnya yang rendah dan kekuatan silikon yang tinggi, maka elemen–elemen demikian dikenal dengan frekuensi natural. Penyesuaian dan kompensasi gage bisa dipengaruhi oleh kontrol doping yang tepat.



3.5 Prisip Kerja dari Sensor Strain Gage 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



13



induksi beban. Sensor strain gage 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.



14



3.6 Aplikasi sensor Strain Gage 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 pengukuran 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.



15



BAB IV METODE PRAKTIKUM



4.1 Waktu dan Tempat Praktikum Praktikum dilaksanakan pada pukul 09:00 WIB hari Jum’at, 22 Februari 2019. Adapun tempat dilaksanakannya praktikum adalah Laboratorium Uji Bahan, Politeknik Negeri Lhokseumawe, Buket Rata.



4.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini meliputi : 1. Komputer (Aplikasi Strain Reading Sofware) 2. Strain Gage (Quarter Half Bridge) 3. Beban Strain Gage (0.2 kg sebanyak 10 menit) 4. Pelat, untuk menggangtung beban



4.3 Prosedur Kerja 1. Memeriksa seluruh kondisi pada alat praktikum yang akan digunakan 2. Memeriksa keadaan tempat yang akan digunakan untuk melakukan praktikum. 3. Mencatat semua alat dan bahan yang akan digunakan pada saat praktikum berlangsung. 4. Menjaga ata mengatur bidang peletakan benda kerja seimbang /sejajar tidak miring. 5. Memasang alat Strain Gage sesuai prosedur yang diajarkan oleh pembimbing. 6. Menambahkan beban pada Strain Gage secara bertahap. 7. Mencatat semua hasil yang tertera pada komputer. 8. Melakukan percobaan setidaknya 2 kali untuk menghindari yang namanya kebetulan.



16



4.4 Langkah Kerja



1. Hubungkan port ke komputer dan buka aplikasi STRAINGAGE SOFTWARE



Gambar 1.1



2. Berikut tampilan dari aplikasi STRAINGAGE SOFTWARE



Gambar 1.2



17



3. Pilih COM 4



Gambar 1.3



4. Klik CONNECT



Gambar 1.4 18



5. Pilih beban pertama (0.20)



Gambar 1.5 6. Klik START



Gambar 1.6



19



7. Hasil untuk beban 0.20 Lakukan hingga beban 2.00



Gambar 1.7



20



BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN



5.1 Analisa Hasil Berikut adalah hasil dari praktikum uji bahan Strain Gage Quarter Half Bridge :



STRAIN GAGE READING Nomor



Load (Kg)



STRAIN (m/m)



1



0,2



0,00003



2



0,4



0,000086



3



0,6



0,000092



4



0,8



0,000173



5



1,0



0,000227



6



1,2



0,000276



7



1,4



0,000322



8



1,6



0,000322



9



1,8



0,000414



10



2,0



0,000469



Dari hasil praktikum, maka kita dapat memperoleh hasil sebagai berikut yang menunjukkan modulus elastitas dari setiap bahan yang kita lakukan pada alat Strain Gage.



21



BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN



6.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari pembahasan diatas adalah : 1.



Strain Gage 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



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



22



DAFTAR PUSAKA 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.



23