Laporan Tetap Praktikum Itp Karakteristik Aneka Temperatur TM [PDF]

Citation preview

LAPORAN TETAP PRAKTIKUM INSTRUMENTASI DAN TEKNIK PENGUKURAN



Disusun oleh : 1. Alifah Rizky Hefyani



(061540411905)



2. Dedek Aguspina



(061540411573)



3. Fatimi Umaira



(061540411576)



4. Muhammad Saidikn



(061540411916)



5.Lili Wijayanti



(061540411580)



6. Sarah Nurlita Sari



(061540411588)



7. Yuda Pratama



(061540411591)



Instruktur



: Yohandri Bow S.T,.M.Si



Judul Percobaan



: Karakteristik Aneka Temperatur (TM 1)



Jurusan



: Teknik Kimia Prodi S1 Terapan Teknik Energi



Kelas/Kelompok



: 3 EGB/ 2



POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA TAHUN AKADEMIK 2016



KARAKTERISTIK ANEKA TEMPERATUR (TM 1)



I.



TUJUAN PERCOBAAN 



Mengetahui dan mempelajari karakteristik termometer







Membandingkan respon temperatur pemanasan air , air dingin dan pemanasan udara menggunakan termometer air raksa, termometer Pt100, termokopel, termometer transmitor dan termometer tekanan uap.



II.



ALAT DAN BAHAN II.1. Alat yang Digunakan 



Satu set Temperature Measurement (Termometer PT 100, termocouple dan termometer transmitor) 



Termometer air raksa







Termometer tekanan uap







Botol Aquadest







Stopwatch



II.2. Bahan yang Digunakan



III.







Aquadest







Es Batu



DASAR TEORI Temperatur adalah derajat tingkat panas atau dingin suatu benda terhadap



benda lain atau lingkungannya. Besaran temperatur tidak diukur secara langsung. Ukuran temperatur selaluberdasarkan perubahan sifat fisik benda tertentu akibat pengaruh perubahantemperatur. Berbagai perubah yang digunakan sebagai prinsip dasar suatutermometer, antara lain : 1. Perubahan dimensi benda, misalnya







Termometer cair dalam bulb (termometer air raksa), berdasarkan prinsip perubahan volume cairan dalam bulb jika dihubungkan dengan medium







padatemperatur tertentu yang ingin diketahui. Termometer bimetal, berdasarkan perbedaan koefisien ekspansi dua buah



platlogam yang direkatkan. 2. Perubahan tegangan listrik, berdasarkan perbedaan sifat termoelektrik dua buah bahan, misalnya : thermocouple. 3. Perubahan tahanan listrik suatu benda, misalnya : RTD dan Thermistor. 4. Perubahan tekanan cairan dalam bulb, misalnya pressure termometer. Pengukuran Suhu dengan Efek Mekanik Pengukuran suhu dengan efek mekanik adalah pengukuran suhu dengan instrumentasi yang bekerja atas dasar perubahan dimensi mekanik akibat perubahan suhu. 



Termometer Air Raksa Termometer air raksa umumnya menggunakan skala suhu Celsius dan



Fahrenhait. Celsius memakai dua titik penting pada skalanya: suhu saat es mencair dan suhu penguapan air. Es mencair pada tanda kalibrasi yang sama pada thermometer yaitu pada uap air yang mendidih. Saat dikeluarkan termometer dari uap air, ketinggian air raksa turun perlahan. Ini berhubungan dengan kecepatan pendinginan (dan pemuaian kaca tabung). Keunggulan Air Raksa Sebagai Alat Pengukur Suhu 1. 2. 3. 4.



Raksa dapat menyerap / mengambil panas dari suhu sesuatu yang diukur. Raksa memiliki sifat yang tidak membasahi medium kaca pada termometer. Raksa dapat dilihat dengan mudah karena warnanya yang mengkilat. Raksa memiliki sifat pemuaian / memuai yang teratur dari temperatur ke



temperatur. 5. Raksa memiliki titik beku dan titik didih yang rentangnya jauh, sehingga cocok untuk mengukur suhu tinggi. 



Termometer Tekanan Uap Termometer tekanan uap mengkonversikan informasi suhu kedalam tekanan.



Jika sebuah bejana tertutup diisi sebagian dengan cairan, maka ruangan diatas cairan tersebutakan terdiri dari uap dan cairan yang tekanannya tergantung pada



suhu. Jika suhu dinaikkan, maka cairan yang menguap akan lebih bnyak dan tekanan akan meningkat. Penurunan suhu akan mengakibatkan terjadinya kondensasi sebagian uap dan tekanan akan turun. Jadi, tekanan uap tergantung pada suhu.



Pengukuran Suhu dengan Efek Mekanik Metode-metode listrik untuk pengukuran suhu sangat baik karena memberikan sinyal yang mudah dideteksi yang banyak dipergunakan



untuk



tujuan pengendalian. 



Termistor Termistor adalah alat semikonduktor yang terbentuk dari oksida logam. Prinsip



pengukuran suhu dengan thermistor adalah bahwa perubahaan resistensi terhadap perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu membuat termistor banyak digunakan sebagai sensor suhu yang tinggi. Jenis – Jenis Termistor 1. PTC(Positive Temperature Coefisient) PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Nilai resistansi sebanding terhadap perubahan suhu. Termistor PTC memiliki perbedaan dengan NTC antara lain: Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negative. Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar dari pada termistor NTC. 2. NTC (Negative Temperature Coefisient) NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Nilai resistansi berbanding terbalik terhadap nilai perubahan suhu. Dimana bahannya terbuat dari logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa mengandung unsur – unsur seperti Mn 2 O3, NiO,CO2,. Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat diubah menjadi



bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari resistansinya dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor logam oksida digunakan dalam daerah 200K sampai 700K. Untuk digunakan pada temperatur yang sangat tinggi, thermistor dibuat dari Al2O3 BeO MgO. 



Termokopel Termokopel terdiri dari dua kawat logam berbeda, seperti besi dan konstantan,



elektrik dihubungkan pada salah satu ujungnya. Menerapkan panas ke persimpangan dua logam yang menghasilkan tegangan antara dua kabel. Tegangan ini disebut ggl (gaya elektro-motif) dan sebanding dengan suhu. Termokopel memerlukan sebuah sambungan referensi, ini ditempatkan di seri dengan penginderaan persimpangan. Sebagai dua persimpangan berada pada temperatur yang berbeda suatu emf termal dihasilkan. Sambungan referensi digunakan untuk memperbaiki persimpangan penginderaan pengukuran.



Tegangan thermocouple meningkat dengan meningkatnya suhu dan sesuai kalibrasi instrumen, mampu mengukur tegangan kecil, dapat digunakan untuk mengukur perubahan. Suhu proses diperoleh dari tegangan, baik dengan membaca grafik atau dengan menggunakan tabel termokopel. tabel daftar tegangan Thermocouple sesuai dengan temperatur masing-masing. Sebuah tabel diperlukan untuk setiap jenis termokopel. Hubungan antara milivolt dan suhu tidak linier.



Dalam mikroprosesor, konversi dilakukan berdasarkan data yang disimpan dalam perangkat. Junction Referensi: Pensensoran, atau sambungan panas dimasukkan ke dalam wilayah di mana suhu akan diukur. Referensi, atau sambungan dingin biasanya dihubungkan dengan pengukuran instrumen dan diadakan pada 0'C. 



Termometer Tahanan Listrik RTD(Resistance Temperature Detectors) RTD dibangun dari logam yang dipilih (biasanya Platinum), yang mengubah



resistansi dengan perubahan suhu. Transduser adalah resistor sensitif temperatur itu sendiri, dengan sensor menjadi kombinasi dari transduser dan elektronik yang mengukur hambatan dari perangkat. Resistance temperature detector(RTD) mengukur konduktivitas listrik seperti variasi suhu. Hambatan listrik umumnya meningkat dengan temperatur, dan perangkat didefinisikan sebagai memiliki koefisien temperatur positif. Besarnya koefisien suhu menentukan sensitivitas dari RTD. Selain Platinum, logam lain digunakan untuk RTD seperti Tembaga dan Nikel. Platinum adalah yang paling umum dan memiliki karakteristik terbaik linier dari tiga, meskipun nikel mempunyai koefisien suhu yang lebih tinggi memberikan sensitivitas yang lebih besar. Koefisien suhu menentukan berapa banyak perlawanan akan berubah untuk perubahan suhu, dan memiliki satuan ohm / oC. Semakin besar suhu koefisien, semakin resistensi akan berubah untuk perubahan yang diberikan pada suhu. Hal ini pada akhirnya menentukan bagaimana perangkat sensitif. RTD biasanya cukup linear, namun suhu koefisien tidak berubah seiring kisaran operasi. Sebagai indikasi, suhu koefisien untuk Platinum rata-rata sebesar 0,00385 selama rentang dari 00C hingga 1000C, tetapi bervariasi sekitar 2% dari kisaran ini.



IV.



PROSEDUR PERCOBAAN Pemanasan Air 1. Megisi air pada Water Batch ( aquadest )



2. Menutup water batch dan meletakkan termometer air raksa, termokopel, bimetal, pt-100, dan termometer transmitor pada tutup water batch 3. Menghubungkan kabel pada temperature measurement ke stop kontak 4. Memutar main supply pada tombol posisi “on”, lampu indikator main on akan menyala 5. Memutar tombol merah pada water batch pada skala suhu 1000C 6. Menekan tombol hijau pada water batch bersamaan dengan menghidupkan stop watch 7. Mencatat kenaikan temperatur setiap 1 menit pada semua termometer 8. Bila termometer air raksa telah menunjukkan 1000C, memutar tombol merah ke skala 0 9. Menekan tombol hijau pada water batch 10. Mematikan alat dengan cara memutar main supply pada posisi “off” 11. Mencabut kabel dari stop kontak Isoterm 1. Mengisi termos isoterm dengan air es 2. Meletakkan termometer air raksa, pt-100, termokopel, bimetal, dan transmitor pada tutup termos es 3. Menghubungkan kabel pada temperature measurement ke stop kontak 4. Memutar main supply pada posisi “on”, lampu indikator main on akan menyala, menghidupkan stopwatch 5. Mencatat kenaikan temperatur setiap 1 sampai waktu 15 menit 6. Mematikan alat dengan cara memutar main supply pada posisi “off” 7. Mencabut kabel dari stop kontak



Pemanasan Udara 1. 2. 3. 4.



Meletakkan semua termometer pada alat blower Memutar tombol pada elektronik pada 300C Menghubungkan kabel pada temperature measurement ke stop kontak Memutar main supply pada posisi “on”, lampu indikator main on akan



menyala 5. Menekan tombol stand by dan tombol warna hijau pada blower bersamaan dengan menghidupkan stopwatch 6. Mencatat kenaikan temperatur setiap 1 menit pada semua termometer 7. Mematikan stopwatch bila termometer air raksa menunjukkan temperatur 300C 8. Memutar tombol warna hijau ke arah nol dan menekan tombol stand by 9. Mematikan alat dengan cara memutar main supply pada posisi “off”



10. Mencabut kabel dari stop kontak A.



V.



DATA PENGAMATAN



5.1



Pemanasan Air Temperatur (⁰C) T. Tekanan Platinu



Waktu (detik) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420



450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810 840 870 900 930 960



Air raksa 30 30 32 34 36 38 40 47 49 49 52 54 56 58 62 64 68 70 72 74 77 78 80 83 86 89 92 94 96 96 96 96



Uap 28 30 30,5 31 33 35 37 37,5 41 43 45 48 50 52 55 57 59,5 62 65 68 71 73,5 76 79 82 85 89 92 95 96 96 96



m



Termkopel



27,3 32,9 33,3 34,4 37,3 39,2 42,8 45,1 48,3 50,6 53,9 55,8 59,0 61,6 64,1 66,9 69,4 71,7 74,5 77,1 79,6 82,6 84,7 87,2 89,7 92,5 95,1 98,3 99,9 100,0



28,4 33,8 34,1 36,3 39,2 40,1 44 42,3 49,1 52,3 55 57,5 60,2 63,3 65,9 67,9 71,2 73,1 76 77,6 80,9 83,1 85,7 88 90,7 93,4 96,6 99,6 100,0



5.2



Isotherm



Waktu (menit) 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720 750 780 810 840 870 900



5.3



Air Raksa 14 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 11 10 10 10 11 11 11 11 11 11 12 12 12 12 12 12



Temperatur (⁰C) Platinum 25,3 4,1 3,8 3,9 3,7 3,7 3,9 3,9 3,9 4,0 4,1 4,0 4,0 4,0 4,0 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 3,9 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,8 3,7 3,7



Termokopel 26,7 4 3,8 3,8 3,5 3,6 3,5 3,6 3,8 3,9 3,9 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4,1 4,1 4,1 4,1 4,1 4,2 4,2 4,2 4,2



Blower



Waktu (menit) 0 30 60 90 120



Air Raksa 21 56 79 84



Temperatur (⁰C) Platinum 26,7 62,9 106,3 107,3



Termokopel 28,6 78,2 105,8 114,3



150 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540 570 600 630 660 690 720



100 104 106 108 108 109 109 110 111 111 111 111 112 112 112 112 112 112 112 112



121,4 126,2 128,2 129,1 130,1 130,5 130,8 130,9 131,1 131,2 131,4 131,5 131,6 131,7 131,8 132 132 132



117,2 118,1 118,6 118,7 119 119,1 119,4 119,7 119,7 119,7 119,7 119,8 120 119,9 120,3 120,3 120,5 120,6 120,6 120,6



VI.



ANALISIS DATA Pada praktikum kali ini yaitu pengukuran temperatur dengan menganalisis



berbagai macam thermometer . Suhu yang merupakan besaran yang menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer . Dari percobaan yang telah dilakukan dapat dianalisa mengenai perbedaan suhu yang ditunjukkan oleh beberapa termometer. Hal ini dikarenakan kemampuan termometer yang digunakan pada saat praktikum berbeda-beda. Percobaan yang dilakukan menggunakan piranti pengukuran suhu efek mekanik dan pengukuran suhu efek listrik. Pengukuran suhu efek mekanik yang digunakan yaitu termometer air raksa dan termometer tekanan uap. Sedangkan pengukuran suhu efek listrik yang digunakan yaitu termokopel tipe J dan pt-100. Setelah dilakukan pengamatan, didapatkan hasil yang berbeda pada setiap pengukuran suhu dari termometer yang digunakan. Hal ini dikarenakan pada karakteristik termometer itu sendiri. Pada pemanasan air didapat bahwa pengukuran suhu pada termokopel, panas yang diukur terlihat lebih tinggi. Nilai pengukuran pada termokopel lebih cepat meningkat atau naik dibandingkan termometer lain yang digunakan. Termokopel yang digunakan yaitu termokopel tipe J. Termokopel ini dibedakan berdasarkan material penyusunnya, jangkauan pengukuran serta sensitivitasnya. Untuk nilai pengukuran pada termometer lainnya, Termistor dan tekanan uap menunjukkan nilai pengukuran yang tidak jauh berbada. Sedangkan untuk termometer air raksa, nilai pengukuran yang didapat selinear dengan nilai pengukuran yang didapat pada pt-100. Pada isoterm, hasil pengukuran yang didapat juga menunjukkan bahwa termokopel memberikan



respon lebih cepat pada pengukuran dibandingkan



termometer lainnya. Nilai yang didapat pada isoterm ini yaitu konstan. Nilai pengukuran terus berada pada suhu yang stabil walaupun terjadi perubahan hanya sedikit dan kemudian kembali stabil. Berdasarkan hasil pengamatan, dari kelima termometer yang digunakan piranti pengukuran yang paling baik untuk suhu yaitu dengan menggunakan pt100. Termometer pt-100 memiliki sensitivitas yang lebih tinggi, jangkauan rangenya luas dibandingkan termometer lainnya.



KESIMPULAN



VII.



Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa : 



Respon dari beberapa termometer berbeda-beda, tergantung dari material penyusunnya, jangkauan pengukuran serta sensitivitasnya.







Proses kenaikan suhu (pemanasan) lebih cepat daripada pendinginan karena proses pemanasan dipengaruhi oleh energi panas dan tekanan







Pt 100 memiliki tingkat ketelitian yang lebih tinggi dari pengukuran yang lainnya sehingga dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat panas maupun uhu yang sangat dingin.



VIII. DAFTAR PUSTAKA 



Jobsheet Praktikum Instrumentasi dan Teknik Pengukuran. 2015.







Karakteristik Aneka Temperatur. Palembang: Politeknik Negeri Sriwijaya Anonim. http://scribd.com/doc/24349955/Laporan-TM-1(Diakses secara







online tanggal 15 November 2015) Anonim. http://kizumi22.blogspot.co.id/2014/04/Pengukuran -temperatur-TM-1.html (Diakses secara online tanggal 15 November 2015)



GAMBAR ALAT



Temperature Measurement (Termokopel, Termistor, Pt-100)



Termometer Tekanan Uap



Termometer Air Raksa