Sdt week 4
-
Upload
rinkateshikari-ritsuinoue -
Category
Technology
-
view
494 -
download
0
Transcript of Sdt week 4
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
Sensor dan TransduserSensor dan Transduser
MINGGU 4
KARAKTERISTIK SENSOR 2
MINGGU 4
KARAKTERISTIK SENSOR 2
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Objek Pembelajaran :
1. Karakteristik Dinamis
2. Faktor Eksternal
3. Reliabilitas
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Karakteristik Dinamis
• Pada dasarnya merupakan sifat respon kondisi transien terhadap input.
• Karakteristik dinamis dipengaruhi oleh waktu.
• Umumnya, respon output sebuah sensor tidak sempurna saat rangsangan inputnya bervariasi sehingga diperoleh dynamic error.
• Kebanyakan sensor dan kopling sumbernya tidak dapat memberikan respon yang instan (langsung jadi)
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
• Respon yang terjadi jika sebuah sensor menjadi bagian dari sebuah kontrol sistem :
�Dalam kondisi terbaik : terjadi delay
�Dalam kondisi terburuk : terjadi osilasi
• Dalam kondisi dinamis, terdapat waktu persiapan (warm-up time), yaitu waktu saat eksitasi sinyal sampai dengan saat sensor beroperasi dalam kondisi akurat.
• Umumnya, warm-up time yang singkat dapat diabaikan kecuali beberapa detektor seperti thermostat.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
• Sebab terjadinya karakteristik dinamis adalah adanya faktor penyimpanan energi, seperti : – Inersia : massa, induktansi– Kapasitansi : electrical, thermal
• Karakteristik dinamis sensor dapat dipelajari dengan menggunakan model matematika persamaan differensial linier.
• Tergatung disain sensor, persamaan ini dapat berupa beberapa tahap / order.
• Dalam praktiknya, model ini ada 3, zero order, first order dan second order
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Karakteristik Dinamis diperoleh dengan menganalisa respon sensor yang dapat berupa input impulse, step, ramp, sinusoida, white noise, dll.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Frekuensi ResponMenggambarkan seberapa cepat sensor orde pertama dapat merespon perubahan rangsangan
Cut-off FrequencyMenggambarkan tinggi rendahnya frekuensi rangsangan yang dapat diproses oleh sensor
Upper Cut-off frekuensi : seberapa cepat rangsangan dapat direspon
Lower Cut Off Frekuensi : seberapa lambat rangsangan dapat direspon
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Laplace Review
Transformasi Laplace terhadap input waktu y(t) dapat dilambangkan dengan
Hubungan mendasarnya adalah yang menekankan pada transformasi differensial
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Sehingga :
G(s) = sensor transfer function
Posisi pole dan zero dari G(s) pada s-plane menentukan prilaku dinamik sensor, seperti, osilasi, cacat eksponensial, dan kelabilan sistem sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Zero Order
Sensor dengan orde nol merupakan sensor
yang langsung dapat menghasilkan respon
(instant respons). Output yang dihasilkan
bersifat linier. Hubungan input dan output
yang dihasilkan :
k = sensitifitas statis
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Karakteristik Zero order sangat diinginkan, karena beberapa hal:
1. Tidak ada delay
2. Bandwidthnya tertentu
3. Sensor hanya mengubah amplitudo sinyal
input
Sensor Zero Order, tidak mengandung elemen penyimpanan energi.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Aplikasi dari Sensor Zero Order :
Potensiometer yang digunakan dalam pengukuran perpindahan linier atau rotary seperti sensor level air.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
First Order
Sensor orde pertama merupakan sensor yang
mengandung 1 komponen penyimpan energi
dan 1 buah komponen pen-disipasi energi.
τ = konstata waktu = a1/a0 = respons dinamis
k = gain statis = 1/ a0 = respons statis
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Input Sinusoid lebih baik digambarkan dalam bentuk respon frekuensi, yaitu amplitudo dan beda fase
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Dynamic Error dan Delay pada First Order Sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Aplikasi First Order Sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Aplikasi First Order Sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Second Oder
Sensor orde kedua merupakan sensor yang
melibatkan dua komponen energi lain dan
sebuah komponen pen-disipasi energi
Dapat dinyatakan dalam bentuk :
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Aplikasi Second Order Sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Beberapa sensor/ transducer dapat dianalogikan untuk
mendapatkan model persamaan matematikanya
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Faktor Eksternal (Lingkungan)Terdiri dari :
a. Kondisi Simpan (Storage condition)Kondisi yang dialami sensor selama beberapa waktu tanpa mengubah performanya seperti dalam kondisi operasi
b. Pergeseran (Short and long-term Stability)Pergeseran merupakan bagian dari keakurasian. Terdiri dari :
� Kestabilan jangka pendek (Short-term stability)Performa sensor berubah dalam hitungan detik, menit ataupun hari. Diartikan juga sebagai noise ULF.
� Kestabilan jangka panjang (Long-term stability)Diartikan sebagai degradasi material atau komponen sensor. Terjadi dalam hitungan bulan atau tahun. Dapat disebabkan oleh kondisi operasi, kondisi simpan, isolasi yang digunakan dan bahan komponen.
c. TemperaturSuhu yang meningkat dapat mempengaruhi operasi dari sensor yang dapat merubah nilai transfer function dari sensor.
d. Self-Heating ErrorError ini disebabkan oleh panas yang diserap oleh sensor sehingga mempengaruhi keakurasiannya.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
KARAKTERISTIK SENSOR 2KARAKTERISTIK SENSOR 2
Reliabilitas Sensor
Diartikan sebagai kehandalan sensor
menghasilkan fungsi yang dinginkan dalam
kondisi dan periode waktu tertentu
Merupakan data statistik yang berisi prediksi
atas kemungkinan sensor dapat beroperasi
tanpa error/kesalahan dalam periode tertentu
atau jumlah/frekuensi penggunaan.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers