DAFTAR ISI...4. Osiloskop dual trace 5. Kabel konektor (Jumper) C. DASAR TEORI Pengujian pengukuran...

Laboratorium Teknik Elektro | i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI .......................................................................................................................................................... i

KEPEMILIKAN DAN PENGESAHAN ........................................................................................................ iii

UNIT I. KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN .......................................................................... 1

UNIT II. APLIKASI OP-AMP 1 .................................................................................................... 7

UNIT III. APLIKASI OP-AMP PENGUAT TAK MEMBALIK ............................................... 12

UNIT IV. APLIKASI OP-AMP 2 ................................................................................................. 15

UNIT V. APLIKASI OP-AMP INTEGRATOR ......................................................................... 19

UNIT VI. APLIKASI OP-AMP INTEGRATOR DIFERENSIATOR ....................................... 21

UNIT VII. PENGUKURAN TEMPERATUR MENGGUNAKAN TERMISTOR ..................... 24

Laboratorium Teknik Elektro | ii

Laboratorium Teknik Elektro | iii

KEPEMILIKAN DAN PENGESAHAN

Nama Hari Ttd

No. Mahasiswa Jam

KEGIATAN PRAKTIKUM PENYERAHAN LAPORAN

No Tanggal Unit Nama & Paraf SPV/Asisten

Tanggal Kumpul Laporan

Unit Nama & Paraf SPV/Asisten

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Laboratorium Teknik Elektro | 1

UNIT I KETIDAKPASTIAN PENGUKURAN

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengetahui sifat-sifat alat ukur

2. Mengkalibrasi alat ukur

B. ALAT DAN BAHAN

1. Rangkaian percobaan

2. Catu Daya stabil

3. Multimeter

4. Osiloskop dual trace

5. Kabel konektor (Jumper)

C. DASAR TEORI

Pengujian pengukuran seringkali mencakup nilai terukur, yang terletak dekat zona

ketidakpastian. Tujuan pengukuran adalah menentukan nilai besaran ukur yang

mencakup spesifikasi besaran ukur, metode pengukuran dan prosedur pengkuran.

Secara umum, hasil pengukuran hanya merupakan taksiran atau pendekatan nilai

besaran ukur. Oleh karena itu hasil tersebut hanya lengkap bila disertai dengan

pernyataan ketidakpastian dari taksiran tersebut.

Ketidakpastian adalah ukuran sebaran yang secara beralasan dapat dikaitkan dengan

nilai terukur. Yang memberikan rentang terpusat pada nilai terukur, dimana didalamnya

terletak nilai benar dengan tingkat kepercayaan tertentu.

Beberapa sumber ketidakpastian pengukuran:

1. definisi besaran ukur yang tidak lengkap

2. pengambilan sampel yang diukur bisa jadi tidak mewakili besaran ukur yang

didifinisikan.

3. bias personil dalam membaca peralatan analog

4. resolusi atau ambang diskriminasi peralatan

5. nilai yang diberikan pada standar pengukuran atau bahan acuan

6. variasi pengamatan berulang terhadap besaran ukur dalam kondisi yang

tampak sama

7. pengaruh kondisi lingkungan terhadap proses pengukuran.


Klafisifikasi komponen ketidakpastian

Secara umum ketidakpastian pengukuran terdiri dari beberapa komponen yang

dapat diklasifikasikan menurut metode yang digunakan untuk menaksir numeriknya.

1. Tipe A, yang dievaluasi dengan analisa statistik dari serangkaian pengamatan.

2. Tipe B, yang dievaluasi dengan cara selain analisis statistik, tapi didasarkan

kepada “scientific jugement” dengan menggunakan informasi:

a. Data pengukuran sebelumnya,

b. Pengalaman dan pengetahuan,

c. Spesifikasi pabrik,

d. Data kalibrasi/laporan kalibrasi,

e. Ketidakpastian dari data acuan/ buku

Dalam praktikum kali ini kita akan mencoba menghitung ketidakpastian

pengukuran dengan Tipe A.

Evaluasi ketidakpastian baku Tipe A

Bila pengukuran dilakukan berulang kali, nilai rata-rata dan simpangan bakunya

dapat dihitung. Simpangan baku menggambarkan sebaran nilai yang dapat

digunakan untuk mewakili seluruh populasi dari nilai terukur.

Dalam sebagaian besar kasus, taksiran terbaik yang tersedia dari nilai haapan

terhadap suatu besaran yang bervariasi secara acak, yang diperoleh dari n

pengamatan berulang yang saling bebas dalam kondisi pengukuran yang sama adalah

nilai rata-rata dari hasil n pengamatan:

n

ixn

x1

1

Simpangan baku adalah suatu taksiran sebaran populasi dimana n nilai tersebut

diambil, yaitu:

1

)(

)( 1

2

n

xx

xs

n

i

i

i

Setelah melakukan satu kali n pengamatan berulang, kemudian dilakukan

pengamatan kedua dari n pengamatan berulang maka nilai rata-rata dapat dihitung lagi.

Kemungkinan akan terjadi sedikit perbedaan rata-rata dari n pengamatan kedua dari


rata-rata pengamatan pertama. Taksiran sebaran dari rata-rata populasi dapat dihitung

dari simpangan baku rata-rata eksperimental (ESDM):

𝒔(𝒙) =𝒔(𝒙𝒊)

√𝒏

Ketidakpastian baku Tipe A, u(xi) dari suatu besaran yang ditentukan dari n

pengamatan berulang yang saling bebas adalah nilai ESDM:

u(xi) = s(x)

Jadi nilai besaran yang terukur adalah hasil pembacaan u(xi)


Lembar Kerja Kalibrasi Tegangan DC

Hasi Kalibrasi

Rentang (Volt)

Frekwensi (Hz)

Penunjuk Alat

(Volt)

Pembacaan Standard

(Volt)

Naik Turun Naik Turun repeability Rara-rata pembacaan

1 1 2 2 Naik turun

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Catatan:

Nilai rata-rata dibulatkan k :

Repebility terbesar: (Repebility = harga mutlak dari selisih pembacaan naik.1 dan pembacaan naik.2 atau pembacaan turun.1 dan pembacaan turun.2)

Analisis:

.................................................................................................................. ......................................................................

........................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

Disetujui: Tgl.

Diperiksa: Tgl.

Dikalibrasi: Tgl.


Lembar Kerja Kalibrasi Tegangan AC

Hasi Kalibrasi

Rentang (Volt)

Frekwensi (Hz)

Penunjuk Alat

(Volt)

Pembacaan Standard

(Volt)


1 1 2 2 Naik turun

CT – 6 50 Hz

6 – CT 50 Hz

6 – 6 50 Hz

CT – 9 50 Hz

9 - CT 50 Hz

9 - 9 50 Hz

CT – 12 50 Hz

12 – CT 50 Hz

12 - 12 50 Hz

6 – 9 50 Hz

9 – 6 50 Hz

6 – 12 50 Hz

12 – 6 50 Hz

9 – 12 50 Hz

12 - 9 50 Hz

Catatan:

Nilai rata-rata dibulatkan ke:

Repebility terbesar : (Repebility = harga mutlak dari selisih pembacaan naik.1 dan pembacaan naik.2 atau pembacaan turun.1 dan

pembacaan turun.2)

Analisis:

.................................................................................................................. ......................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

........................................................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

Disetujui Tanggal:

Diperiksa Tanggal:

Dikalibrasi Tanggal:


Lembar Kerja Kalibrasi Tahanan Hasi Kalibrasi

Rentang (Ohm)

Penunjuk Alat

(Ohm)

Pembacaan Standard

(Ohm)


1 1 2 2 Naik turun

Catatan:

Nilai rata-rata dibulatkan ke:

Repebility terbesar: (Repebility = harga mutlak dari selisih pembacaan naik.1 dan pembacaan naik.2 atau pembacaan turun.1 dan pembacaan turun.2)

Analisis:

.................................................................................................................. ......................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

........................................................................................................................................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

.................................................................................................................. ......................................................................

........................................................................................................................................................................................

Disetujui Tanggal:

Diperiksa Tanggal:

Dikalibrasi Tanggal:


UNIT II APLIKASI OP–AMP 1

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengetahui sifat-sifat Op-Amp

2. Merancang rangkaian dengan Op-Amp

3. Menerapkan Op-Amp pada berbagai aplikasi

B. ALAT DAN BAHAN


2. Catu Daya stabil

3. Multimeter



C. DASAR TEORI

Secara teori Operational Amplifier (Op-Amp) atau Penguat Operasi adalah penguat

dengan kopling langsung (DC = Direct Coupling) yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1. Faktor penguatan tak terhingga (A = )

Artinya perubahan sedikit saja pada masukannya akan menyebabkan perubahan

yang besar pada keluarannya. Karena pada penggunaannya tegangan output

berhingga dan karena iO A.V V , sedangkan A = maka iV dianggap nol

walaupun 0 V0 .

2. Tahanan Input Tak Terhingga ( R i )

Artinya inputnya tak menarik daya dari tingkat sebelumnya (yang diperlukan

hanya perubahan tegangan). Karena i

ii

R

V I , bila iR maka 0 iI jadi pada

input tidak ada arus.

3. Tahanan Output = 0

Artinya tegangan output akan tetap walaupun impedansi beban hamper nol.

4. Bandwith dari DC sampai Tak Terhingga

Penguatan dari DC sampai frekuensi tak terhingga besarnya tetap.

5. Tak ada Drift Tegangan

Tegangan output tak berubah bila suhu berubah.


6. Rise Time = 0

Waktu yang diperlukan untuk mencapai harga puncak pada output sama dengan

pada sinyal input.

Mengingat bahwa bahan-bahan yang dipergunakan untuk membuat IC Op-Amp

kemampuannya terbatas, maka kenyataannya sebuah Op-Amp tidaklah persis seperti

penguat ideal.

Beberapa contoh rangkaian dasar dengan Op-Amp adalah sebagai berikut :

Gambar 1. Rangkaian dasar Op-Amp


LEMBAR PENGISIAN A. Gelinciran Nol (Zero Offset)

Ukurlah Tegangan Keluaran:

RESISTOR VAR di putar ke kanan Vo = ……………

RESISTOR VAR di putar ke kiri Vo = ……………

RESISTOR VAR di putar ke posisi tengah Vo = ……………

Apakah output dapat 0 volt? Ya/Tidak

Jelasan :

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

B. Penguat Membalik

+

-

LM741

3

26

7 14 5

-5V

100 K13

2

+5V

OUT PUT

R2

output

-Vcc

R1

1 K

+

-

LM741

3

26

7 14 5

Input

+Vcc


Penggaruh Perubahan R2

f.in = 1 KHz V.in = 100mVp - p

+Vcc = 5Volt -Vcc = 5Volt

R2 (Ohm) V 0 (skala) Volts/Div V 0 (Volt)

R2 = 1 KΩ

R2 = 4K7 Ω

R2 = 10 KΩ

Penggaruh Perubahan V.in

f.in = 1 KHz R2 = 10 KΩ +Vcc = 5Volt -Vcc = 5Volt

Gambarkan bentuk gelombang input dan output

V.in = 100mVp - p

(sinus)

Beda Fase = ............

V.in = 300mVp - p

(sinus)

Beda Fase = ............

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

V.in = 700m V p - p (sinus)

Beda Fase = ............

V.in = 1 V p - p (sinus)

Beda Fase = ............

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........


Penggaruh Perubahan Vcc

f.in = 1 KHz R2 = 10 KΩ V.in = 700m Vp - p

(sinus)


+Vcc = 5Volt -Vcc = 5Volt Beda Fase = .......


Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........



Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Nama Praktikan:

1. ………………………….... NIM: ………………………

2. ……………..…………..… NIM: ………………………

Acc Asisten

Tanggal: ………………………

Ttd.

(…………………………….)


UNIT III APLIKASI OP-AMP

PENGUAT TAK MEMBALIK

Penggaruh Perubahan R2

f.in = 1 KHz V.in = 100mV p - p +Vcc = 5Volt -Vcc = 5Volt

R2 (Ohm) V 0 (skala) Volts/Div V 0 (Volt)

R2 = 1 KΩ

R2 = 4K7 Ω

R2 = 10 KΩ

-5V

+

-

LM741

3

26

7 14 5

+5V

Input

R2

1K

output


Penggaruh Perubahan V.in

f.in = 1 KHz R2 = 10 KΩ +Vcc = 5Volt -Vcc = 5Volt


V.in = 100mVp - p

(sinus)

Beda Fase = .......

V.in = 300mVp - p

(sinus)

Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

V.in = 700m Vp - p

(sinus)

Beda Fase = .......

V.in = 1,2 Vp - p

(sinus)

Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........


Penggaruh Perubahan Vcc f.in = 1 KHz R2 = 10 KΩ V.in = 1000m V

p - p(sinus)




Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........



Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Nama Praktikan:

1. ………………………….... NIM: ………………………

2. ……………..…………..… NIM: ………………………

Acc Asisten

Tanggal: ………………………

Ttd.

(…………………………….)


UNIT IV APLIKASI OP – AMP II

A. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mengetahui sifat-sifat Op-Amp

2. Merancang rangkaian dengan Op-Amp

3. Menerapkan Op-Amp pada berbagai aplikasi lanjut

B. ALAT DAN BAHAN


2. Catu Daya stabil

3. Multimeter



C. DASAR TEORI

Secara teori Operational Amplifier (Op-Amp) atau Penguat Operasi adalah penguat

dengan kopling langsung (DC = Direct Coupling) yang memiliki sifat-sifat sebagai berikut:

1. Faktor penguatan tak terhingga (A = )

Artinya perubahan sedikit saja pada masukannya akan menyebabkan perubahan

yang besar pada keluarannya. Karena pada penggunaannya tegangan output

berhingga dan karena iO A.V V , sedangkan A = maka iV dianggap nol

walaupun 0 V0 .

2. Tahanan Input Tak Terhingga ( R i )

Artinya inputnya tak menarik daya dari tingkat sebelumnya (yang diperlukan

hanya perubahan tegangan). Karena i

ii

R

V I , bila iR maka 0 iI jadi pada

input tidak ada arus.

3. Tahanan Output = 0

Artinya tegangan output akan tetap walaupun impedansi beban hamper nol.

4. Bandwith dari DC sampai Tak Terhingga

Penguatan dari DC sampai frekuensi tak terhingga besarnya tetap.

5. Tak ada Drift Tegangan

Tegangan output tak berubah bila suhu berubah.


6. Rise Time = 0

Waktu yang diperlukan untuk mencapai harga puncak pada output sama dengan

pada sinyal input.

Mengingat bahwa bahan-bahan yang dipergunakan untuk membuat IC Op-Amp

kemampuannya terbatas, maka kenyataannya sebuah Op-Amp tidaklah persis seperti

penguat ideal.


LEMBAR PENGISIAN

A. Penguat Diferensial

f.in = 1 KHz V.in = 100mV p - p (sinus)


R1 = 1 KΩ, R2 = 2K2Ω Ra = 1 KΩ, Rb = 2K2Ω Beda Fase = .......

R1 = 1 KΩ, R2 = 2K2Ω Ra = 2K2Ω, Rb = 4K7Ω Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

R1 = 1 KΩ, R2 = 2K2Ω Ra = 1 KΩ, Rb = 1 KΩ . Beda Fase = .......

R1 = 1 KΩ, R2 = 2K2Ω Ra = 1 KΩ, Rb = 4K7Ω . Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

R2

Input 2

Rb

output

R1

Input 1

+5V

+

-

LM741

3

26

7 14 5

-5V

Ra


Dengan input tegangan DC, Vin1 = 5V dan Vin2 = 5V (dc)



Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........


UNIT V APLIKASI OP-AMP

INTEGRATOR

f.in = 100 Hz V.in = 900mV p - p …(sinus)


R2 = 1 KΩ Beda Fase = .......

R2 = 10 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

R2 = 4K7 Ω . Beda Fase = .......

R2 = 47 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

f.in = 1 KHz V.in = 2V p - p …(kotak)

Input 1

C1

50 nF

+

-

LM741

3

26

7 14 5

R2

1M

+5V

output

R1

-5V


Gambarkan bentuk gelombang input dan output R2 = 1 KΩ Beda Fase = .......

R2 = 10 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

R2 = 4K7 Ω Beda Fase = .......

R2 = 47 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Nama Praktikan:

1. ………………………….... NIM: ………………………

2. ……………..…………..… NIM: ………………………

Acc Asisten

Tanggal: ………………………

Ttd.

(…………………………….)


UNIT VI APLIKASI OP-AMP

INTEGRATOR DIFERENSIATOR

f.in = 100 Hz V.in = 900m Vp - p

…(sinus)


R2 = 1 KΩ Beda Fase = .......

R2 = 10 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

R2 = 4K7 Ω Beda Fase = .......

R2 = 47 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

C1

50 nFoutput

R1

Input 1

-5V

+

-

LM741

3

26

7 14 5

+5V


f.in = 1 KHz V.in = 2 Vp - p

…(segitiga)


R2 = 1 KΩ Beda Fase = .......

R2 = 10 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

R2 = 4K7 Ω Beda Fase = .......

R2 = 47 KΩ Beda Fase = .......

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vout = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........

Vin = ...........

Volt/div = ...........

Periode = ...........

Time/div = ...........


Op-Amp Dalam Regulator Tegangan

Vzener = 3V8

V.in = 5 V

R f (Ohm) V 0

1 KΩ

1K5 Ω

2 KΩ

4K7 Ω

5 KΩ

Vzener = 6V8

V.in = 5 V

R f (Ohm) V 0

1 KΩ

1K5 Ω

2 KΩ

4K7 Ω

5 KΩ

Nama Praktikan:

1. ………………………….... NIM: ………………………

2. ……………..…………..… NIM: ………………………

Zener

+ Vdc

-5V

+

-

LM741

3

26

7 14 5

R1

1 k

Rs

1 k

RF

output

Acc Asisten

Tanggal: ………………………

Ttd.

(…………………………….)


UNIT VII PENGUKURAN TEMPERATUR MENGGUNAKAN TERMISTOR

A. TUJUAN PERCOBAAN

1. Mengetahui sensor suhu jenis termistor

2. Menggunakan termistor untuk mengukur suhu

3. Mengetahui respon, sensitifitas, linier, presisi dan akurasi

B. ALAT DAN BAHAN

1. Op-amp 741 x 1

2. Resistor 1Kohm x 2, 10Kohm x 2, dan 100ohm x 1

3. NTC x 1

4. Thermometer presisi x 1

5. Solder x 1

6. Butiran es x 1

7. Catudaya x 1

C. DASAR TEORI

Temperature standar yang utama adalah temperature tetap yang diperoleh dari

fenomena fisik. Contohnya adalah titik triple dari hydrogen pada suhu 1337,58K, titik

triple dari es pada suhu 273,16K dan titik beku dari emas pada suhu 1337,58 K. Titik triple

merupakan titik khusus dalam temperatur dengan tekenan permukaan yang mana tiga

fasa zat (padat, cair dan gas) berada dalam kondisi lingkungan yang sama. Hal ini telah

diterangkan dalam skala temperatur termodinamika mutlak dari kelvin dimana 0K

merupakan energi panas minimum.

Dalam ilmu pengetahuan dan teknik, juga dipakai skala temperatur Celcius. Suhu 0 oC

merupakan titik beku dan 100 oC merupakan titik didih air pada tekanan standar. Titik

triple air pada tekanan terendah (6,11 mbar atau 4,58 mm hg). Titik beku air adlah 273,15

K, dan untuk mengkonversi dari celcius ke kelvin dengan menambah 273,15.


Transduser temperatur

Salah satu dari tranduser temperatur non listrik yang umum adalah termometer

mercury atau alkohol. Jenis termometer ini terdiri dari suatu gelombung berisikan cairan

yang dihubungkan pada tabung kapiler. Perubahan isi ini akan dikonversikan menjadi

panjang tabung kapiler. Trnaduser temperatur lain yang merupakan tranduser listrik

adalah platinum resistance thermometer, thermocople, dan termistor.

Termistor

Termistor untuk pengukuran temperatur terdiri dari sepotong oksida mental yang

menghasilkan penurunan resistansi listrik akibat dari naiknya temperatur. Dalam

semikonduktor, jika temperatur dinaikan, maka beberapa elektron akan bergerak dari

pita valensi ke pita konduktif sehingga konduktifitas listrik akan naik. Konduktivitas

listrik ini telah diterangkan melalui mekanisme Boltzman, yang mana jumlah dari

elektron dalam pita konduksi bergantung pada temperatur e(-E/kT), dimana E merupakan

celah pita, sekitar 0,3eV dan k adalah konstanta Boltzmann sama dengan 8,61709 x 10-5

eV/K. Resistansi merupakan kebalikan dari konduktivitas, resistansi akan sebanding

dengan e(+E/kT) = e(35000/T).

Hubungan antara resistansi R dan temperatur T diberikan oleh:

𝑹(𝑻) = 𝑹(𝑻𝒐)𝒆[𝜷(

𝟏𝑻−

𝟏𝑻𝒐)]

Dimana T dalam derajat Kelvin, To adalah temperatur refernsi, dan adalah

koefisien temperatur dari bahan. Persamaan di atas terlihat bahwa resistansi menurun

secara eksponensial. Hal ini sebagai akibat naiknya konsentrasi elektron dalam pita

konduksi karena naiknya temperatur. Deskripsi yang lebih akurat diberikan oleh

persamaan:

𝟏

𝑻= 𝑨 + 𝑩(𝐥𝐧 𝑹) + 𝑪(𝒍𝒏 𝑹)𝟑

Dimana A, B, dan C adalah konstanta empiris yang diperoleh melalui data

pengukuran. Karena persamaan tersebut linier untuk A, B, dan C maka teknik fitting least-

squares dapat kita pakai. Sebagai aproksimasi awal, 00 /ln TRA dan B . Dengan

mengabaikan harga (lnR)3, hubungan antara 1/T dan ln R untuk termistor terlihat seperti

gambar 1


Ln Ro

Slope

Ln R(T)

1/T1/To

Gambar 1. Hubungan antara 1/T dan ln R untuk termistor, setelah mengabaikan

(ln R)3

Konstanta disipasi adalah daya yang diperlukan untuk menaikan temperatur 1 oC diatas

media di sekitarnya. Untuk termistor yang ditempatkan pada minyak, konstanta

disipasinya sekitar 10 mW/ oC. Hal ini penting untuk diketahui karena arus yang melalui

termistor harus dijaga cukup kecil sehingga pemanasan joule tidak mempengaruhi

pengukuran temperatur. Untuk dipakia dalam pengukuran temperatur, termistor

digunakan rangkaian jembatan seperti gambar 2

THER

MIS

TOR

100K

5K

+ -

5K

VCC

GND

Gambar 2. Jembatan whiteton

Persamaan dari rangkaian gambar 2 adalah:

Thermistor x 5K = Potensiometer(100K) x 5K

Dari keluaran gambar 2, akan dikuatkan dengan rangkaian penguat diferensial

seperti gambar 3.


Gambar 3. Rangkaian penguat deferensial

Persamaan dari rangkaian gambar 3 adalah

D. LANGKAH PERCOBAAN

1. MENENTUKAN KARAKTERISTIK TERMISTOR

0 +

0+THERMISTOR

100 ohm

PSA 5 V

THERMOMETER

a. Atur sedemikian rupa sehingga badan thermistor dan termometer sangat

berdekatan agar mendapat akses panas dari solder

b. Catat suhu mula mula dan nilai pembacaan voltmeter.

c. Hangatkan termistor dan catat suhu beserta perubahan tegangan pada

voltmeter sesuai tugas pengamatan.

d. Sketsalah grafik perubahan suhu terhadap perubahan tegangan.

e. Dengan menggunakan teknik fitting least-squares buatlah rumus antara

perbandingan suhu dengan tegangan.

+

-

LM741

3

26

7 14 5

+5V

output

10K

1K

Input 2

Input 1

-5V

1K

10K


2. RANGKAIAN TERMISTOR DENGAN JEMBATAN

THER

MIS

TOR

100K

5K

+ -

5K

VCC

GND



b. Catat suhu mula mula dan nilai pembacaan voltmeter.

c. Hangatkan termistor dan catat suhu beserta perubahan tegangan pada

voltmeter sesuai tugas pengamatan.

d. Sketsalah grafik perubahan suhu terhadap perubahan tegangan.

e. Dengan menggunakan teknik fitting least-squares buatlah rumus antara


3. RANGKAIAN TERMISTOR DENGAN PENGUATAN



b. Keluaran dari jembatan whiteton, hubungkan ke penguat deferensial.

+

-

LM741

3

26

7 14 5

+5V

output

10K

1K

Input 2

Input 1

-5V

1K

10K


c. Catat suhu mula mula dan nilai pembacaan voltmeter pada output jembatan

dan pengutan deffernsial.

d. Hangatkan termistor dan catat suhu beserta perubahan tegangan pada

output jembatan dan pengutan deffernsial sesuai tugas pengamatan.

e. Sketsalah grafik perubahan suhu terhadap perubahan tegangan.

f. Dengan menggunakan teknik fitting least-squares buatlah rumus antara



LEMBAR PENGISIAN

1. MENENTUKAN KARAKTERISTIK TERMISTOR

No Suhu Terukur VO

1 35

2 40

3 45

4 50

5 55

6 60

7 65

8 70

9 75

10 80

2. RANGKAIAN TERMISTOR DENGAN JEMBATAN

No Suhu Terukur VO

1 35

2 40

3 45

4 50

5 55

6 60

7 65

8 70

9 75

10 80


3. RANGKAIAN TERMISTOR DENGAN PENGUATAN

No Suhu Terukur VO Voutput Penguat

1 35

2 40

3 45

4 50

5 55

6 60

7 65

8 70

9 75

10 80

Nama Praktikan:

1. ………………………….... NIM: ………………………

2. ……………..…………..… NIM: ………………………

Acc Asisten

Tanggal: ………………………

Ttd.

(…………………………….)

DAFTAR ISI...4. Osiloskop dual trace 5. Kabel konektor (Jumper) C. DASAR TEORI Pengujian pengukuran...

Documents

Transcript of DAFTAR ISI...4. Osiloskop dual trace 5. Kabel konektor (Jumper) C. DASAR TEORI Pengujian pengukuran...