Sensor dan Transduser

1. Pengertian dan Identifikasi Transduser dan Sensor

Transduser dapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut “sensor”, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain.

TRANSDUSER

2. Klasifikasi Sensor

Transduser dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa hal antara lain:
a. Pemakaiannya / penggunaannya
b. Motode Pengubahan energi
c. Sifat – sifat dasar dari sinyal keluaran
Semua pengelompokkan ini biasanya memperlihatkan daerah yang saling melengkapi, sangat sulit untuk membedakan secara tajam klasifikasi berdasarkan hal di atas.

a. Klasifikasi Sensor Berdasarkan pemakaian atau penggunaannya

Berdasarkan pemakaian atau penggunaannya, sensor dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian, antara lain:
1. Sensor Thermal (suhu)
2. Sensor Mekanis
3. Sensor Optik (cahaya)
Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas / suhu / temperatur pada suatu dimensi benda padat, cair atau gas. Contohnya seperti thermocouple, RTD, thermistor, bimetal, IC sensor LM35.
Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis seperti perpindahan atau
pergeseran, posisi gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level, dan sebagainya. Contoh sraingage, LVDT (Linear Variabel Diferensial Transformer), proksimiti, potensiometer, Loadcel, Bourdon Tube, Piezo Elektrik dan sebagainya.
Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya, ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan.Contoh Fotodioda, LDR, Fotofoltaic, Cell Foto Emisive, Foto Multypier, Foto Transistor.

b. Klasifikasi Sensor Berdasarkan Metoda Pengubahan Energinya

Berdasarkan metoda pengubahan energinya, transduser dan sensor dapat
diklasifikasikan menjadi dua jenis (William D.C, 1993), yakni:
1. Jenis transduser jenis pembangkit sendiri (Self Generating Type) yang menghasilkan tegangan atau arus analog bila dirangsang dengan suatu bentuk fisis energi, transduser jenis ini tidak memerlukan daya dari luar untuk mendapatkan atus atau tegangan analog tersebut. Contoh Thermocouple, Fotofoltaic.
2. Transduser yang memerlukan daya dari luar untuk mendapatkan tegangan dan arus keluaran disebut transduser pasif. Contoh thermistor, RTD, LVDT, straingage.

Tabel berikut menyajikan prinsip kerja serta pemakaian transduser dan metoda
pengubahan energinya

c. Klasifikasi Sensor Berdasarkan Sifat – Sifat Dasar Keluaran

Berdasarkan sifat – sifat dasar keluaran transduser dan sensor dapat diklasifikasikan menjadi lima jenis, yakni:

1. Perubahan resistansi
Besaran-besaran yang diindera manghasilkan perubahan resistansi pada keluarannya, contohnya:
a. RTD (Resistance Thermal Detector). Prinsip kerja dari RTD ini adalah mengubah besaran temperature menjadi perubahan tahanan listrik
b. Strain gage. Prinsip kerja dari Strain gage ini adalah mengubah besaran tekanan menjadi perubahan tahanan listrik
c. Thermistor. Prinsip kerja dari Thermistor ini adalah mengubah besaran temperature menjadi perubahan
tahanan listrik

2. Perubahan Kapasitansi
Besaran-besaran yang diindera manghasilkan perubahan kapasitansi pada keluarannya, contohnya adalah Transduser yang digunakan untuk mendeteksi perubahan kelembaban relatif. Prinsip kerja dari transduser ini berdasar pada perubahan kelembaban akan mengakibatkan perubahan konstanta dielektrik medium dan perbahan konstanta dielektrik medium akan mengakibatkan perubahan kapasitansi.

Dari persamaan di atas dapat dianalisasebagai berikut, sebuah kapasitor harga kapasitansinya dipengaruhi oleh medium yakni suatu medium akan mempengaruhi harga konstanta dielektrik (Ke) salah satu kondisi fisis yang dapat mempengaruhi keadaan medium adalah kelembaban relatif, kelembaban relatif tersebut akanmempengaruhi konstanta dielektrik dan pada akhirnya akan mempengaruhi kapasitansi dari sebuah
kapasitor yang dirancang khusus kontak dengan medium, dengan demikian transduser kapasitor dapat mendeteksi kelembaban medium disekitarnya. (untuk PTE).

3. Perubahan Induktansi
Besaran-besaran yang diindera manghasilkan perubahan induktansi pada
keluarannya, contohnya adalah Transduser yang digunakan untuk mendeteksi perubahan
gaya. Prinsip kerja dari transduser ini adalah dengan mengubah induktansi dari sepasang
kumparan atau dengan mengubah induktansi kumparan tunggal. Dengan mengubah
jangkar feromagnetik yang digeser oleh gaya yang akan diukur, dengan mengubah
fermeabilitas medium.

Dari persamaan dan gambar di atas sebuah induktor dapat digunakan untuk
mendeteksi pergeseran benda, benda yang digeser – geser akan mempengaruhi konstanta
permeabilitas dari induktor tersebut, menggeser benda sama artinya dengan mengubah
􀀃􀀄 sehingga harga induktansi akan berubah (untuk PTE).

4. Menghasilkan Arus Listrik
Besaran-besaran yang diindera manghasilkan perubahan arus pada keluarannya, contohnya Fotolistrik. Prinsip kerja dari transduser ini adalah dengan mengubah intensitas listrik menjadi arus listrik.

5. Menghasilkan Tegangan Listrik
Besaran-besaran yang diindera manghasilkan perubahan tegangan pada keluarannya, contohnya:
a. Thermokopel. Prinsip kerja dari transduser ini adalah dengan mengubah temperatur menjadi tegangan listrik.
b. Tacho Generator. Prinsip kerja dari transduser ini adalah dengan mengubah kecepatan putaran menjadi tegangan listrik.

3. Rangkuman

Sumber :
Modul Sensor dan Transduser - Dr. Drs. Jaja Kustija, M.Sc