Pengertian Transducer Dan Sensor

Contoh: piezoelectric, termocouple, photovoltatic, termistor, dsb.

Ciri transduser ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik dari transduser secara langsung. Dalam hal ini transduser berperan sebagai sumber tegangan.

· External power transduser (transduser daya dari luar)

External power transduser adalah transduser yang memerlukan sejumlah energi dari luar untuk menghasilkan suatu keluaran.

Contoh: RTD (resistance thermal detector), Starin gauge, LVDT (linier variable differential transformer), Potensiometer, NTC, dsb.

b. Menurut pengubahan bentuk energi :
· Input Tranducers. Electric-Input Tranducers mengubah energy non-listrik seperti suara, cahaya menjadi energi listrik.
· Output Tranducers. Electric-Output Tranducers merupakan kebalikan dari Electric-Input Tranducers.

c. Menurut pola aktivasinya :
· Transduser pasif, yaitu transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar.
· Transduser aktif, yaitu transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri.

Efisiensi adalah suatu pertimbangan penting dalam suatu transduser. Efisiensi transduser didefinisikan sebagai rasio output daya dalam bentuk yang diinginkan ke input daya total. Secara matematis, jika P merupakan masukan daya total dan Q merupakan output daya dalam bentuk yang diinginkan, maka E efisiensi, sebagai rasio antara 0 dan 1, maka:

E = Q / P

Jika% E merupakan efisiensi dalam persentase, maka:

E % = 100 Q / P

Tidak ada transduser yang 100% efisien dalam penggunaannya, beberapa daya selalu hilang dalam proses konversi. Biasanya kerugian ini diwujudkan dalam bentuk panas. Sebagai contoh di antara transduser terburuk dalam hal efisiensi adalah lampu pijar. Bola 100-watt memancarkan hanya beberapa watt dalam bentuk cahaya tampak. Sebagian besar daya berubah menjadi energi panas.

Tabel berikut menyajikan prinsip kerja serta pemakaian transduser berdasarkan sifat kelistrikannya.

Tabel 1. Kelompok Transduser.

1. Parameter listrik dan kelas transduser
2. Prinsip kerja dan sifat alat
3. Pemakaian alat
4. Transduser Pasif
5. Potensiometer

Perubahan nilai tahanan karena posisi kontak bergeser

1. Tekanan, pergeseran/posisi
2. Strain gage
3. Perubahan nilai tahanan akibat perubahan panjang kawat oleh tekanan dari luar
4. Gaya, torsi, posisi
5. Transformator selisih (LVDT)
6. Tegangan selisih dua kumparan primer akibat pergeseran inti trafo
7. Tekanan, gaya, pergeseran
8. Gage arus pusar

Perubahan induktansi kumparan akibat perubahan jarak plat

1. Pergeseran, ketebalan
2. Transduser Aktif
3. Sel fotoemisif

Emisi elektron akibat radiasi yang masuk pada permukaan fotemisif

• Cahaya dan radiasi
• Photomultiplier

Emisi elektron sekunder akibat radiasi yang masuk ke katoda sensitif cahaya

• Cahaya, radiasi dan relay sensitif cahaya
• Termokopel

Pembangkitan ggl pada titik sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi

• Temperatur, aliran panas, radiasi
• Generator kumparan putar (tachogenerator)

Perputaran sebuah kumparan di dalam medan magnit yang membangkitkan tegangan

• Kecepatan, getaran
• Piezoelektrik

Pembangkitan ggl bahan kristal piezo akibat gaya dari luar

• Suara, getaran, percepatan, tekanan
• Sel foto tegangan

Terbangkitnya tegangan pada sel foto akibat rangsangan energi dari luar

• Cahaya matahari
• Termometer tahanan (RTD)

Perubahan nilai tahanan kawat akibat perubahan temperatur

• Temperatur, panas
• Hygrometer tahanan

Tahanan sebuah strip konduktif berubah terhadap kandungan uap air

• Kelembaban relatif
• Termistor (NTC)

Penurunan nilai tahanan logam akibat kenaikan temperatur

• Temperatur
• Mikropon kapasitor

Tekanan suara mengubah nilai kapasitansi dua buah plat

• Suara, musik,derau
• Pengukuran reluktansi

Reluktansi rangkaian magnetik diubah dengan mengubah posisi inti besi sebuah kumparan
Tekanan, pergeseran, getaran, posisi

Sumber: William D.C, (1993)

2) Pemilihan Transduser
Pemilihan suatu transduser sangat tergantung kepada kebutuhan pemakai dan lingkungan di sekitar pemakaian. Untuk itu dalam memilih transduser perlu diperhatikan beberapa hal di bawah ini:
1. Kekuatan, maksudnya ketahanan atau proteksi pada bebanlebih.
2. Linieritas, yaitu kemampuan untuk menghasilkan karakteristik masukan-keluaran yang linier.
3. Stabilitas tinggi, yaitu kesalahan pengukuran yang kecil dan tidak begitu banyak terpengaruh oleh faktor-faktor lingkungan.
4. Tanggapan dinamik yang baik, yaitu keluaran segera mengikuti masukan dengan bentuk dan besar yang sama.
5. Repeatability, yaitu kemampuan untuk menghasilkan kembali keluaran yang sama ketika digunakan untuk mengukur besaran yang sama, dalam kondisi lingkungan yang sama.
6. Harga. Meskipun faktor ini tidak terkait dengan karakteristik transduser sebelumnya, tetapi dalam penerapan secara nyata seringkali menjadi kendala serius, sehingga perlu juga dipertimbangkan.
Diantara beberapa karakteristik transduser di atas, akan dibahas lebih mendalam tentang linieritas.

3) Linieritas Transduser
Linieritas adalah suatu sifat yang penting dalam suatu transduser. Bila suatu transduser adalah linier, maka bila masukan menjadi dua kali lipat, maka keluaran – misalnya – menjadi dua kali lipat juga. Hal ini tentu akan mempermudah dalam memahami dan memanfaatkan transduser tersebut. 

Ketidaklinieran setidaknya dapat dibagi menjadi dua, yaitu ketidak-linieran yang diketahui dan yang tidak diketahui. Ketidaklinieran yang tidak diketahui tentu sangat menyulitkan, karena hubungan masukan – keluaran tidak diketahui. Seandainya transduser semacam ini dipakai sebagai alat ukur, ketika masukan menjadi dua kali lipat, maka keluarannya menjadi dua kali lipat atau tiga kali lipat, atau yang lain, tidak diketahui. Sehingga untuk transduser semacam ini, perlu dilakukan penelitian tersendiri untuk mendapatkan hubungan masukan– keluaran, sebelum memanfaatkannya. 

Adapun untuk ketidaklinieran yang diketahui, maka transduser yang memiliki watak semacam ini masih dapat dimanfaatkan dengan menghindari ketidaklinierannya atau dengan melakukan beberapa transformasi pada rumus-rumus yang menghubungkan masukan dengan keluaran. Contoh ketidaklinieran yang diketahui misalnya: daerah mati, saturasi, logaritmis, kuadratis dan sebagainya.