Universitas Sumatera Utara juga dilakukan pengukuran apakah sensor yang digunakan masih berfungsi atau
tidak dengan menghubungkan sensor LVDT dengan signal generator. Data- data yang dihasilkan dari penelitian ini diolah dengan program Microsoft Excel.
3.5 Diagram Kerja
Skema penelitian secara keseluruhan digambarkan pada flow chart pada Gambar di bawah ini:
Gambar 3. 22 Flowchart Proses Penelitian
Universitas Sumatera Utara
BAB IV
PENGUKURAN DAN ANALISA
Pengukuran yang dilakukan meliputi pengukuran dan karakterisasi terhadap sensor LVDT
Linear Variable Diffrential Transformer dengan
menghubungkan sensor LVDT Linear Variable Diffrential Transformer dengan sinyal generator. Selain itu dilakukan pula pengukuran rangkaian
elektronika, yang mencakup sumber arus Current Source dan rangkaian pengkondisi sinyal Signal Conditioning Circuit yang terhubung dengan sensor
LVDT untuk karakterisasi terhadap sensor LVDT Linear Variable Diffrential Transformer
.
Pengukuran dan karakterisasi rangkaian elektronika dimaksud untuk menguji keandalan rangkaian pengkondisi sinyal Signal conditioning yang
digunakan. Keandalan sensor LVDT Linear Variable Diffrential Transformer yang dimaksudkan adalah untuk mengetahui kelinearan output AC Magnitude
dan DC dari sensor LVDT Linear Variable Diffrential Transformer .
4.1 Pengukuran dan Karakterisasi Sensor LVDT Untuk AC Magnitude
Untuk mengetahui karakteristik dari sensor LVDT yakni melakukan pengukuran perbedaan atau rasio output AC magnitude. Rasio output AC magnitude yang
diukur yakni output AC dari sekunder satu dan sekunder dua. Dalam penelitian ini dilakukan dua cara yakni dengan menghubungkan sensor LVDT dengan sinyal
generator dan circuit signal conditioning.
Universitas Sumatera Utara
4.1.1 Pengukuran AC Magnitude menggunakan Sinyal Generator
Tabel 4.1 Pengujian untuk output AC Magnitude Sinyal Generator
CH1 atau Sekunder 1 volt
CH2 atau sekunder 2 volt
Jarak mm
AC Magnitude volt
1,92 3,36
4 1,44
1,92 3,36
3,75 1,44
2 3,28
3,5 1,28
2,08 3,28
3,25 1,2
2,08 3,28
3 1,2
2,16 3,2
2,75 1,04
2,16 3,12
2,5 0,96
2,24 3,12
2,25 0,88
2,32 3,12
2 0,8
2,32 3,04
1,75 0,72
2,4 3,04
1,5 0,64
2,4 2,9
1,25 0,5
2,48 2,8
1 0,32
2,56 2,8
0,75 0,24
2,64 2,8
0,5 0,16
2,72 2,8
0,25 0,08
2,72 2,72
2,8 2,72
-0,25 0,08
2,8 2,64
-0,5 0,16
2,8 2,56
-0,75 0,24
2,88 2,56
-1 0,32
2,88 2,48
-1,25 0,4
3,04 2,48
-1,5 0,56
3,04 2,4
-1,75 0,64
3,12 2,4
-2 0,72
3,12 2,32
-2,25 0,8
3,28 2,32
-2,5 0,96
3,28 2,2
-2,75 1,08
3,36 2,24
-3 1,12
3,44 2,24
-3,25 1,2
3,44 2,24
-3,5 1,2
3,52 2,16
-3,75 1,36
3,52 2,16
-4 1,36
Universitas Sumatera Utara Hasil pengukuran dalam bentuk gelombang pada osiloskop dapat dilihat pada
Gambar di bawah ini :
:
Gambar 4.1a Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak 0 mm
Gambar 4.1b Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak 2,5 mm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1c Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak 4 mm
Gambar 4.1d Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak -2,5 mm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1e Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak -4mm
Bila dibuat grafik antara jarak mm terhadap perbedaaan tegangan didapat sebagai berikut :
Gambar 4.2 Grafik Jarak terhadap Tegangan AC Magnitude Signal Generator
Universitas Sumatera Utara Sesuai dengan hukum faraday bahwa transformator hanya dapat mengukur
tegangan AC. Grafik 4.2 diatas merupakan hasil pengukuran jarak terhadap tegangan AC magnitude Signal Generator. Dari grafik diatas dapat disimpulkan
bahwa perubahan jarak core atau inti sensor linier terhadap tegangan output sekunder 1 dan sekunder 2. Kelinieran output AC magnitudenya berada pada jarak
0-2,5 mm. Hal ini sesuai dengan spesifik sensor bahwa stroke rangenya
mm 5
, 2
. Jika melewati stroke range sensor masih dapat bekerja namun outputnya tidak
linier. Adanya sedikit penyimpangan yang ditunjukkan oleh gambar grafik tersebut dikarenakan signal generator yang digunakan memiliki noise yang besar
disebabkan oleh sinyal generator tersebut sudah tua. Sensor LVDT ini hanya mampu mengukur pergeseran hingga
mm 5
, 2
karena sesuai hukum faraday yakni transformator dapat bekerja sesuai kumparan atau lilitannya. Sensor LVDT
ini dirancang dengan kumparan yang dapat mengukur pergeseran hingga
mm 5
, 2
sehingga diluar jarak tersebut hasilnnya tidak linear lagi.
4.1.2 Pengukuran AC Magnitude menggunakan Circuit Signal Conditioning
Pada rangkaian pengkondisi sinyal dilengkapi dengan potensiometer dan dioda. Dimana potensimeter itu berfungsi untuk mensetting arus dengan mengatur
tegangan setting. Setting arus dilakukan dengan mengatur tegangan setting dengan memutar potensiometer.
Potensiometer berfungsi untuk mengatur tegangan offset. Untuk mengetahui tegangan keluaran AC dari sekunder 1 dan sekunder 2 sesuai dengan
spesifikasi sensor LVDT yakni bersifat linear dengan jarak maka dilakukan pengukuran dengan menghubungkannya ke osiloskop untuk menunjukkan
gelombang tegangan outputnya. Pengukurannya dilakukan dengan mengamati rasio output sekunder 1 dan sekunder 2 dengan mengubah posisi atau jarak inti.
Adapun hasil yang diperoleh adalah seperti Table 4.2 berikut :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2 Pengujian untuk output AC Magnitude Rangkaian Signal Conditioning
CH1 atau Sekunder 1 volt
CH2 atau sekunder 2 volt
Jarak mm
AC Magnitude volt
2 3,2
4 1,2
2 3,12
3,75 1,12
2,08 3,12
3,5 1,04
2,08 3,12
3,25 1,04
2,16 3,04
3 0,88
2,1 3,04
2,75 0,94
2,24 3,04
2,5 0,8
2,24 2,96
2,25 0,72
2,32 2,96
2 0,64
2,4 2,96
1,75 0,56
2,4 2,88
1,5 0,48
2,48 2,88
1,25 0,4
2,56 2,88
1 0,32
2,56 2,8
0,75 0,24
2,64 2,8
0,5 0,16
2,64 2,72
0,25 0,08
2,72 2,72
2,72 2,64
-0,25 0,08
2,8 2,64
-0,5 0,16
2,8 2,56
-0,75 0,24
2,88 2,56
-1 0,32
2,96 2,56
-1,25 0,4
2,96 2,48
-1,5 0,48
3,04 2,48
-1,75 0,56
3,04 2,4
-2 0,64
3,12 2,4
-2,25 0,72
3,12 2,32
-2,5 0,8
3,12 2,32
-2,75 0,8
3,28 2,24
-3 1,04
3,28 2,24
-3,25 1,04
3,28 2,24
-3,5 1,04
3,36 2,16
-3,75 1,2
3,36 2,16
-4 1,2
Universitas Sumatera Utara Hasil pengukuran dalam bentuk gelombang pada osiloskop ditunjukkan oleh
gambar di bawah ini:
Gambar 4.3a Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak 0 mm
Gambar 4.3b Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak 2,5mm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3c Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak 4 mm
Gambar 4.3d Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak -2,5 mm
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3e Gambar gelombang antara tegangan sekunder 1 dan sekunder 2 pada jarak -4mm
Bila dibuat grafik antara jarak mm terhadap tegangan kopling didapat sebagai berikut :
Gambar 4.4 Grafik Rasio Tegangan AC magnitude terhadap Jarak menggunakan Signal Conditioning
Universitas Sumatera Utara Grafik 4.4 diatas menunjukkan rasio tegangan terhadap jarak Signal
Conditioning . Diperoleh data output AC dari sekunder satu dan sekunder dua
linear terhadap jarak. Tegangan yang linear terhadap jarak hanya pada sampai posisi 2,5 mm sesuai dengan spesifikasi sensor pada data sheet. Kelinieran output
AC magnitudenya untuk kumparan sekunder 1 dan 2 adalah berada pada jarak 0- 2,5 mm. Sensor LVDT ini hanya mampu mengukur pergeseran hingga
mm 5
, 2
karena sesuai hukum faraday yakni transformator bekerja sesuai dengan kumparan atau lilitannya. Sensor LVDT ini dirancang dengan kumparan yang dapat
mengukur pergeseran hingga
mm 5
, 2
sehingga diluar jarak tersebut hasilnnya tidak linear lagi.
4.2 Pengukuran dan Karakterisasi Sensor LVDT Untuk Nilai DC output Sensifitas
Telah diketahui bahwa karakteristik dari rangkaian pengkondisi sinyal membutuhkan sumber tegangan dan bergantung pada arus yang diinjeksikan pada
rangkaian tersebut, Untuk itu pada bagaian ini akan dianalisa hasil rancangan Sumber Arus dan rangkaian pengkondisi sinyal yang dibuat. Untuk memenuhi
persyaratan bahwa rangkaian pengkondisi sinyal dapat bekerja memerlukan sumber arus AC. Sumber arus konstan dibuat dengan menyearahkan arus AC oleh
dioda. Ada tiga komponen penting dalam rangkaian sumber arus, yaitu control tegangan input reference, loop umpan balik, dan monitoring arus tegangan.
Rangkaian pengkondisi sinyal memerlukan sumber arus yakni dual source yakni +8 volt dan -8 volt.
Karakterisasi pengkondisi sinyal ini dilakukan untuk mengetahui unjuk kerja yang dihasilkan, yaitu load regulasi, arus maksimum, dan kestabilan arus
atau tegangan terhadap jarak atau perpindahan. Untuk mengetahui load regulasi dengan memberikan beban R variabel yang menarik pada arus maksimum. Beban
maksimum yang masih memberikan arus maksimum adalah beban teregulasi . Untuk mengukur kestabilan antara tegangan terhadap jarak maka dilakukan
pengukuran besar tegangan yang dihasilkan. Pengukuran dilakukan untuk
Universitas Sumatera Utara mengamati perubahan tegangan keluaran dari sensor LVDT Linear Variable
Diffrential Transfmer dengan rangkaian pengkondisi sinyal. Adapun hasil yang
diperoleh adalah pada Table 4.3 sebagai berikut :
Tabel 4.3 Pengujian Tegangan Keluaran DC dari Rangkaian Pengkondisi Sinyal
N0 Jarak mm
Tegangan volt 1
4 4,302
2 3,75
4,174 3
3,5 4,023
4 3,25
3,848 5
3 3,612
6 2,75
3,339 7
2,5 3,022
8 2,25
2,709 9
2 2,394
10 1,75
2,088 11
1,5 1,775
12 1,25
1,473 13
1 1,168
14 0,75
0,874 15
0,5 0,574
16 0,25
0,285 17
18 -0,25
-0,288 19
-0,5 -0,573
20 -0,75
-0,847 21
-1 -1,126
22 -1,25
-1,393 23
-1,5 -1,662
24 -1,75
-1,922 25
-2 -2,184
26 -2,25
-2,436 27
-2,5 -2,688
28 -2,75
-2,923 29
-3 -3,119
30 -3,25
-3,292 31
-3,5 -3,427
32 -3,75
-3,523 33
-4 -3,601
Universitas Sumatera Utara Bila dibuat grafik Tegangan Output DC terhadap Jarak didapat Gambar 4.5
sebagai berikut :
x v
m
Gambar 4.5 Grafik tegangan output DC terhadap Jarak
Dari data yang diperoleh kita dapat melihat bahwa output tegangan DC yang diperoleh stabil. Kestabilan dari output tegangan yakni berada pada range
mm 5
, 2
. Untuk mengetahui kelinieraan dari sensor LVDT tipe 100 HR ini dapat diukur dengan mengambil satu sampel dari data melalui persamaan berikut:
x v
m
1 2
1 2
x x
v v
m
mm volt
m 1
2 168
, 1
394 ,
2
mm volt
m 226
, 1
Dari hasil pengukuran tersebut diperoleh sensivitas dari sensor LVDT tipe HR 100 ini sebesar 1,266 voltmm. Data tegangan DC pada tabel 4.3 di atas
merupakan tegangan output diffrensial yang diperoleh dari persamaan
b a
V V
. Sesuai dengan desain rangkaian yang dibuat bahwa output DC yang dihasilkan
adalah diffrensial. Untuk hasil yang lebih baik lagi yakni dengan output ratiometric dari persamaan
b a
b a
v v
v v
.
Universitas Sumatera Utara
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
