- Memahami dan mampu mengaplikasikan Rangkaian Strain Gauge
- Membuat Rangkaian Strain Gauge
- Menjalankan dan menganalisa Rangkaian Strain Gauge
1) Battery
2) Capasitor
3) POT-HG
4) Resistor
5) Switch
6) 7SEG-COM-CATHODE
7) 74LS248
8) ADC0804
3. Dasar Teori
Strain Gauge adalah sebuah transduser pasif yang mengubah suatu pergeseran mekanis menjadi perubahan tahanan. Alat ini ditemukan pertama kali oleh Edward E.Simmons pada tahun 1938. Strain gauge merupakan sebuah alat seperti biskuit tipis (wafer), yang dapat disatukan (bonded) ke berbagai bagian guna mengukur regangan yang diberikan padanya. Strain Gauge terbuat dari foil atau kawat tahanan berdiameter kecil. Tahanan dari foil / kawat berubah terhadap panjang jika pada gauge yang disatukan mengalami tarikan atau tekanan. Perubahan tahanan ini sebanding dengan regangan yang di berikan dan diukur dengan jembatan Wheatstone yang dipakai secara khusus. Sensitivitas sebuah Strain Gauge dijelaskan dengan suatu karakteristik yang disebut dengan faktor gauge (gauge factor).
Idealnya resistansi dari strain gage akan berubah hanya merespon adanya perubahan strain. Akan tetapi material strain gage, seperti halnya jenis material yang dipilih sebagai pembentuknya akan dapat merspon perbuhan temperatur. Perusahan pembuat strain gage berusaha meminimalis sensitivitas terhadap suhu (temperatur).
Bentuk dari Transduser daya Strain Gauge (a) Kawat; (b) Foil; (c) Load Cell.
Sebuah strain gauge atau pengukur tekanan mekanis, sangat sensitif terhadap perubahan gaya mekanik. Sensor strain gauge adalah sensor yang digunakan untuk mengukur berat atau beban dari suatu benda dalam ukuran besar. Sensor strain gauge ini sering diaplikasikan pada jembatan timbang mobil atau alat ukur berat dalam skala besar. Sensor strain gauge adalah grid metal-foil yang tipis yang dilekatkan pada permukaan dari struktur. Apabila komponen atau struktur dibebani, terjadi strain dan ditransmisikan ke foil grid. Tahanan foil grid berubah sebanding dengan strain induksi beban.
Sensor strain gauge pada umumnya adalah tipe metal-foil, dimana konfigurasi grid dibentuk oleh proses photoeching. Karena prosesnya sederhana, maka dapat dibuat bermacam macam ukuran gauge dan bentuk grid. Untuk macam gauge yang terpendek yang tersedia adalah 0,20 mm; yang terpanjang adalah 102 mm. Tahanan gauge standard adalah 120 mm dan 350 ohm, selain itu ada gauge untuk tujuan khusus tersedia dengan tahanan 500, 1000, dan 1000 ohm.
Stranin gauge menunjukan perubahan tahanan ΔR/R yang dihubungkan dengan strain ε dalam arah grid diekspresikan oleh :
Sg adalah factor gauge atau konstanta kalibrasi untuk gauge. Factor Sg selalu lebih kecil dari sensitivitas alloy metallic Sa karena konfigurasi grid dari gauge dengan konduktor transverse lebih kecil responsifnya ke strain axial dari pada konduktor lurus uniform.
Grafik Output Sensor Strain Gauge
Keluaran gauge strain ΔR/R biasanya dikonversikan ke sinyal tegangan dengan jembatan wheatstone.Apabila gauge tunggal dipakai dalam satu lengan, tegangan keluarannya adalah.
Sehingga diperoleh
Tegangan masukan dikontrol oleh ukuran strain gauge dan tahanan awal gauge. Hasilnya sensitivitas sebagai berikut :
Aplikasi Strain Gauge Pada Jembatan Wheatstone
Rumus dasar Jembatan Wheatstone :
[Kembali]
4. Rangkaian dan Prinsip Kerja
Berikut rangkaian Timbangan Digital pada Proteus 8.6
Apabila ada gaya akan mengubah nilai resistansinya, perubahan resistansinya sesuai dengan gaya yang diberikan. Prinsip dasar dari penggunaan hambatan listrik strain gauge merupakan fakta bahwa hambatan dari perubahan kawat sebagai fungsi tegangan, meningkat dengan tekanan dan menurun dengan adanya pemampatan. Perubahan dalam hambatannya diukur dengan menggunakan rangkaian jembatan Wheatstone. Strain gauge terikat pada spesimen dan kemudian pengukur (gauge) dikenanan pada tekanan yang sama sebagaimana spesimen yang sedang dalam pengujian.
Sensor mempengaruhi nilai strain gauge. disini strain gauge disimbolkan dengan potensiometer. tegangan dari nilai resistansi total pada jembatan wheatstone masuk ke Vin(input). Inputnya ada dua yaitu positif dan negatif. Input positif tergantung arah kutub baterai diawal dan sebaliknya. Dengan menekan tombol switch berarti kapasitor meluruh sebagai trigger (pemicu) untuk mendapatkan nilai sensor sebenarnya pada ADC. Pada sensor ADC, nilai analog tadi berubah menjadi bilangan digital 8 bit. 4 bit pertama untuk sevent segment pertama dan 4 bit sisanya untuk sevent segment kedua
Rangkaian Strain Gauge dapat di download di sini
Video Strain Gauge dapat di download di sini
Data Sheet Rangkaian Strain Gauge dapat di download di sini
Data Sheet IC 74LS48 dapat di download di sini
HTML Rangkaian Strain Gauge dapat di download di sini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar