Transformator Diferensial ( LVDT )

Makalah Pengukuran Teknik

Transformator Diferensial ( LVDT )

                             Dibuat oleh :

             

                                                         Tengku Razil Kadri

 

JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2012

Transformator Diferensial ( LVDT )

Transformator Diferensial, merupakan salah satu tipe sistem penginderaan listrik ( tranduser ) yang mengkonversi gerakan linier dari pergerakan benda secara mekanikal menjadi sinyal elektrik. Pergeseran linier yang terjadi pada transformator differensial sangat kecil tetapi mampu mengukur sampai 0,5 m.

Gambar Transformator Diferensial

Pada gambar diatas, menunjukkan komponen transformator differensial. Komponen bagian dalam terdiri dari kumparan primer yang secara simetris disamping kanan dan kirinya adalah kumparan sekunder. Kumpulan koil menyerupai silinder berlubang yang dilapisi oleh lapisan polimer tebal yang melindungi dari pengaruh kelembaban disekitar, dan terbungkus oleh sel-sel magnet dan dilindungi oleh house silinder dari baja.

Gambar Potongan Menyamping Komponen Transformator Diferensial.

Elemen yang bergerak terpisah dari gulungan koil, yang disebut dengan inti (core). Inti bergerak sesuai poros didalam kumpulan koil dan secara mekanik menunjukkan posisi sinyal elektrik yang diukur. Lubang pada kumpulan koil cukup lebar, terdapat celah yang cukup antara kumpulan koil dan inti sehingga tidak terjadi kontak diantara keduanya.

Gambar Skematik Transformator Diferensial.

Prinsip kerjanya, kumparan primer dialiri arus secara langsung dengan frekuensi dan amplitude yang cukup yang disebut tegangan primer. sinyal elektrik yang dikeluarkan transformator differensial adalah perbedaan tegangan AC antara kedua kumparan sekunder, yang bervariasi berdasarkan pergerakan poros inti dengan kumpulan koil. Tegangan AC yang dikeluarkan tersebut dikonversikan menjadi tegangan DC atau arus yang lebih tepat.

Gambar Perbedaan Tegangan yang Terjadi Akibat Pergerakan Linier Inti Terhadap Gulungan Koil

Pada gambar paling kiri, inti bergerak kearah S₁, garis gaya magnet (flux), di S₁ lebih banyak daripada di S₂  sehingga induksi yang terjadi di E1 meningkat sedangkan E₂ menurun, perbedaan tegangan output E_out yang muncul adalah (E₁ – E₂).

Pada gambar tengah, inti berada ditengah-tengah P, garis gaya magnet (flux), di S₁ dan S₂ sama besar, sehingga induksi di E₁ dan E₂ sama besar, perbedaan tegangan output E_out tidak terjadi (E₁ – E₂ = 0), disebut juga titik nol (null point).

Pada gambar paling kanan, inti bergerak kearah S₂, garis gaya magnet (flux), di S₂ lebih banyak daripada di S₁ sehingga induksi yang terjadi di E₂ meningkat sedangkan E₁ menurun, perbedaan tegangan output E_out yang muncul adalah (E₂ – E₁).

        

Gambar Grafik Besarnya Perbedaan Tegangan Output.

Pada gambar diatas, menunjukkan besarnya perbedaan tegangan output Eout yang dihasilkan pada kumparan sekunder sebanding dengan pergerakan inti dengan perubahan terhadap titik nol (null point) dan faktor sensitivitas dari partikel transformator differensial.

Maka, dirumuskan sebagai :

E_out = E_e . K . X ( Range )

Gambar Grafik Tegangan Output DC yang Dihasilkan Peralatan Elektronik.

Pada gambar diatas, menunjukkan dimana polaritas dari output sinyal yang diperoleh

menggambarkan hubungan posisi inti dengan titik nol (null point). Juga menunjukkan output dari transformator differensial memiliki hubungan linier jika pergerakan inti masih di titik kesetimbangan.

Faktor penting yang perlu diperhatikan pada transformator diferensial :

1. Menentukan pergerakan
2. Mempertimbangkan dudukan sensor
3. Mempertimbangkan metode tambahan
4. Kondisi vibrasi (getaran)
5. Kondisi kejut
6. Perubahan suhu yang ekstrim
7. Tahanan terhadap cairan
8. Korosi
9. Area berbahaya (mudah meledak)
10. Umur sensor
11. Akurasi
12.  Resolusi sensor
13.  Kemampuan untuk mengulang
14. Hysteresis
15. Ketersediaan sumber energi (power supply)
16. Output sinyal yang diinginkan
17. Standar, regulasi EMI/EMC
18.  Biaya yang dibutuhkan
19. Ketersediaan produk di pasaran dan after sales service
20. Pengalaman dari supplier