Strain Gauge adalah komponen elektronika yang dipakai
untuk mengukur tekanan (deformasi atau strain). Alat ini berbentuk foil logam atau kawat logam yang
bersifat insulatif (isolasi) yang ditempel pada benda yang akan diukur tekanannya,
dan tekanan berasal dari pembebanan. Prinsipnya adalah jika tekanan pada benda berubah,
maka foil atau kawat akanter deformasi,
dan tahanan listrik alat ini akan berubah. Perubahan tahanan listrik ini akan dimasukkan
kedalam rangkaian jembatan Whetstone. Berikut gambar dari rangkaian jembatan whetstone.
Kemudian akan diketahui berapa besar tahanan pada Strain Gauge. Tegangan keluaran dari jembatan Wheatstone merupakan sebuah ukuran regangan
yang terjadi akibat tekanan dari setiap elemen pengindera Strain Gauge. Tekanan itu kemudian dihubungkan
dengan regangan sesuai dengan hukum Hook yang berbunyi : Modulus elastis adalah rasio tekanan dan regangan.
Dengan demikian jika modulus elastis adalah sebuah permukaan benda dan regangan
telah diketahui, maka tekanan bisa ditentukan.
Hukum Hook dituliskan sebagai:
σ = E/s
dimana:
σ
= regangan, Δl/l (tanpasatuan)
s = tegangangeser
, kg/cm2
E = modulus Young
, kg/cm2
Bila
dua gauge atau lebih digunakan, maka tekanan pada pelacakan arah
setiap gauge bisa ditentukan dengan
menggunakan perhitungan. Namun demikian persamaannya memiliki tingkat kompleksitas
yang berbeda tergantung pada kombinasi dan orientasi gauge tersebut. Kepekaan sebuah Strain Gauge disebut dengan faktor gauge dan perbandingan antara unit resistansi dengan perubahan
unit panjang adalah :
Faktor gauge:
K
= ΔR/R
Δl/l
Dimana
:
K
= Faktor gage
ΔR = Perubahan tahanan
gauge
Δl= Perubahan panjang
bahan
R = Tahanangage nominal
l = Panjang normal
bahan
Jadi
regangan diartikan sebagai perbandingan tanpa dimensi, perkalian unit yang
sama, misalnya mikro inci / inci atau secara umum dalam persen (untuk deformasi
yang besar) atau yang paling umum lagi dalam mikro strain.
Perubahan
tahanan ΔR pada sebuah konduktor
yang panjangnya (l) dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan bagi tahanan dari sebuah konduktor yang
penampangnya serba sama, yaitu :
R=
ρ panjang
luas
dimana
:
ρ = tahanan
spesifik dari bahan konduktor
l = panjang konduktor
Karakteristik
Strain Gauge
Karakteristik dari filamen
adalah sebagai berikut :
1.
Faktor Gauge tertinggi
2.
Koefisien suhu resistansirendah
3.
Resitivitas tinggi
4.
Kekuatan mekanis
tinggi
5.
Potensial termolistrik
minimum disekitar lead
Bahan- bahan yang bisa dijadikan Strain Gauge
Berbagai jenis bahan tahanan
telah dikembangkan untuk pemakaian dalam gauge-gauge kawat dan foil,
seperti:
a.
Constantan adalah paduan (alloy) tembaga-nikel dengan koefisien
temperatur rendah. Biasanya Constantan
ditemukan dalam Gauge yang
digunakan untuk strain dinamik,
dimana perubahan level strain tidak
melebihi ± 1500 μcm/cm. Batas temperatur kerja adalah dari 10 oCsampai
200oC.
b.
Nichrome V adalah paduan nikel-chrome yang digunakan untuk pengukuran
strain statik sampai 375 oC
dengan kompensasi temperatur, paduan ini dapat digunakan untuk pengukuran static sampai 650 oC dan pengukuran
dinamik sampai 1000 oC.
c.
Dynaloy adalah paduan nikel-besi
dengan FaktorGauge yang rendah dan
ketahanan yang tinggi terhadap kelelahan. Bahan ini digunakan untuk pengukuran strain dinamik bila sensitivitas temperatur
yang tinggi dapat di tolerir.
d.
Stabiloy adalah paduan nikel-chrome
yang dimodifikasi dengan rangkuman kompensasi temperatur yang lebar. Gauge ini memiliki stabilitas yang
sangat baik dan temperatur cryogenic sampai
sekitar 350oC dan ketahanan yang baik terhadap kelelahan.
e.
Paduan-paduan platina
tungsten memberikan stabillitas
yang sangat baik dan ketahanan yang tinggi terhadap kelelehan pada temperatur tinggi.
Gauge ini disarankan untuk pengukur
anuji static sampai 700oC
dan pengukuran dinamik 850oC.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar