Slide 1MI2202 – SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
PENDAHULUAN
*
Klasifikasi Sensor
Perkembangan Sensor
*
*
to sense : merasakan
Sensor adalah suatu perangkat (device) atau sistem (sensor system) yang dapat merasakan suatu besaran fisika, kimia atau biologi dan merespon besaran tersebut dalam bentuk besaran fisika, kimia atau biologi lainnya atau mengkonversi besaran yang dirasakan menjadi besaran lainnya.
Sensor head
Transducer adalah suatu perangkat (device) dapat mengubah (to convert) suatu energi atau besaran fisika, kimia atau biologi ke bentuk energi atau besaran lainnya
Energy Converter atau Modifier
*
*
Aktuator : Sebagai transduser output
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
PENDAHULUAN
DEFINISI
Sensor merespon dalam bentuk sinyal yang dapat diproses lebih lanjut seperti
Amplifikasi, pemfilteran, transmisi, pemrosesan dan displai
Sistem
Kombinasi dua atau lebih elemen, subsistem atau bagian yang diperlukan untuk menghasilkan suatu fungsi
Untuk berinteraksi dengan lingkungan (real world) suatu sistem memerlukan
Sensor : perangkat input
Aktuator : perangkat output
*
Sensor, sistem sensor atau transduser merupakan antar muka (interface) antara besaran-besaran fisika pada fenomena alam, proses, mesin, lingkungan dan sebagainya ke suatu sistem pengukuran, monitoring dan pengontrolan
Variabel-variabel fisika, kimia atau biologi
(umumnya besaran listrik seperti arus atau tegangan)
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
PENDAHULUAN
DEFINISI
Measurement
The process of comparing an unknown quantity with a standard of the same quantity or standard of two or more related quantities
Measurement Science
the systematic study and organization of the methods by which INFORMATION is gathered from the PHYSICAL world
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
the systematic design and manufacture of reliable, cost effective measuring instrumentation that fulfills a given measurement specification
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
Adaptive learning (from experience)
Suatu sistem sensor yang memiliki kemampuan menyimpan informasi sebelumnya dan adaptasi menyesuaikan dengan keadaan yang saat ini dan akan datang
Beberapa definisi yang ada
A sensor that is capable of modifying its internal behavior to optimize the collection of data from the external world [Whi97]
Konsep adaptasi dan kompensasi adalah sentral filosofi sensor cerdas
Suatu perangkat yang mengkombinasikan suatu elemen sensor dan pemroses sinyal pada suatu IC tunggal [PY95a]
Sensor cerdas adalah suatu sensor yang memiliki fungsi yang diperlukan untuk menghasilkan representasi yang benar besaran yang dideteksi atau besaran yang dikontrol [1451.2][Fnk00]
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
Elemen primer (primary sensing elements)
Kontrol eksitasi
*
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
*
*
energi termal energi elektrik
energi mekanik energi elektrik
energi radiasi energi elektrik
energi magnetik energi elektrik
energi kimia energi elektrik
*
SINYAL DOMAIN ENERGI
Mekanik : L, A, V, v, w, a, m, F, P, Torsi, aliran, viskositas
Termal : Temp (T), Cp, aliran kalor, keadaan materi
Elektrik : V, I, Q, R, L, C, E, e.
Magnetik : H, B, F, , , dipol momen (mm).
Radiasi : Warna, Int., T, R, A, refraktif indeks (n), koef. ekst.(k)
Kimia : Komposisi (xA), C, kec. reaksi (R), pH, humiditas
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
barometers: tekanan udara (P) panjang (L)
scales: berat/massa (m) sudut (q)
kelembaban: puntiran rambut (t) sudut (q)
indicator dyes: konsentrasi kimia (C) warna
photo film: intensitas radiasi (I) kepekatan Ag (r)
speedometers: kecepatan (v) sudut (q)
……??….. ……??……. ……??……..
*
*
*
*
*
*
*
*
*
V
*
bimetal
V
T
*
*
Z
%H2O
*
*
Proprioception (Internal state) v.s. Exteroceptin (external state)
measure values internally to the system (robot), e.g. battery level, wheel position, joint angle, etc,
observation of environments, objects
Contact v.s. non-contact
Visual v.s. non-visual
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
Encoders, Potentiometers
measure angle of turn via change in resistance or by counting optical pulses
Gyroscopes
fiber-optic (newer, better), magnetic (older)
Compass
GPS
Proprioceptive Sensors
*
Transduction effects : Active (self-generating) vs Pasive (modulation)
Scale of measured properties : scale of measurands
Sensing constraints : ways of measurement
Field of applications : e.g. automotive, industrial, robotic, etc.
Materials
*
*
*
*
*
*
*
*
Position, Displacement, and Level
Hall Effect Sensors & Magnetoresistive Sensors
Optical Sensors
Fiber-Optic Sensors & Fabry–Perot Sensors
Grating Sensors & Linear Optical Sensors (PSD)
Ultrasonic Sensors
Thickness and Level Sensors : Ablation & Thin-Film & Liquid-Level Sensors
MI2202 SISTEM PENGUKURAN BESARAN FISIKA
*
Strain Gauges
Tactile Sensors .
*
*
PTC Thermistors
*
*
*
*
*