Rangkaian Sensor Suhu RTD PT100 Two-Wire


PT100 merupakan salah satu jenis sensor suhu yang terkenal dengan keakurasiannya. PT100 termasuk golongan RTD (Resistive Temperature Detector) dengan koefisien suhu positif, yang berarti nilai resistansinya naik seiring dengan naiknya suhu.

PT100 terbuat dari logam platinum. Oleh karenanya namanya diawali dengan ‘PT’. Disebut PT100 karena sensor ini dikalibrasi pada suhu 0°C pada nilai resistansi 100 ohm. Ada juga PT1000 yang dikalibrasi pada nilai resistansi 1000 ohm pada suhu 0°C.

Menurut keakurasiannya, terdapat dua jenis PT100, yakni Class-A dan Class-B. PT100 Class-A memiliki akurasi ±0,06 ohm dan PT100 Class-B memiliki akurasi ±0,12 ohm. Keakurasian ini menurun seiring dengan naiknya suhu. Akurasi PT100 Class-A bisa menurun hingga ±0,43 ohm (±1,45°C) pada suhu 600°C, dan PT100 Class-B bisa menurun hingga ±1,06 ohm (±3,3°C) pada suhu 600°C.

PT100 tipe DIN (Standard Eropa) memiliki resolusi 0,385 ohm per 1°C. Jadi resistansinya akan naik sebesar 0,385 ohm untuk setiap kenaikan suhu 1°C. Untuk mengukur suhu secara elektronik menggunakan sensor suhu PT100, maka kita harus mengeksitasinya dengan arus yang tidak boleh melebihi nilai 1mA. Hal ini karena jika dialiri arus melebihi 1 mA, maka akan timbul efek self-heating. Jadi, seperti layaknya komponen resistor, maka kelebihan arus akan diubah menjadi panas. Akibatnya hasil pengukuran menjadi tidak sesuai lagi.

Oke, langsung saja, berikut adalah rangkaian sensor suhu PT100 dengan sumber arus menggunakan IC LM317 dan dilengkapi dengan rangkaian penguat tak-membalik menggunakan IC LM358.

Untuk mendapatkan arus eksitasi sebesar 1 mA, maka VR4 diputar-putar sampai nilai arus yang mengalir ke sensor sebesar 1 mA. Nilai arus 1 mA ini juga bertujuan untuk memudahkan dalam proses perhitungan konversi dari tegangan menjadi suhu. Perhatikan ilustrasi berikut ini.

Pada suhu 0°C, resistansi PT100 adalah 100 ohm, sehingga tegangan keluaran sensor adalah:

vs0 = 100 x 1mA = 100 mV

Ketika suhu naik menjadi 1°C, resistansi PT100 adalah 100,385, sehingga tegangan keluaran sensor adalah:

vs1 = 100,385 x 1mA = 100,385 mV

Dengan demikian, konversi dari tegangan menjadi suhu adalah:

suhu = (vs – 100) / 0,385

Perhitungan di atas relatif lebih sederhana dibandingkan dengan jika kita menggunakan arus eksitasi sebesar 0,937 mA misalnya. Hihihi… maksa.😀

IC LM358 berfungsi sebagai penguat tak-membalik dengan faktor penguatan yang dapat diatur menggunakan VR3.  Penguatan diperlukan untuk memperbesar rentang atau skala pengukuran dengan tujuan mempermudah proses pengukuran. Namun demikian, bukan berarti faktor penguatan terbaik adalah yang sebesar-besarnya. Faktor penguatan disesuaikan dengan jangkauan pengukuran sensor pada aplikasi sistem dan juga disesuaikan dengan jangkauan tegangan ADC yang digunakan.

Berikut adalah layout PCB Sensor Suhu PT100 yang dilengkapi dengan ADC0804.

ADC0804 dioperasikan secara free-running sehingga secara kontinyu melakukan konversi data tegangan menjadi data digital 8-bit. Keluaran ADC0804 siap dibaca oleh mikrokontroler.

Rangkaian ini telah diuji dan diaplikasikan pada sistem Kontroler Suhu Steam Autoclave di pabrik rol karet USTEGRA Malang dengan hasil yang memuaskan. Sistem ini juga telah dikembangkan menjadi terkendali jarak jauh menggunakan menggunakan saluran transmisi current-loop 20mA. Sistem menggunakan mikrokontroler AT89S52.

Oke, semoga bermanfaat dan selamat belajar!

😀

10 comments

  1. Tius · Agustus 19, 2010

    Maksimum suhu yang bisa dibaca berapa derajat Celcius? Beli sensor ini dimana ya?

  2. chandramde · Agustus 19, 2010

    Tius:
    Sensor PT100 yang dibuat dengan logam Platinum dengan koefisien suhu 0,00385 ohm/ohm/°C memiliki jangkauan suhu praktikal antara -269 – +593°C. Namun demikian, karena akurasi sensor menurun dengan kenaikan suhu, maka sensor tipe ini akan efektif pada suhu maksimal 200°C.

    Kalau memang membutuhkan, bisa langsung menghubungi saya.

    Selamat belajar!😀

  3. tresna · Agustus 19, 2010

    artikelnya keren mas,,,,, 4 jempol ( yang dua pinjem sama temen yg disebelah😀 )

  4. chandramde · Agustus 19, 2010

    tresna:
    Hahaha… Thanks!😀

  5. bustami · Oktober 3, 2010

    bisa untuk suhu 38 off 37 on klo bisa saya mau beli dan berapa harganya

  6. suhandar · November 9, 2010

    No. hpnya aja mas, tuk tanya tanya.

  7. tata · November 29, 2010

    mas..kalo harga sensor pt100 berapa ya mas??

    -terima kasih-

  8. yogi · Januari 14, 2012

    pagi mas,

    kalau pt100 dipakai sebagai sensor untuk PWM tidak?kalau tidak mohon rekomendnya sensor apa yg cocok untuk PWM

  9. will_son · Oktober 8, 2013

    Ass.. mass bisa kirim kan layoutnya…
    terima kasih..

  10. syaikhu · April 29, 2014

    perbedanya dengan yg 3 wire gmn mas???pny rangkaianya jg gk…hehe

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s