Sensor dan Transduser

1.1.    Definisi-definisi 

A.    William D.C

William D.C, (1993), mengatakan transduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energi di dalam sebuah sistem transmisi, akan menyalurkan energi tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya”. Transmisi energi ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal (panas).
Contoh; generator adalah transduser yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik, motor adalah transduser yang merubah energi listrik menjadi energi mekanik, dan sebagainya.

B.    Petruzella
Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya (Petruzella, 2001).

1.2    Hal – Hal Yang Perlu Diketahui Dalam Sensor dan Transduser

Dalam memilih peralatan sensor dan transduser yang tepat dan sesuai dengan sistem yang akan disensor maka perlu diperhatikan persyaratan umum sensor berikut ini :

A.    Linieritas
Maksut dari linieritas sendiri adalah suatu Konversi haruslah proporsional. Artinya karakteristik konversi dari sensor harus linear (selalu sebanding).Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinyu. Hal ini biasanya dapat diketahui secara tepat bagaimana perubahan keluaran dibandingkan dengan masukannya berupa sebuah grafik.

B.    Sensitivitas
Sensitivitas akan menunjukan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan “perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan  masukan”. Beberepa sensor panas dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan “satu volt per derajat”, yang berarti perubahan  satu derajat pada masukan akan menghasilkan  perubahan  satu volt pada keluarannya. Sensor panas lainnya dapat saja memiliki kepekaan “dua volt per derajat”, yang berarti memiliki kepakaan dua kali dari sensor yang pertama. Linieritas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor. Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama untuk jangkauan pengukuran keseluruhan. Sensor dengan tanggapan paga gambar 1.1(b) akan lebih peka pada temperatur yang tinggi dari pada temperatur yang rendah.

C.    Tanggapan Waktu
Tanggapan waktu yaitu waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Karakteristik ini menuntut, dalam aplikasi sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah. Tanggapan waktu pada sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan.

      Yayan I.B, (1998), mengatakan ketentuan lain yang perlu diperhatikan dalam memilih sensor yang tepat  adalah dengan mengajukan beberapa pertanyaan berikut ini:
a. Apakah ukuran fisik sensor cukup memenuhi untuk dipasang pada tempat yang diperlukan?
b. Apakah ia cukup akurat?
c. Apakah ia bekerja pada jangkauan yang sesuai?
d. Apakah ia akan mempengaruhi kuantitas yang sedang diukur?. 
    Sebagai contoh, bila sebuah sensor panas yang besar dicelupkan kedalam jumlah air air yang kecil, malah menimbulkan efek memanaskan air tersebut, bukan menyensornya.
e. Apakah ia tidak mudah rusak dalam pemakaiannya?.
f. Apakah ia dapat menyesuaikan diri dengan lingkungannya?
g. Apakah biayanya terlalu mahal?



1.3    Klasifikasi Sensor Dan Transduser


A.    Klasifikasi Sensor Berdasarkan daya yang dipakai:

•     Passive Sensor / Self generating transduser

–    Mengkonversi sifat-sifat/isyarat fisik atau kimia ke dalam isyaratyang lain tanpa bantuan sumber energi
–    Ciri sensor ini adalah dihasilkannya suatu energi listrik darisensor secara langsung (sbg sumber tegangan).
–    Contoh:  piezo electric, termocouple, photovoltatic
–    Termocouple menghasilkan tegangan output sebanding dengansuhu pada sambungan termocouple tersebut

•    Active Sensor / External power transduser

–    Mengkonversi sifat-sifat/isyarat fisik atau kimia ke dalam isyaratyang lain dengan bantuan sumber energi dari luar.
–    Merupakan pilihan utama untuk isyarat-isyarat yang lemah/kecil
–    Contoh: Strain gauge, LVDT ( linier variable differential transformer ), Potensiometer, NTC.


B.    Klasifikasi Sensor Berdasarkan fungsi dan penggunaanya

• Sensor thermal (panas)

    Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas/temperature/suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu.
Contohnya; bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb.

• Sensor mekanis

    Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dsb.
Contoh;  strain gage, linear variable deferential transformer (LVDT), proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb.

• Sensor Optik

    Sensor optic atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.
Contoh;  photo cell, photo transistor, photo diode, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb.