Instrumen Termokopel
Instrumen yang menggunakan termokopel untuk pengukuran suhu, arus dan tegangan jenis instrumen tersebut dikenal sebagai instrumen termokopel. Ini digunakan untuk pengukuran AC dan DC.
Termokopel adalah perangkat listrik yang menggunakan dua kabel dari logam yang berbeda. Ini bekerja berdasarkan prinsip bahwa energi panas diubah menjadi energi listrik di persimpangan yang terbuat dari logam yang berbeda.
Arus yang besarnya digunakan untuk diukur melewati persimpangan termokopel. Arus menghasilkan panas di elemen pemanas, dan termokopel menginduksi gaya gerak listrik di terminal keluaran. GGL ini diukur melalui instrumen PMMC. Besarnya ggl sebanding dengan suhu dan nilai RMS arus.
Keuntungan paling signifikan dari instrumen termokopel adalah digunakan untuk pengukuran arus dan tegangan frekuensi tinggi. Instrumen ini lebih akurat untuk frekuensi di atas 50Hz.
Prinsip Kerja Instrumen Termoelektrik
Sirkuit di mana ggl termal menghasilkan terbuat dari dua logam yang berbeda. Suhu di persimpangan mereka ditulis sebagai
Dimana a dan b konstan, dan nilainya tergantung pada sifat logam yang digunakan dalam termokopel. Nilai perkiraan a adalah 40 hingga 50 mikrovolt, dan nilai b adalah beberapa persepuluh hingga ratusan mikrovolt/C2.
Dimana Δθ = perbedaan suhu antara persimpangan panas dan dingin. Dengan demikian suhu mereka dinyatakan sebagai
Pemanas menghasilkan panas yang berbanding lurus dengan I2R. Dimana I adalah nilai RMS arus dan R adalah resistansi elemen pemanas. Kenaikan suhu sebanding dengan panas yang dihasilkan oleh elemen pemanas.
Instrumen termokopel memiliki dua sambungan dingin dan panas. Perbedaan antara dua persimpangan ini dinyatakan sebagai
Nilai b sangat kecil dibandingkan dengan a dan karenanya diabaikan. Suhu di persimpangan dinyatakan sebagai
Defleksi instrumen PMMC berbanding lurus dengan induksi ggl di terminal. Defleksi dari instrumen kumparan putar dinyatakan sebagai
Dimana K3 – aK1K2R = konstanta.
Instrumen menunjukkan respon hukum kuadrat.
Konstruksi Instrumen Termoelektrik
Elemen termoelektrik dan instrumen penunjuk adalah dua bagian utama dari instrumen termoelektrik.
Elemen Termoelektrik
Empat jenis elemen termoelektrik digunakan dalam instrumen termokopel. Jenis mereka dijelaskan di bawah ini secara rinci.
1. Jenis Kontak
Elemen tipe kontak menggunakan pemanas terpisah. Sambungan termokopel dihubungi dengan pemanas yang ditunjukkan pada gambar di bawah.
Elemen pemanas listrik digunakan untuk tujuan berikut.
- Elemen pemanas mengubah energi listrik menjadi energi panas.
- Energi panas diubah menjadi energi panas dengan bantuan efek Seebeck.
- Terminal keluaran termokopel terhubung ke instrumen PMMC. Jumlah energi listrik terkecil digunakan untuk membelokkan penunjuk instrumen PMMC, dan energi ini disimpan di pegas instrumen.
2. Instrumen Tipe Non-Kontak
Dalam instrumen ini, tidak ada kontak listrik antara elemen pemanas dan termokopel. Itu dipisahkan oleh isolasi listrik. Isolasi membuat sistem kurang sensitif dan lambat dibandingkan dengan instrumen tipe kontak.
3. Elemen Termo Vakum
Dalam instrumen tabung vakum, pemanas dan termokopel ditempatkan di tabung kaca yang dievakuasi. Tabung vakum ini meningkatkan efisiensi instrumen karena pemanas tetap panas untuk waktu yang lama.
4. Jenis Jembatan
Dalam instrumen tipe jembatan, arus langsung melewati termokopel dan menaikkan suhunya. Suhu termokopel berbanding lurus dengan nilai RMS arus.
Keuntungan dari Instrumen Termoelektrik
Berikut ini adalah keuntungan dari Instrumen termoelektrik.
- Ini secara langsung menunjukkan nilai RMS tegangan dan arus pada bentuk gelombang.
- Jenis instrumen tersebut bebas dari medan magnet liar.
- Elemen listrik termis digunakan untuk berbagai pengukuran arus.
- Instrumen ini memiliki sensitivitas yang tinggi.
- Ini berguna untuk kalibrasi potensiometer dengan bantuan sel standar.
- Elemen termis bebas dari kesalahan frekuensi dan karenanya digunakan untuk rentang frekuensi terluas.
Kekurangan Instrumen Termoelektrik
Satu-satunya kelemahan instrumen termoelektrik adalah kapasitas beban lebihnya lebih kecil dibandingkan dengan elemen lainnya.
