Termometer
adalah alat untuk menyatakan derajat panas dingin suatu benda dan
alat yang digunakan untuk mengukur suhu. Dalam kehidupan sehari-hari,
untuk mengukur suhu manusia cenderung menggunakan indra peraba. Akan
tetapi, dengan adanya perkembangan teknologi maka diciptakanlah
Termometer untuk mengukur suhu dengan valid.
Pada abad 17 terdapat 30
jenis skala yang membuat para ilmuwan kebingungan. Hal ini memberi
inspirasi pada Anders Celcius (1701-1744) sehingga pada tahun 1742,
dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai pedoman pengukuran
suhu. Skala ini diberi naman sesuai dengan namanya, yaitu Skala
Celcius.
Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan partikelnya akan berhenti untuk bergerak, kondisi ini disebut dengan kondisi nol mutlak. Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kevin (1842-1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin.
Skala kelvin dimulai dari
273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih sehingga nol
mutlak sama dengan 0 K atau -273 Derajat Celcius. Selain Skala
tersebut ada juga Skala Reamur dan Fahrenheit. Untuk Reamur Air
membeku pada suhu 0 Derajat Reamur dan mendidih pada suhu 80 Derajat
reamur, sedangkan pada skala Fahrenheit air membeku pada Suhu 32
Derajat Fahrenheit dan mendidih pada suhu 212 Derajat fahrenheit.
Termometer Menurut isinya
dibagi menjadi termometer cair, termometer padat, dan termometer
digital. Semua termometer ini mempunyai keunggulan dan kelemahan
masing-masing. Berdasarkan penggunaanya, Termometer Klinis,
Termometer Lab, dan lain-lain.
Read more: http://farhanshare.blogspot.com/2012/06/pengertian-dan-penjelasan-singkat.html#ixzz2An82XH70
Rangkaian Termometer Digital
Gambar skema Rangkaian Termometer Digital beserta komponen dan cara pembuatannya
Rangkaian
Termometer Digital. Termometer adalah alat yang
digunakan untuk mengukur suhu (temperatur), ataupun perubahan suhu.
Istilah termometer berasal dari bahasa Latin thermo yang berarti
panas dan meter yang berarti untuk mengukur. Prinsip kerja
termometer ada bermacam-macam, yang paling umum digunakan adalah
termometer air raksa. Penggunaan air raksa sebagai bahan utama
thermometer karena koefisien muai air raksa terbilang konstan
sehingga perubahan volume akibat kenaikan atau penurunan suhu.
Pada kesempatan kali ini kami akan mengetengahkan
bahasan tentang Rangkaian
Termometer Digital. Untuk bahan pembelajaran, di bawah ini
telah disertakan gambar skemanya.
Komponen-komponen yang diperlukan :
R1 = 10K
P1, P4 = 22K
P5 = 10K
D1, D2, D3, D4 = DUS
T1, T2, T3, T4 = TUN
NTC = R 25oC = 5K
L1, L2, L3, L4 = 6 Volt 50 mA
Termometer air raksa yang sudah kuno bisa diganti
dengan termometer elektronik dan penunjukkan temperaturnya
berlangsung secara digital dengan bantuan lampu. Dengan demikian
rangkaian ini dibuat sedemikian rupa supaya tiap 2oC
lampu yang menyala bertambah satu. Sedangkan lampu itu disusun
menurut bentuk dari termometer yang biasa, dan disusun vertikal.
Untuk tiap ambang penyalaan bisa diatur terpisah sehingga bisa
dilakukan kalibrasi dengan menggunakan bantuan termometer yang telah
ditera. Sedangkan potensiometer 10K berguna untuk menyesuaikan
resistansi NTC yang dipakai karena NTC sendiri dengan tipe yang sama
menunjukkan toleransi pabrik yang masih besar tentunya. Lampu bisa
diganti dengan LED yang dapat mempengaruhi besarnya biaya. Dengan
menambah jumlah lampu, maka ketepatan Rangkaian Termomter Digital
bisa diperbaiki.
makalah termometer, termometer digital, rangkaian termometer digital, cara kerja termometer digital, prinsip kerja termometer digital, skema rangkaian thermometer digital
JENIS – JENIS TERMOMETER
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk
mengukur suhu cenderung menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya
perkembangan teknologi maka diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan
valid. Pada abad 17 terdapat 30 jenis skala yang membuat para ilmuan
kebingungan. Hal ini memberikan inspirasi pada Anders Celcius (1701 -
1744) sehingga pada tahun 1742 dia memperkenalkan skala yang digunakan sebagai
pedoman pengukuran suhu. Skala ini diberinama sesuai dengan namanya yaitu Skala
Celcius. Apabila benda didinginkan terus maka suhunya akan semakin dingin dan
partikelnya akan berhenti bergerak, kondisi ini disebut kondisi nol mutlak.
Skala Celcius tidak bisa menjawab masalah ini maka Lord Kelvin (1842 -
1907) menawarkan skala baru yang diberi nama Kelvin. Skala kelvin dimulai dari
273 K ketika air membeku dan 373 K ketika air mendidih. Sehingga nol mutlak
sama dengan 0 K atau -273°C. Selain skala tersebut ada juga skala Reamur dan
Fahrenheit. Untuk skala Reamur air membeku pada suhu 0°R dan mendidih pada suhu
80°R sedangkan pada skala Fahrenheit air membuka pada suhu 32°F dan mendidih
pada suhu 212°F.
Dalam bukunya
Robert Briffault (1938) berjdul The Making of Humanity disebutkan
bahwa Ibnu Sina merupakan ilmuwan pertaman yang menggunakan termometer udara
untuk mengukur suhu. Dalam kehidupan sehari-hari yang banyak kita temukan
adalah jenis termometer badan baik berupa termometer pipa kapiler ataupun
termometer digital. Termometer pipa kapiler yang menggunakan merkuri dapat
membeku pada suhu – 400C dan mendidih pada suhu 3600C.
Suhu
menurut Kangingan (2007:52-53) adalah suatu besaran yang menyatakan ukuran
derajat panas atau dinginnya suatu benda.
Mudahnya, semakin tinggi suhu suatu benda, semakin panas benda tersebut. Secara
mikroskopis, suhu menunjukkan energi yang dimiliki oleh suatu benda. Suhu juga
disebut temperatur.Benda yang panas memiliki suhu lebih tinggi dibandingkan
benda yang dingin. Alat yang digunakan untuk mengukur suhu adalah termometer.
Namun dalam kehidupan sehari-hari masyarakat untuk mengukur suhu cenderung
menggunakan indera peraba. Tetapi dengan adanya perkembangan teknologi maka
diciptakanlah termometer untuk mengukur suhu dengan valid.
Temperatur
merupakan ukuran mengenai panas atau dinginnya benda (Giancoli, 2001:449). Banyak sifat zat yang
berubah terhadap temperatur. Sebagian besar zat memuai saat dipanaskan, seperti
besi akan memanjang saat panas daripada saat kondisi dingin. Jalan dan trotoar
beton pun memuai dan menyusut terhadap tempatur yang menjadi alasan
ditempatkannya pemisah yang bisa ditekan atau bisa memuai pada jarak tertentu
di jembatan maupun jalanan beton.
Hambatan listrik
materi zat juga berpengaruh signifikan terhadap temperatur. Demikian pula
dengan warna benda, perubahan warna menunjukkan tempatur tertentu.
Misalnya api warna biru menunjukkan suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan api berwarna merah atau berwarna kuning. Cahaya putih yang dihasilkan dari kawat wolfram (tungsten) dalam bolam pijar berasal dari kawat yang sangat panas. Zat padat besi berwarna jingga hingga putih bila dipanaskan saat ditempa dalam pabrik kendaraan menunjukkan fenomena serupa. Demikian pula dengan bintang-bintang yang berkelap kelip menunjukkan temperatur permukaan bintang-bintang tersebut. Matahari pun dikatakan bintang (kerdil kuning). Suhu permukaan bintang atau matahari yang berdasarkan warna bisa dihitung temperaturnya menggunakan panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya.
Misalnya api warna biru menunjukkan suhu yang lebih tinggi dibandingkan dengan api berwarna merah atau berwarna kuning. Cahaya putih yang dihasilkan dari kawat wolfram (tungsten) dalam bolam pijar berasal dari kawat yang sangat panas. Zat padat besi berwarna jingga hingga putih bila dipanaskan saat ditempa dalam pabrik kendaraan menunjukkan fenomena serupa. Demikian pula dengan bintang-bintang yang berkelap kelip menunjukkan temperatur permukaan bintang-bintang tersebut. Matahari pun dikatakan bintang (kerdil kuning). Suhu permukaan bintang atau matahari yang berdasarkan warna bisa dihitung temperaturnya menggunakan panjang gelombang cahaya yang dipancarkannya.
Alat yang
dirancang untuk mengukur temperatur dinamakan termometer. Sebagian besar
termometer dirancang peka terhadap pemuaian. Galileo mengajukan gagasan pertama
termometer melalui fenomena pemuaian gas. Berangsur-angsur evolusi termometer
terjadi hingga menjadi termometer yang berisi cairan dalam gelas. Macam-macam termometer
antara lain : termometer oven, termometer ketel kopi, termometer udara,
termometer hambatan, termistor, termometer kopel.
Untuk menyatakan
hasil pengukuran termometer digunakan skala numerik, skala yang digunakan
secara kuantitatif ini yang paling banyak dipakai adalah skala Celcius, skala
Fahrenheit, dan skala yang paling penting dalam sains adalah skala absolut atau
Kelvin (Giancoli, 2001:451).
B.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana penjelasan tentang jenis – jenis termometer yang digunakan dalam
kehidupan ?
2. Bagaimana prinsip kerja dari jenis – jenis termometer
tersebut ?
C. Tujuan
1. Untuk mengetahui jenis – jenis termometer.
2. Untuk mengetahui prinsip kerja dan kegunaan dari masing –
masing termometer tersebut.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian termometer
Termometer
menurut Kanginan (2007:54) adalah alat yang digunakan untuk mengukur suhu
dengan tepat dan menyatakannya dengan suatu angka. Pembuatan termometer pertama kali dipelopori oleh Galileo Galilei
(1564 – 1642) pada tahun 1595. Alat tersebut disebut dengan termoskop yang
berupa labu kosong yang dilengkapi pipa panjang dengan ujung pipa
terbuka. Mula-mula dipanaskan sehingga udara dalam labu mengembang. Ujung pipa
yang terbuka kemudian dicelupkan kedalam cairan berwarna. Ketika udara dalam
tabu menyusut, zat cair masuk kedalam pipa tetapi tidak sampai labu. Beginilah
cara kerja termoskop. Untuk suhu yang berbeda, tinggi kolom zat cair di dalam
pipa juga berbeda. Tinggi kolom ini digunakan untuk menentukan suhu. Prinsip
kerja termometer buatan Galileo berdasarkan pada perubahan volume gas dalam
labu. Tetapi dimasa ini termometer yang sering digunakan terbuat dari bahan
cair misalnya raksa dan alkhohol. Prinsip yang digunakan adalah pemuaian zat
cair ketika terjadi peningkatan suhu benda.
Termometer
adalah alat untuk mengukur suhu dengan cepat dan menyatakan dengan suatu angka.
Saat ini banyak jenis-jenis temometer. Jenis termometer ini tergantung pada
jangkauan suhu yang diukur, ketelitian ang diingkan dan sifat-sifat dari bahan
yang digunakan. Contoh sifat - sifat zat yang biasa
digunakan untuk membuat termometer adalah:
1. Pemuaian
suatu kolom cairan dalam suatu kapiler,
2. Hambatan
listrik dan seutas kawat platina,
3. Beda
potensial pada suatu termokopel,
4. Pemuaian
suatu keeping bimetal,
5. Tekanan
gas pada volum tetap,
6. Radiasi
yang dipancarkan benda.
Beberapa
sifat yang mutlak dibutuhkan oleh sebuah termometer adalah:
1. Skalanya
mudah dibaca,
2. Aman
untuk digunakan,
3. Kepekaan
pengukurannya,
4. Lebar
jangkauan suhu yang mampu diukur.
7.
Termometer Digital
Termometer digital, biasanya menggunakan
termokopel sebagai sensornya untuk membaca perubahan nilai tahanan. Secara
sederhana termokopel berupa dua buah kabel dari jenis logam yg berbeda yang
ujungnya, hanya ujungnya saja, disatukan (dilas). Titik penyatuan ini disebut
hot junction. Prinsip kerjanya memanfaatkan karakteristik hubungan antara
tegangan (volt) dengan temperatur. Setiap jenis logam, pada temperatur tertentu memiliki tegangan tertentu
pula. Pada temperatur yang sama, logam A memiliki tegangan yang berbeda dengan
logam B, terjadilah beda tegangan (kecil sekali, miliVolt) yang dapat
didetekri. Jadi dari input temperatur lingkungan setelah melalui termokopel
terdeteksi sebagai perbedaan tegangan (volt). Beda tegangan ini kemudian
dikonversikan kembali nilai arusnya melalui pengkomparasian dengan nilai acuan
dan nilai offset di bagian komparator, fungsinya untuk menerjemahkan setiap
satuan amper ke dalam satuan volt kemudian dijadikan besaran temperatur yang
ditampilkan melalui layar/monitor berupa seven segmen yang menunjukkan
temperatur yang dideteksi oleh termokopel.
Termokopel ini macam-macam, tergantung jenis logam yang
digunakan. Jenis logam akan menentukan rentang temperatur yang bisa diukur
(termokopel suhu badan (temperatur rendah) berbeda dengan termokopel untuk
mengukur temperatur tungku bakar (temperatur tinggi)), juga sensitivitasnya.
Secara terperinci prinsip kerja termometer
digital dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. Sensor yg berupa PTC atau NTC dengan
tingkat sensitifitas tinggi akan berubah nilai tahanannya jika terjadi sebuah
prubahan suhu yg mengenainya.
2. Perubahan nilai tahanan ini linear
dengan perubahan arus, sehingga nilai arus ini bisa dikonversi ke dalam bentuk
tampilan display
3. Sebelum dikonversi, nilai arus ini
di komparasi dengan nilai acuan dan nilai offset di bagian komparator,
fungsinya untuk menerjemahkan setiap satuan amper ke dalam satuan volt yg akan
dikonversi ke display.
Pembacaan pengukuran termometer ini
dilakukan langsung dari nilai display dengan memperhatikan garis segmen yang
ada.
a)
Kalibrasi Termometer
Digital
Kalibrasinya biasa menggunakan
kalibrator manual atau otomatis, kalibrator manual suhu yg dikenakan ke sensor
adalah suhu pemanas nyata dimulai dari 0 derajat untuk setting ofsetnya.
Kalibrasi otomatis terdiri dari suhu pemanas dan checker untuk gain dalam
rangkaian komparatornya
b)
Material Penyusun
Termometer Digital
Termometer digital memiliki bagian
penyususn terpenting. Material penyusun tersebut adalah sebagai berikut:
1. Sensor PTC/ NTC
2. Komparator (OP-amp dan sejenisnya)
3. ANALOG to Digital konverter
4. Dekoder display (IC 7447 TTL
misalnya)
5. Display (7 segmen, LCD, monitor)
8.
Termometer Merkuri
Termometer merkuri adalah jenis termometer yang
sering digunakan oleh masyarakat awam. Merkuri digunakan pada alat ukur suhu
termometer karena koefisien muainya bisa terbilang konstan sehingga perubahan
volume akibat kenaikan atau penurunan suhu hampir selalu sama.
Alat ini
terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan
Merkuri di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian
rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang
naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat
ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Skala suhu yang paling banyak
dipakai di seluruh dunia adalah Skala Celcius dengan poin 0 untuk titik beku
dan poin 100 untuk titik didih.
Termometer
Merkuri pertama kali dibuat oleh Daniel G. Fahrenheit. Peralatan sensor panas
ini menggunakan bahan Merkuri dan pipa kaca dengan skala Celsius dan Fahrenheit
untuk mengukur suhu. Pada tahun 1742 Anders Celsius mempublikasikan sebuah buku
berjudul “Penemuan Skala Temperatur Celsius” yang diantara isinya menjelaskan
metoda kalibrasi alat termometer seperti dibawah ini:
- Letakkan silinder termometer di air yang sedang mencair dan tandai poin termometer disaat seluruh air tersebut berwujud cair seluruhnya. Poin ini adalah poin titik beku air.
- Dengan cara yang sama, tandai poin termometer disaat seluruh air tersebut mendidih seluruhnya saat dipanaskan.
- Bagi panjang dari dua poin diatas menjadi seratus bagian yang sama.
Sampai saat ini
tiga poin kalibrasi diatas masih digunakan untuk mencari rata-rata skala
Celsius pada Termometer Merkuri. Poin-poin tersebut tidak dapat dijadikan
metoda kalibrasi yang akurat karena titik didih dan titik beku air berbeda-beda
seiring beda tekanan.
Cara Kerja :
- Sebelum terjadi perubahan suhu, volume Merkuri berada pada kondisi awal.
- Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon Merkuri dengan perubahan volume.
- Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.
- Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan.