Slide show matakuliah Dasar Dasar Instrumentasi lanjutan Fisika Dasar I.

2. Sekretaris
Materi 3
operator
materi 6
Materi 2 + slide maker
1
2
3
4
5
6
7

3. TAHUKAN ANDA ???????
• Apa yang terjadi pada suhu saat thermostat memiliki
nilai set meningkat dari, 20 ° C sampai 22 ° C?
• Untuk menentukan bagaimana output dari suatu
sistem kontrol akan bereaksi terhadap input yang
berbeda, kita membutuhkan model matematika dari
sistem sehingga kita memiliki persamaan
menggambarkan bagaimana output berkaitan dengan
input
• istilah respon statik → mengacu pada waktu yang
dibutuhkan untuk mencapai respon dan istilah respon
dinamik saat kita juga mempertimbangkan bagaimana
itu bervariasi dengan waktu

4. Respon Statik
kasus sistem penguat
INPUT : OUTPUT
1 : 10

5. Respon Dinamik
Sistem yang mewakili neraca pegas dengan
masukan dari beban sinyal dan output defleksi
(Gambar 8.2)
untuk gambaran lengkap dari literatur neraca
pegas dengan waktu, untuk input dari
beberapa beban konstan,
Output = input x bilangan konstan
Ket : menggambarkan output bervariasi dengan waktu

6. output = G X input
Contoh :
Motor A memiliki kecepatan output yang berbanding lurus dengan
tegangan yang diberikan ke dinamonya.
Jika output adalah 5 putaran per sekon, tegangan dari
input adalah 2 V, berapa keuntungan sistem?
Dengan output = G x input, kemudian G = 5/2 = 2.5 (rev/s)N.

7. Keuntungan sistem dalam seri
• Kedua system memiliki input
Y1 = G1X1
y2 = G2y1 = G2 x G1X1
Sistem keseluruhan memiliki input x1 dan output> '2 dan
dengan demikian, jika kedua sistem konstituen mewakili
sistem secara keseluruhan maka memiliki keuntungan dari
G:
Y2 = Gx1
Dan sebagainya:
G = G1 x G2

8. 2
3
3
2
3 3
3
Contoh
• Sebuah sistem terdiri dari amplifier
dengan keuntungan sebesar 10
memberikan tegangan untuk motor yang
memberikan kecepatan, output yang
sebanding dengan tegangan, konstanta
proporsionalitas menjadi 5 (rev / s) /V.
Apa hubungan antara tegangan input ke
sistem dan keluaran kecepatan motor?
Keuntungan Keseluruhan
G = G1 x G2 = 10 x 5 = 50 (rev/s)/V.
3
3

9. Pertimbangkan sebuah sistem dengan umpan balik
negatif (Gambar 8.4).
Output dari sistem umpan balik kembali melalui suatu
sistem pengukuran dengan keuntungan H
dari input ke sistem dengan keuntungan G.
• Input = sistem umpan balik (Y)
• Output = sinyal umpan balik (Hy)
• Kesalahan = x - y

10. maka:

11. Gambar 8.5 Input sinyal X
Sinyal umpan balik dengan demikian hy adalah
masukan sistem G
dimana X + Hy
Contoh:
Sebuah sistem umpan balik negatif
memiliki keuntungan 12 dan mendapatkan umpan
balik dari 0,1. Berapa keuntungan keseluruhan
sistem?

12. •
jika kita ingin mengembangkan sebuah model untuk suspensi mobil maka
kita perlu mempertimbangkan bagaimana mudahnya untuk
memperpanjang atau kompres, yaitu kekakuan nya, kekuatan peredaman
dan massa dari sistem sehingga ketahanan sistem untuk percepatan
adalah inersianya.

13. 1
Spring
'pegas' atau 'kekakuan' suatu sistem dapat diwakili oleh pegas ideal (ideal
karena hanya pegas dan tidak ada sifat lainnya). Untuk pegas linier,
ekstensi y sebanding dengan gaya F diterapkan menjadi:
F = ky
(dimana * adalah konstanta disebut kekakuan)
2 Dashpot
'redaman' dari sebuah sistem mekanik dapat diwakili oleh dashpot.
Ini adalah piston bergerak dalam media kental.
Misalnya : minyak dalam sebuah silinder.
Kekuatan resistif yang harus diatasi
adalah sebanding dengan kecepatan piston dan karenanya laju perubahan y
perpindahan dengan waktu, yaitu dy / dt. Dengan demikian kita bisa menulis:

15. Sistem Rotasi
• Sistem kontrol dengan sistem rotasi,
(model poros penggerak motor (Gambar 8.10) )
dan bagaimana rotasi beban didorong akan terkait dengan
masukan memutar rotasi untuk drive shaft.
Sistem rotasi blok
bangunan dasar pegas torsi, sebuah peredam rotasi
dan momen inersia (Gambar 8.11).

16. • Torsional spring
'kekakuan' atau 'pegas' Dari pegas rotasi direpresentasikan
Dibuat sebuah pegastorsional.
Untuk pegas torsi, Sudut 0 adalah sebanding diputar T torsi
T = k0
*Dimana k adalah ukuran kekakuan pegas
Rotasi dashpot
Redaman yang melekat dalam gerakan rotasi
diwakili oleh rotasi dashpot. Untuk
dashpot berotasi, yaitu efektif disk yang
berputar dalam cairan, maka T torsi resistif 0 sebanding
dengan kecepatan sudut . Berikut persamaannya :
T – cv – cf
*Dimana c adalah konstanta redaman

17. SISTEM ELEKTRIK
•
1
Unsur-unsur dasar dari sistem listrik merupakan
komponen murni. Resistor, induktor dan kapasitor adalah
istilah murni yang digunakan untuk menunjukkan bahwa
resistor hanya memiliki perlawanan.
Resistor
Untuk resistor, resistansi (R), (v) beda potensial di atasnya ketika ada arus (I) maka :
V= IR
2
Induktor
Untuk induktor, induktansi (L) , (v) beda potensial di atasnya tergantung
pada laju perubahan arus (I).
3
Kapasitor
Untuk kapasitor, v beda potensial di atasnya tergantung pada q muatan pada pelat
kapasitor dengan v = q / C, di mana C adalah kapasitansi.

18. 1 Kirchhoffs current law
Total arus yang keluar sama dengan total arus yang diterima.
2 Kirchhofs voltage law
Dalam jalur sirkuit tertutup, disebut sebagai loop, jumlah aljabar tegangan di
seluruh unsur-unsur yang membentuk loop adalah nol.
Hal berikut sama dengan mengatakan bahwa untuk loop berisi sumber GGL,
jumlah dari tetes potensi di setiap elemen sirkuit adalah sama dengan jumlah
yang diterapkan. asalkan kita mempertimbangkan arah mereka.

19. Sistem termal
1. Resistansi Termal
Resistensi termal R adalah resistansi yang ditawarkan
kepada q (panas) dan didefinisikan oleh:
T1 - T2 = perbedaan suhu di mana arus panas.
Jadi untuk dua poin di suhu T 1 dan T2 dan L jarak terpisah:
k adalah konduktivitas termal. Dengan demikian
mode ini adalah perpindahan panas, R = L / Ak.
Untuk perpindahan panas secara konveksi antara dua titik,
hukum Newton tentang pendinginan memberikan persamaan :
q = Ah(T2-T1)
H : koefisien perpindahan panas dan
A : luas permukaan

20. Sistem termal
2. Kapasitansi termal
perubahan energi internal = mc x (T2-T1)
m = massa
C = kapasitas spesifik

22. 1. Resistansi Hidrolik
• Hambatan Hidrolik (R )
resistansi terhadap aliran
yang terjadi ketika cairan mengalir dari satu pipa.
• Resistansi Hidrolik = Hk. Ohm
2. Kapasitas Hidrolik
• Kapasitansi Hidrolik (C)
penyimpanan energi dimana
cairan hidrolik disimpan dalam bentuk energi potensial.
• Laju perubahan volume = perbedaan antara tingkat
volumetrik
• Kesimpulan

23. 3. Inersia Hidrolik
• Inersia Hidrolik setara dengan induktansi dalam
sistem listrik
a = percepatan
v = laju peubahan kecepatan
I = Lp/A

24. Aplikasi sebuah sistem kontrol yang digunakan untuk
mengendalikan
ketinggian cairan dalam sebuahwadah akan memiliki respon
yang tergantung pada kapasitansi sistem hidrolik
Jadi, sebuah wadah yang memiliki area permukaan besar
utnuk cairan akan
memiliki kapasitansi yang lebih besar dari 1 dengan luas
permukaan lebih kecil
Sebagai akibatnya, lebih besar kapasitansi utnuk tingkat yang
sama inflow dan outflow ,
tingkat perubahan tekanan dalam waktu akan lebih kecil.
Karena tekanan = tinggi cairan → kapasitansi yang lebih besar
berarti tingkatannya lebih
lambat menanggapi input atau mengubah output

25. Persamaan differensial
• Bagian sebelumnya menunjukan hubungna
antara input dan output untuk sistem ini.
• Sebuah persamaan differensial adalah
persamaan yang melibatkan turunan, yatu
tingkat perubahan.
• Contoh : laju perpindahan (y) dengan waktu
(t), ditulis sebagai dy/dt, atau laju perubahan
dengan waktu dy/dt ditulis sebagai dty/dt2

26. Orde pertama persamaan differensial
• Banyak sistem memiliki hubungan input-output yang dapat
dijelaskan oleh persamaan diferensial orde pertama dan
memiliki output y yang berhubungan dengan masukan x oleh
persamaan berikut
• t sebagai waktu yang konstant, sedangkan k adalah konstanta
• Istilah orde pertama digunakan untuk penggambaran
persamaan differensial yang tertinggi adalah bentuk dari
dy/dt

27. Orde kedua persamaan diferensial
• Persamaan differensial orde kedua : istilah yang
digunakan ketika turunan tertinggi adalah bentuk
d2y/dt2
• Banyak hubungan sistem input-output yang dapat
dijelaskan oleh persamaan difernsial orde kedua
denagn output y yang berhubungan dengan masukan
x oleh persamaan berikut :