3. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Karakteristik Dinamis
• Pada dasarnya merupakan sifat respon kondisi
transien terhadap input.
• Karakteristik dinamis dipengaruhi oleh waktu.
• Umumnya, respon output sebuah sensor tidak
sempurna saat rangsangan inputnya bervariasi
sehingga diperoleh dynamic error.
• Kebanyakan sensor dan kopling sumbernya
tidak dapat memberikan respon yang instan
(langsung jadi)
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
4. KARAKTERISTIK SENSOR 2
• Respon yang terjadi jika sebuah sensor menjadi
bagian dari sebuah kontrol sistem :
Dalam kondisi terbaik : terjadi delay
Dalam kondisi terburuk : terjadi osilasi
• Dalam kondisi dinamis, terdapat waktu
persiapan (warm-up time), yaitu waktu saat
eksitasi sinyal sampai dengan saat sensor
beroperasi dalam kondisi akurat.
• Umumnya, warm-up time yang singkat dapat
diabaikan kecuali beberapa detektor seperti
thermostat.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
5. KARAKTERISTIK SENSOR 2
• Sebab terjadinya karakteristik dinamis adalah adanya
faktor penyimpanan energi, seperti :
– Inersia : massa, induktansi
– Kapasitansi : electrical, thermal
• Karakteristik dinamis sensor dapat dipelajari dengan
menggunakan model matematika persamaan differensial
linier.
• Tergatung disain sensor, persamaan ini dapat berupa
beberapa tahap / order.
• Dalam praktiknya, model ini ada 3, zero order, first order
dan second order
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
6. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Karakteristik Dinamis diperoleh dengan
menganalisa respon sensor yang dapat
berupa input impulse, step, ramp, sinusoida,
white noise, dll.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
7. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Frekuensi Respon
Menggambarkan seberapa
cepat sensor orde pertama
dapat merespon perubahan
rangsangan
Cut-off Frequency
Menggambarkan tinggi
rendahnya frekuensi
rangsangan yang dapat
diproses oleh sensor
Upper Cut-off frekuensi :
seberapa cepat rangsangan
dapat direspon
Lower Cut Off Frekuensi :
seberapa lambat rangsangan
dapat direspon
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
8. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Laplace Review
Transformasi Laplace terhadap input waktu
y(t) dapat dilambangkan dengan
Hubungan mendasarnya adalah yang
menekankan pada transformasi differensial
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
9. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Sehingga :
G(s) = sensor transfer function
Posisi pole dan zero dari G(s) pada s-plane menentukan prilaku
dinamik sensor, seperti, osilasi, cacat eksponensial, dan kelabilan
sistem sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
11. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Zero Order
Sensor dengan orde nol merupakan sensor
yang langsung dapat menghasilkan respon
(instant respons). Output yang dihasilkan
bersifat linier. Hubungan input dan output
yang dihasilkan :
k = sensitifitas statis
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
12. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Karakteristik Zero order sangat diinginkan,
karena beberapa hal:
1. Tidak ada delay
2. Bandwidthnya tertentu
3. Sensor hanya mengubah amplitudo sinyal
input
Sensor Zero Order, tidak mengandung
elemen penyimpanan energi.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
13. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Aplikasi dari Sensor Zero Order :
Potensiometer yang digunakan dalam
pengukuran perpindahan linier atau rotary
seperti sensor level air.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
14. KARAKTERISTIK SENSOR 2
First Order
Sensor orde pertama merupakan sensor yang
mengandung 1 komponen penyimpan energi
dan 1 buah komponen pen-disipasi energi.
τ = konstata waktu = a1/a0 = respons dinamis
k = gain statis = 1/ a0 = respons statis
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
15. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Input Sinusoid lebih baik digambarkan
dalam bentuk respon frekuensi, yaitu
amplitudo dan beda fase
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
16. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Dynamic Error dan Delay pada First Order
Sensor
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
20. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Second Oder
Sensor orde kedua merupakan sensor yang
melibatkan dua komponen energi lain dan
sebuah komponen pen-disipasi energi
Dapat dinyatakan dalam bentuk :
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
24. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Beberapa sensor/ transducer dapat dianalogikan untuk
mendapatkan model persamaan matematikanya
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
25. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Faktor Eksternal (Lingkungan)
Terdiri dari :
a. Kondisi Simpan (Storage condition)
Kondisi yang dialami sensor selama beberapa waktu tanpa mengubah performanya
seperti dalam kondisi operasi
b. Pergeseran (Short and long-term Stability)
Pergeseran merupakan bagian dari keakurasian. Terdiri dari :
Kestabilan jangka pendek (Short-term stability)
Performa sensor berubah dalam hitungan detik, menit ataupun hari. Diartikan
juga sebagai noise ULF.
Kestabilan jangka panjang (Long-term stability)
Diartikan sebagai degradasi material atau komponen sensor. Terjadi dalam
hitungan bulan atau tahun. Dapat disebabkan oleh kondisi operasi, kondisi
simpan, isolasi yang digunakan dan bahan komponen.
c. Temperatur
Suhu yang meningkat dapat mempengaruhi operasi dari sensor yang dapat merubah
nilai transfer function dari sensor.
d. Self-Heating Error
Error ini disebabkan oleh panas yang diserap oleh sensor sehingga mempengaruhi
keakurasiannya.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
26. KARAKTERISTIK SENSOR 2
Reliabilitas Sensor
Diartikan sebagai kehandalan sensor
menghasilkan fungsi yang dinginkan dalam
kondisi dan periode waktu tertentu
Merupakan data statistik yang berisi prediksi
atas kemungkinan sensor dapat beroperasi
tanpa error/kesalahan dalam periode tertentu
atau jumlah/frekuensi penggunaan.
2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
27. 2011/ 2012 M. Ilyas Hadikusuma, ST, M.Eng Sensors dan Transducers
