1. Sensor mekanik adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanik seperti perpindahan, pergeseran, posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dan sebagainya. 2. Contoh sensor mekanik yang dijelaskan dalam dokumen tersebut adalah strain gauge, LVDT, mouse mekanik, bourdon tube, load cell sensor, proximity, accelerometer, dan draw wire displacement sensor. 3. Sensor mekanik harus memenuhi persyaratan kualitas seperti linier

1. SENSOR MEKANIK
Mata kuliah fisika
Dosen pengampu: Prof. Dr. Djumadi
Oleh :
Rizal Nasrul Efendi
NIM._14708251091

2. Pengertian sensor dan
tranduser
O Sensor adalah komponen yang digunakan untuk mendeteksi suatu
besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisis dengan
rangkaian listrik.
O Sensor merupakan bagia dari tranduser yang berfungsi untuk
melakukan sensing atau merasakan dan menangkap adanya perubahan
energi eksternal yang akan masuk kebagian input dari tranducer.
O 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).

3. Contoh; generator adalah transduser yang
merubah energi mekanik menjadi energi
listrik.

4. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan
harus memenuhi persyaratan kualitas yaitu :
a. Linieritas
Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara
kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinyu.
Sebagai contoh, sebuah sensor panas dapat menghasilkan tegangan sesuai
dengan panas yang dirasakannya. Konversi harus benar-benar proposional,
jadi karakteristik konversi harus linier.
100
Temperatur(masukan)
1
100
Temperatur(masukan)
1
00
Tegangan (keluaran)
(a) Tangapan linier (b) Tangapan non linier
Gambar 1.1. Keluaran dari transduser panas (D Sharon dkk, 1982),
Tegangan (keluaran)

5. b. Kepekaan/Sensitivitas
Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-
nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik
keluaran yang cukup besar.
c. Waktu tanggapan/time response
Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran
sensor untuk mencapai nilai akhirnya pada nilai masukan
yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah
cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut
berubah.

6. Sensor mekanik
Sensor mekanik adalah sensor yang
mendeteksi perubahan gerak mekanik,
seperti perpindahan atau pergeseran atau
posisi, gerak lurus dan melingkar,
tekanan, aliran, level dan sebagainya.
Berikut akan dijabarkan beberapa jenis
sensor mekanis yang sering dijumpai di
dalam kehidupan sehari-hari.

7. Strain Gauge
O Merupakan sensor yang digunakan untuk mengukur
regangan (strain) dari suatu benda.
O Strain gauge dapat dijadikan sebagai sensor posisi. SG
dalam operasinya memanfaatkan perubahan resistansi
sehingganya dapat digunakan untuk mengukur
perpindahan yang sangat kecil akibat pembengkokan
(tensile stress) atau peregangan (tensile strain). Definisi
elastisitas (ε) strain gauge adalah perbandingan
perubahan panjang (ΔL) terhadap panjang semula (L)
yaitu:

9. Strain gauge dibuat dari sehelai kertas logam resistif
yang dikikis tipis (etced-foil) dan berbentuk kisi
(grid) – sebagai elemen utama (sensor) – serta
dilapisi dengan sepasang selaput sebagai pelindung
sekaligus isolator.
Kemudian ditambahkan sepasang kawat timah (lead-
gauge) yang terhubung pada kedua ujung elemen
sensor.
Kegunaan Strain Gage :
Untuk mengukur tekanan ataupun berat suatu objek,
contohnya:
1. Digunakan pada pengkur berat badan digital.
2. Alat pengukur pertambahan retakan pada
pondasi/dinding bangunan

10. Mouse mekanik
Salah satu implementasi sensor
mekanik (sensor regangan) adalah
mouse mekanik, yaitu mouse
dengan sensor mekanik berupa bola
karet/logam di sisi bawah mouse
yang dapat berputar ke semua arah.
Sensor mekanik tersebut mendeteksi
arah putar bola dan menggerakkan
pointer/kursor pada layar sesuai arah
tersebut

11. Linear Variable Differential
Transformers (LVDT)
suatu sensor yang bekerja berdasarkan prinsip trafo
diferensial dengan gandengan variabel kumparan
primer dan kumparan sekunder. Prinsip ini pertama
kali dikemukakan oleh Schaevits pada tahun 1940-
an. Pada masa sekarang sensor LVDT telah secara
luas digunakan. Pada aplikasinya LVDT dapat
digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan
sensor mekanik lainnya.

12. Suatu LVDT pada dasarnya terdiri dari sebuah kumparan primer, dua buah
kumparan sekunder, dan inti dari bahan feromagnetik. Kumparan-kumparan
tersebut dililitkan pada suatu selongsong, sedangkan inti besi ditempatkan
didalam rongga selongsong tersebut. Selongsong ini terbuat dari bahan non-
magnetik. Kumparan primer dililitkan ditengah selongsong, sedangkan
kedua kumparan sekunder dililitkan disetiap sisi kumparan primer. Kedua
kumparan sekunder ini dihubungkan seri secara berlawanan dengan jumlah
lilitan yang sama.

13. Perubahan tekanan dalam kantung akan mengakibatkan perubahan posisi
inti magnet pada kumparan LVDT, sehingga mengakibatkan perubahan
induksi magnetik pada kumparan sekunder 1 dan 2. Dengan perubahan
induksi magnetik pada kumparan sekunder 1 dan 2 tersebut maka output
kumparan 1 dan 2 akan menghasilkan tegangan induksi magnetik yang
besarnya sebanding perseseran inti magnet LVDT akibat perubahan
tekanan pada kantung. Pergeseran inti magnet (batang magnet) di tengah
kumparan tersebut akan menimbulkan tegangan output pada kumparan
yang mendapat induksi dari inti magnet tersebut.

14. Bourdon tube
Merupakan alat yang digunakan untuk mengukur tekanan fluida dalam
pipa. Biasa digunakan dalam industri kimia/teknik pendingin. sejenis
pipa pendek lengkung , dan salah satu ujungnya tertutup. Jika bourdon
tubes diberikan tekanan maka ia akan cenderung untuk “menegang”.
Perubahan yang dihasilkan sebanding dengan besarnya tekanan yang
diberikan.
O Karakteristik bourdon tube :
 Bersifat portabel
 Ketelitiannya cukup tinggi
 Pengukuran terbatas pada tekanan statis
 Terjadi histerisis
 Terpengaruh shock dan vibrasi

15. • Saat bourdon tube diberikan tekanan, maka ia akan “menegang”.
• Perubahan yang dihasilkannya akan sebanding dengan besarnya tekanan yang
diberikan. Hal ini dapat dilihat dari indikator dial yang tertera pada alat Bourdon Tube.
• Perubahan tekanan yang dideteksi oleh Bourdon tube akan menyebabkan pipa
bergerak
• Kemudian gerakan pipa tersebut ditransmisikan untuk menggerakkan jarum meter

16. Load Cell Sensor
Load Cell adalah salah satu Sensor yang banyak
digunakan di timbangan-timbangan elektronika
untuk mengukur berat suatu benda. Load Cell
mengubah suatu gaya tekanan, menjadi besaran
listrik. Load Cell juga dapat digunakan untuk
mendeteksi adanya gerak-gerak pada suatu objek
yang hendak diotomatiskan. Contohnya mungkin
diindustri beras. Misal kita ingin mengarungkan
beras dengan besar 50kg perkarung, nah disini kita
bisa memakai Load Cell untuk mendeteksi bila
50kg itu sudah tercapai. Load Cell akan mengirim
sinyal ke indikator bahwa karung tersebut sudah
mencapai batasnya.

17. Proximiti
Sensor Proximity adalah sebuah sensor jarak
yang biasanya digunakan pada ponsel
berlayar sentuh dan berada di bagian depan
dengan dua lensa mirip
kamera. Karakteristik dari sensor ini adalah
mendeteksi obyek benda dengan jarak yang
cukup dekat, berkisar antara 1 mm sampai
beberapa centi meter saja sesuai type sensor
yang digunakan.

18. Accelerometer
Accelerometer adalah sebuah
tranduser yang berfungsi
untuk mengukur percepatan,
mendeteksi dan mengukur
getaran, ataupun untuk
mengukur percepatan akibat
gravitasi bumi.

19. Misalnya saat kita bermain game
balap mobil, ketika kita memutar
perangkat kita sedikit demi sedikit
maka mobilnya akan berbelok sedikit
demi sedikit mengikuti kemiringan
perangkat Androidnya.

20. Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik adalah sensor yang
bekerja berdasarkan prinsip pantulan
gelombang suara dan digunakan untuk
mendeteksi keberadaan suatu objek
tertentu di depannya, frekuensi
kerjanya pada daerah diatas
gelombang suara dari 40 KHz hingga
400 KHz.

21. Kedua unit dalam sensor ultrasonik ini memiliki struktur yang sangatlah sederhana,
yaitu suatu kristal piezoelectric yang terhubung dgn mekanik jangkar;
disambungkan hanya dgn sebuah diafragma penggetar. Kemudian kepada plat
logam diberikan tegangan bolak balik yg mempunyai frekuensi kerja 40 KHz s/d
400 KHz. Dengan demikian akan terjadi kontrasi / pengikatan dengan mengembang
ataupun menyusut karena polaritas tegangan yg diberikan kepada kristal
piezoelectric sehingga hal tersebut terjadi pada struktur atomnya. Peristiwa inilah
yang dinamakan dgn efek piezoelectic.

22. Draw Wire Displacement Sensor
Draw-wire displacement sensor adalah
sensor untuk mengukur jarak atau
perpindahan linear melalui sebuah kabel
yang diproduksi dari untaian highly-flexible
stainless steel strands yang memutar pada
sebuah puli/pully yang melewati sebuah
motor pegas yang tahan lama.

23. MK30 draw-wire displacement sensor mengukur posisi
tempat tidur rumah sakit. Sensor miniature ini menawarkan
pengukuran yang presisi meskipun dalam aplikasi dimana
ruang instalasi sangat terbatas/sempit sekalipun.

24. Soal 1
Sensor yang mendeteksi perubahan gerak seperti perpindahan atau
pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran,
level dan sebagainya disebut ….
a. sensor thermal c. sensor optik
b. sensor listrik d. sensor mekanik
Jawaban: D

25. Soal 2
Berikut ini yang termasuk contoh dari sensor mekanik adalah ….
a. strain gauge, LVDT, mouse mekanik, bourdon tube
b. photocell, phototransistor, photodiode,
pyrometer optic
c. bimetal, termistor, termokopel, RTD
d. generator, transducer, transformator,
kapasitor
Jawaban: A

26. Soal 3
Contoh sensor mekanik yang biasa dimanfaatkan pada alat
pengkur berat badan digital dan alat pengukur pertambahan
retakan pada pondasi/dinding bangunan adalah..
a. LVDT c. mouse mekanik
b. strain gauge d. bourdon tube
Jawaban: B

27. Soal 4
Perhatikan gambar berikut ini !
Gambar tersebut adalah ….
a. LVDT c. mouse mekanik
b. strain gauge d. bourdon tube
Jawaban: D

28. Soal 5
Sensor yang mendeteksi obyek benda dengan jarak yang cukup dekat,
berkisar antara 1 mm sampai beberapa centi meter sesuai type sensor yang
digunakan adalah…..
a. Mouse meknik c. Sensor ultrasonik
b. Sensor Proximity d. Accelerometer
Jawaban: B

29. Soal 6
sensor yang bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang
suara dan digunakan untuk mendeteksi keberadaan suatu
objek tertentu di depannya dan memiliki jangkuan frekuensi
pada daerah diatas gelombang suara dari 40 KHz hingga 400
KHz adalah…
a. Accelerometer c. Sensor ultrasonik
b. Sensor Proximity d. Load Cell Sensor
Jawaban: C

30. Soal 7
Perhatikan data berikut :
- bersifat portabel
- ketelitiannya cukup tinggi
- terjadi histerisis
- terpengaruh shock dan vibrasi
Hal tersebut menunjukkan karakteristik dari ….
a. accelerometer c. mouse mekanik
b. proximity d. bourdon tube
Jawaban: D

31. Soal 8
10. Gambar berikut yang merupakan Load Cell Sensor adalah ….
a.
b.
c.
d.
Jawaban: A

32. Soal 9
Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan harus
memenuhi persyaratan kualitas yaitu :
a. mekanis, elektrik dan thermal
b. linieritas, sensitivitas dan time response
c. transduser, generator dan histerisis
d. potensiometer, pyrometer dan transistor
Jawaban: B

33. Soal 10
Sensor berfungsi untuk mengukur jarak atau perpindahan linear melalui
sebuah kabel yang diproduksi dari untaian highly-flexible stainless steel
strands yang memutar pada sebuah puli/pully yang melewati sebuah motor
pegas yang tahan lama adalah..
a. Accelerometer
b. Draw-wire displacement sensor
c. Proximity
d. Bourdon tube
Jawaban: B

34. TERIMAKASIH