1. Dokumen tersebut membahas mengenai metode-metode pengukuran tekanan dan alat ukur tekanan, seperti manometer, diaphragm pressure gage, bourdon tube pressure gage, dan piezo-electric pressure transducer. 2. Jenis-jenis alat ukur tekanan yang dijelaskan meliputi manometer gravitasi, u-tube manometer, inclined-type manometer, diaphragm dan bellow gage, bourdon tube pressure gage, serta piezo-electric dan piezo-resistive pressure cells. 3

1. 11-Oct-13 Janu Pardadi 1
METROLOGI TERMAL

2. 11-Oct-13 Janu Pardadi 2
Barometric
Pressure
Gage
Pressure
Total/Absolut
Pressure
Vacuum
Pressure
Absolut
Pressure
Standard Pressure
= 760 mm Hg
= 29,92 in Hg
= 14,7 psi
= 10,13 x 104 Pa
Tekanan merupakan Gaya per Satuan Luas
P : N/mm2 ; N/m2 ; kg/cm2 dll
Catatan : 1 atm = 14,696 lbf/in2 = 2116 lbf/ft2
= 1,0132 x 105 N/m2
1 Pa = 1 N/m2
1 atm ~ 1 bar
PENGUKURAN TEKANAN

3. 11-Oct-13 Janu Pardadi 3
Bila Fluida dalam keadaan setimbang  Tekanan pada sebuah titik di fluida tsb adalah
sama untuk semua arah dan tidak tergantung pada orientasi.
Aliran dalam PIPA
 Tekanan terukur pada A disebut
Tekanan Total atau Tekanan
Stagnasi
 Tekanan terukur pada B disebut
Tekanan Statis
 Tekanan Dinamis (velocity pressure)
= Tekanan Total – Tekanan Statis
Arah aliran
A B
Pressure Tansdusers
PENGUKURAN TEKANAN
Velocity and Impact Pressure
Untuk mendapatkan informasi tekanan
yg tepat perlu dihitung kondisi aliran

4. 11-Oct-13 Janu Pardadi 4
 Untuk meng-interpretasi pengukuran aliran dengan benar,
perlu perhatian khusus pada situasi tekanan.
 Karena faktor tersebut maka kita perlu mempertimbangkan
penggunaan berbagai metoda pengukuran tekanan
PENGUKURAN TEKANAN
Velocity and Impact Pressure

5. 11-Oct-13 Janu Pardadi 5
Ada beberapa jenis Alat Ukur Tekanan :
1. Jenis / Type GRAVITASI :
P2
P1
Kolom dia = A
h
Fluida
Well-type Manometer
Kesetimbangan Gaya dalam “kolom” :
P1.A – P2.A = A.h.r ( g/gc )
atau
P1 – P2 = h.r ( g/gc )
= Dp
dengan :
P1 dan P2 adalah tekanan absolut
r= kerapatan fluida ( mass/vol )
h = tinggi fluida dlm.kolom
Pada prakteknya : P2 merupakan tekanan atmosfir, sehingga dapat ditulis :
P1 – Patm = h.r ( g/gc ) = Dp
Satuan :  (m).(kg/m3)  kg/m2
1 kg = g Newton
N/m2 = Pa
PENGUKURAN TEKANAN

6. 11-Oct-13 Janu Pardadi 6
P2 P1
fluida rt
fluida rm
h
U - tube Manometer
P1 – P2 = h.( rm – rt ).( g/gc )
g = percepatan gravitasi lokal
gc = percepatan gravitasi reference
Inclined-type Manometer
h
P1
L
q
P2
P1= r ( L.sin q ).( g/gc ) + P2
PENGUKURAN TEKANAN

7. 11-Oct-13 Janu Pardadi 7
PENGUKURAN TEKANAN
 Dari contoh di atas, terlihat bahwa berat jenis /
density punya peran dalam perhitungan
sehingga untuk bekerja dengan teliti perlu
diperhatikan variasi Temperatur yang terjadi.

8. 11-Oct-13 Janu Pardadi 8
2. DIAPHRAGMA & BELLOW GAGE :
P2
P1
diaphragma
Perbedaan tekanan yang ada antara P1 dan
P2 akan menimbulkan defleksi pada
diaphragma
diaphragma
P2
P1
Diaphragma dengan “strain gage”
Bentuk diaphragma bisa Permukaan datar
Permukaan bergelombang
Bellow displacement
P1P2
BELLOW
PENGUKURAN TEKANAN

9. 11-Oct-13 Janu Pardadi 9
LVDT (Linear Variable Differential Transformer) - diaphragm differential pressure gage
Dapat digunakan untuk
mengukur tekanan sampai 0,25
Pa
Frekuensi alami dari diaphragma adalah
Dengan
E = modulus elastis diaphragma ( psi atau Pa )
t = tebal diaphragma ( in atau m )
a = radius diaphragma ( in atau m )
r = kerapatan ( lbm/in3 atau kg/m3 )
gc = percepatan gravitasi( 386 lbm-in/lbf atau 1 kg-m/N.s2 )
m = angka Poisson
Untuk diaphragma dari bahan baja akan diperoleh
Secondary (output)
diaphragma
primary
P1 P2
PENGUKURAN TEKANAN

10. 11-Oct-13 Janu Pardadi 10
PENGUKURAN TEKANAN

11. 11-Oct-13 Janu Pardadi 11
PENGUKURAN TEKANAN

12. 11-Oct-13 Janu Pardadi 12
PENGUKURAN TEKANAN

13. 11-Oct-13 Janu Pardadi 13
PENGUKURAN TEKANAN

14. 11-Oct-13 Janu Pardadi 14
3. BOURDON-Tube Pressure Gage
PENGUKURAN TEKANAN
R
 Bourdon tube, kondisi normal
berbentuk oval. Kondisi awal akan
melingkar dengan radius R (seperti
gambar) dengan sudut biasanya < 360o.
 Tekanan diberikan pada tabung, bentuk
oval akan cenderung berubah ke
melingkar ( makin besar tekanan, makin
besar perubahannya ). Panjang
lengkungan dalam dan luar akan tetap
yang kira-2 sama dengan aslinya dan
kemungkinannya adalah berubah dalam
bentuk koilnya.
 Gerakan dari ujung tabung diteruskan
melalui sambungan dan roda gigi ke
penunjuk / jarum yang akan bergerak
menunjuk ke skala.

15. 11-Oct-13 Janu Pardadi 15
4. Piezo-Type Pressure Cells
PENGUKURAN TEKANAN
 Ada 2 type secondary transducer :
1. Piezoresistive elements, merupakan type pasif 
elemen regangan type semikonduktor (SC)
2. Piezoelectric elements, merupakan type aktif 
elemen charge-generating “crystal-type”.

16. 11-Oct-13 Janu Pardadi 16
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
1. Piezoresistive elements
 Elemen transduser ( strain-gage) semikonduktor / SC yang banyak digunakan
adalah dari silikon yang tipis, dengan potongan 0,125 x 0,0125 mm. Panjang
efektif berkisar ntra 1,25 sampai 12 mm dan elemen sensitif di backed atau
unbacked.
 Teknik ultrasonik digunakan untuk memotong elemen SC-gage dari kristal
tunggal silikon.
 Pada dasarnya, type backing, bahan perekat yang sama, dan teknik
pemasangan yang dipakai untuk metalic gages  cocok untuk SC gages

17. 11-Oct-13 Janu Pardadi 17
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
1. Piezoresistive elements ( lanjutan )
 Ada beberapa hal yang meningkatkan kepekaan / sensitivitas, tetapi juga akan
diikuti dengan beberapa kerugian :
a. Output dari elemen SC adalah regangan dengan sifat nonlinear.
b. Kepekaan regangan ditandai dengan ketergantjungannya pada
temperatur.
c. Lebih rapuh bila dibandingkan dengan kawat atau elemen foil,
menyentuhnya akan bisa membuat lengkung dengan radius yang kecil = 3
mm.
d. Range regangan dari SC-gage secara kasar, terbatas dari 3000 sampai
10.000 ms ( tergantung pada type spesifik gage ), dibandingkan dengan
metallic resistance gages yang mempunyai batas atas 100.000 ms.
e. Semiconductor gage lebih mahal dibandingkan dengan metallic gage.

18. 11-Oct-13 Janu Pardadi 18
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
1. Piezoresistive elements ( lanjutan )
f. Karena kepekaan elemen SC yang tinggi, ketidak linear-an rangkaian
jembatan Wheatstone sederhana tidak sellu bisa diabaikan. Hal ini seperti
kalau menggunakan elemen gage metal konvensional.
g. Ini bisa memerlukan atau tidak memerlukan instrumen khusus.

19. 11-Oct-13 Janu Pardadi 19
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
1. Piezoresistive elements ( lanjutan )

20. 11-Oct-13 Janu Pardadi 20
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
1. Piezoresistive elements ( lanjutan )
 Keuntungan Utama dari penggunaan SC-gages tidak hanya karena
penggunaan type resistif yang sederhana ini akan meningkatkan
kepekaan transduser sekunder. Tetapi juga akan memungkinkan
penggunaan transduser utama yang kurang sensitif ( diaphragma,
tabung teknan dll. ), dimana akan memungkinkan konstruksi yang lebih
kokoh, yang akan langsung memberi respone dinamis yang lebih tinggi,
lebih kokoh dan/atau pengurangan ukuran tanpa mengorbankan
kepekaan/sensitivitas secara overall.

21. 11-Oct-13 Janu Pardadi 21
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
2. Piezoelectric-type
 Beberapa material tertentu bisa menghasilkan daya listrik ketika ada perubahan
regangan mekanis atau sebaliknya, bisa berubah dimensinya ketika ada
perubahan tegangan. Ini yang disebut efek “piezoelectric“
 Transduser “piezoelectric” menghasilkan elektrostatik yang umumnya akan
dikondisikan dengan menggunakan penguat.
 Tansduser piezoelectric digunakan untuk mengukur kekasaran permukaan,
regangan, gaya dan torsi, tekanan, gerakan, dan sound dan noise.
 Piezoelectric-type secondary transducers mempunyai keuntungan : sensitivitas
yang amat tinggi dan frekuensi natural yang tinggi. Dengan Kualitas seperti
tersebut, range tekanan kerja menjadi lebih besar dan respon frekuensinya
sangat bagus.
 Range tekanan maksimum secara typical sampai 100.000 psi dengan resolusi
kurang dari 1 psi.
 Frekuensi resonan = 150.000 Hz.

22. 11-Oct-13 Janu Pardadi 22
4. Piezo-Type Pressure Cells ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
2. Piezoelectric-type ( lanjutan )

23. 11-Oct-13 Janu Pardadi 23
PENGUKURAN TEKANAN TINGGI
PENGUKURAN TEKANAN
 Range tekanan tinggi adalah mulai sekitar 700 atm dan sampai ke batas
teknis yang ada, sekrang sampai 18.000 atm.
 Peralatan ukur-tekanan konvensional, seperti strain-gage pressure cell dan
Bourdon tubes gages, bisa digunakan pada 3500 sampai 7000 atm.
 Bourdon tubes untuk tekanan tersebut mempunyai penampang hampir
bundar dan mempunyai perbandingan yang tinggi antara tebal dinding dan
diameter
 Electrical resistance pressure gages, tekanan yang sangat tinggi bisa
diukur dengan menggunakan electrical resistance gages, yang tahanannya
akan berubah dengan mengaplikasikan tekanan ke konduktor elektris itu
sendiri.
o Elemen sensor terdiri dari gulungan koil yang longgar dari kawat yang
relatif halus. Ketika tekanan diberikan, muncul efek bulk-compression
dalam perubahan tahanan elektris yang harus dikalibrasi dengan tekanan
yang diberikan.

24. 11-Oct-13 Janu Pardadi 24
PENGUKURAN TEKANAN TINGGI ( lanjutan )
PENGUKURAN TEKANAN
 Electrical resistance pressure gages, elemen sensor secara aktual tidak
bersenggungan dengan tekanan dari media yang diukur tetapi dipisahkan
oleh bellows yang berisi minyak tanah (kerosene). Salah satu ujung koil
sensor dihubungkan ke terminal pusat sedangkan ujung yang satu
dihubungkan ke-ground dengan demikian melengkapi sirkuit elektris yang
diperlukan.

25. 11-Oct-13 Janu Pardadi 25
PENGUKURAN TEKANAN
Float Manometer
Contoh lain Pengukuran tekanan

26. 11-Oct-13 Janu Pardadi 26
PENGUKURAN TEKANAN

27. 11-Oct-13 Janu Pardadi 27
Ada beberapa type Pengukuran Tekanan yang di sini tidak dibahas a.l.
1. The McLOAD GAGE.
2. PIRANI THERMAL-CONDUCTIVITY GAGE
3. The KNUDSEN GAGE
4. The IONIZATION GAGE
5. The ALPHATRON
Yang secara umum bisa di simpulkan dan digambarkan seperti pada grafik
berikut
PENGUKURAN TEKANAN

28. 11-Oct-13 Janu Pardadi 28
Range penggunaannya
PENGUKURAN TEKANAN