Resistance Temperature Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor Temperatur Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu temperatur/suhu dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau nikel murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing temperatur di dalam kisaran suhunya.

1. RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR (RTD)
A. PENGERTIAN
Resistance Temperature Detector (RTD) atau dikenal dengan Detektor Temperatur
Tahanan adalah sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran suatu
temperatur/suhu dengan menggunakan elemen sensitif dari kawat platina, tembaga, atau
nikel murni, yang memberikan nilai tahanan yang terbatas untuk masing-masing
temperatur di dalam kisaran suhunya. Semakin panas benda tersebut, semakin besar atau
semakin tinggi nilai tahanan listriknya, begitu juga sebaliknya. PT100 merupakan tipe
RTD yang paling populer yang digunakan di industri.
Resistance Temperature Detector merupakan sensor pasif, karena sensor ini
membutuhkan energi dari luar. Elemen yang umum digunakan pada tahanan resistansi
adalah kawat nikel, tembaga, dan platina murni yang dipasang dalam sebuah tabung guna
untuk memproteksi terhadap kerusakan mekanis. Resistance Temperature Detector
(PT100) digunakan pada kisaran suhu -200 0C sampai dengan 650 0C.
Gambar 1. RTD
Pada tipe elemen wire-wound atau tipe standar, RTD terbuat dari kawat yang tahan
korosi, yang dililitkan pada bahan keramik atau kaca, yang kemudian ditutup dengan
selubung probe sebagai pelindung. Selubung probe ini biasanya terbuat dari logam
inconel (logam dari paduan besi, chrom, dan nikel). Inconel dipilih sebagai selubung dari
RTD karena tahan korosi dan Ketika ditempatkan dalam medium cair atau gas, selubung
inconel cepat dalam mencapai suhu medium tersebut. Antara kawat RTD dan selubung

2. juga terdapat keramik (porselen isolator) sebagai pencegah hubung pendek antara kawat
platina dan selubung pelindung. Perhatikan gambar dibawah ini.
Sedangkan jenis logam untuk kawat dari RTD umumnya adalah platina. Kawat RTD
biasanya juga terbuat dari tembaga dan nikel. Namun platina adalah bahan yang paling
umum digunakan, karena memiliki tingkat akurasi yang lebih baik dan rentang suhu yang
lebih luas.
B. PRINSIP KERJA RTD
Ketika suhu elemen RTD meningkat, maka resistansi elemen tersebut juga akan
meningkat. Dengan kata lain, kenaikan suhu logam yang menjadi elemen resistor RTD
berbanding lurus dengan resistansinya. elemen RTD biasanya ditentukan sesuai dengan
resistansi mereka dalam ohm pada nol derajat celcius (0⁰ C). Spesifikasi RTD yang
paling umum adalah 100 Ω (RTD PT100), yang berarti bahwa pada suhu 0⁰ C, elemen
RTD harus menunjukkan nilai resistansi 100 Ω.
Dalam prakteknya, arus listrik akan mengalir melalui elemen RTD (elemen resistor)
yang terletak pada tempat atau daerah yang mana suhunya akan diukur. Nilai resistansi
dari RTD kemudian akan diukur oleh instrumen alat ukur, yang kemudian memberikan
hasil bacaan dalam suhu yang tepat, pembacaan suhu ini didasarkan pada karakteristik
resistansi yang diketahui dari RTD.

3. Elemen sensor RTD mempunyai dua tipe konfigurasi yang paling umum, yaitu
a. Wire-wound
Seperti yang dijelaskan pada sebelumnya, wire-wound merupakan tipe elemen
yang terdiri dari kumparan kawat logam (platina) yang melilit keramik atau kaca,
yang ditempatkan atau ditutup dengan selubung probe sebagai pelindung.
b. Thin-film
Thin-film merupakan tipe elemen RTD yang terdiri dari lapisan bahan resistif
yang sangat tipis (umumnya platina), yang diletakkan pada substrat keramik yang
kemudian dilapisi dengan epoxy atau kaca sebagai segel atau pelindungnya.
C. BAHAN PEMBUATAN RTD
Dengan bahan yang berbeda dalam pembuatan RTD akan menghasilkan hubungan
yang berbeda antara resistensi dan suhu. Bahan yang sensitif terhadap temperatur yang
digunakan dalam pembangunan RTD adalah platinum, nikel, dan tembaga, platinumlah
yang paling banyak digunakan. Karakteristik penting dari RTD adalah koefisien suhu
resistansi atau temperature coefisien resintance (TCR), resistansi nominal pada 0 °C dan
kelas toleransi. TCR menentukan hubungan antara resistensi dan suhu. Tidak ada batasan
untuk TCR yang dicapai, tetapi standar industri yang paling umum adalah untuk platinum
3850 ppm / K. Hal ini berarti bahwa resistansi dari sensor akan meningkat sebesar 0,385

4. Ohm per 1 °C kenaikan suhu. Resistansi nominal sensor RTD adalah besarnya resistansi
sensor pada saat memiliki suhu 0 °C. Meskipun hampir semua nilai resistansi dapat
dicapai untuk resistansi nominal, tetapi yang paling umum adalah platinum 100 Ohm
atau disingkat PT100. Akhirnya, kelas toleransi menentukan keakuratan sensor, biasanya
ditentukan pada titik nominal 0 °C. Ada standar industri yang berbeda yang telah
ditetapkan untuk akurasi antara lain standar ASTM dan DIN Eropa. Menggunakan nilai-
nilai TCR, resistansi nominal, dan toleransi karakteristik fungsional dari sensor RTD
dapat dikendalikan.
D. KONFIGURASI RTD
Selain bahan yang berbeda, RTD juga ditawarkan dalam dua konfigurasi utama yaitu
lilitan kawat dan film tipis. Konfigurasi lilitan kawat merupakan jenis RTD kumparan
dalam atau RTD kumparan luar. Konstruksi RTD kumparan dalam terdiri dari kumparan
resistif yang dililitkan melalui sebuah lubang pada isolator keramik, sedangkan
konstruksi RTD kumparan luar melibatkan lilitan bahan resistif yang berliku-liku di
sekitar silinder keramik atau kaca, yang kemudian diisolasi.
Gambar 5. Konfigurasi RTD kumparan kawat
Sedangkan konstruksi RTD Film tipis memiliki lapisan tipis bahan resistif yang
disimpan pada substrat keramik yang melalui proses deposisi, yaitu proses sebuah jalur
bahan resistif yang kemudian diukir ke sensor menggunakan pemangkasan laser untuk
mencapai nilai nominal sesuai karakteristik sensor. Bahan resistif tersebut kemudian

5. dilindungi dengan lapisan tipis dari kaca dan dipasang kabel utama yang dilas ke bantalan
pada sensor dan ditutup dengan kaca.
Gambar 6. Konfigurasi RTD film tipis
RTD film tipis memiliki keunggulan dibandingkan dengan konfigurasi kumparan
kawat. Keunggulan utamnya yaitu bahwa lebih murah, lebih kasar, lebih tahan getaran,
dimensi lebih kecil, waktu respon lebih baik, karakteristik hysterisis lebih baik serta
ketahanan kemasannya lebih tinggi. Untuk rentang waktu yang lama dan suhu yang
tinggi RTD kumparan kawat akurasinya jauh lebih baik, tetapi berkat perkembangan
teknologi RTD terakhir, sekarang ada teknologi RTD film tipis yang mampu mencapai
tingkat akurasi yang sama dengan RTD kumparan kawat.
Sebuah RTD dapat dihubungkan dalam konfigurasi dua, tiga, atau empat-kawat.
Konfigurasi dua kawat adalah yang paling sederhana dan juga yang paling rawan
kesalahan. Dalam konfigurasi ini, RTD terhubung dengan dua lead kawat arus ke sirkuit
jembatan Wheatstone dan tegangan output yang terukur, seperti terlihat pada gambar
berikut ini.

6. Gambar 7. Konfigurasu 2 kawat
Kerugian dari rangkaian di atas adalah bahwa dua lead kawat yang menghubungkan
RTD akan menambah secara langsung besarnya nilai resistansi RTD dan akan
menyebabkan terjadinya kesalahan pendeteksian suhu.
Konfigurasi tiga-kawat terdiri dari dua lead arus dan satu lead tegangan yang
mengukur penurunan tegangan pada RTD. Resistansi lead tegnagan yang tinggi untuk
meniadakan efek dari drop tegangan karena arus yang mengalir selama pengukuran,
seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Gambar 8. Konfigurasi 3 kawat

7. Konfigurasi di atas sangat ideal untuk membatalkan resistansi kawat pada rangkaian
dan menghilangkan efek resistensi yang berbeda, yang mungkin merupakan masalah
pada konfigurasi dua-kawat. Konfigurasi tiga-kawat biasa digunakan untuk pengukuran
yang memerlukan akurasi yang baik pada aplikasi pengontrolan suhu.
Konfigurasi empat-kawat terdiri dari dua lead arus dan dua lead tegangan yang
mengukur penurunan tegangan pada RTD. Kedua resistasi yang tinggi pada lead
tegangan untuk meniadakan efek dari drop tegangan karena arus yang mengalir selama
pengukuran, seperti terlihat pada gambar berikut ini.
Gambar 9. Konfigurasi 4 kawat
Konfigurasi di atas sangat ideal untuk membatalkan resistensi kawat pada rangkaian
dan menghilangkan efek resistensi yang berbeda, yang mungkin merupakan masalah
pada konfigurasi tiga-kawat. Konfigurasi empat-kawat biasa digunakan pada saat
pengukuran yang memerlukan akurasi yang sangat tinggi dalam aplikasi pengontrolan
suhu.
Dalam kombinasi dengan menampilkan diagram pengkabelan, rangkaian yang lebih
kompleks sering digunakan. Ada banyak pilihan yang berbeda untuk rangkaian yang
bekerja dengan menggunakan sensor RTD. Jenis rangkaian yang paling penting dengan
penkondisian sinyal pada sekarang ini adalah, untuk tujuan linearitas bahwa rangkaian

8. harus dapat memasok eksitasi stabil untuk RTD. Setelah eksitasi stabil saat diterapkan
pada RTD, jalur pengkondisian sinyal dari rangkaian akan membatalkan resistansi utama,
dan keuntunganya dapat mengubah sinyal digital menggunakan ADC, yang kemudian
dapat dibaca oleh controller.
Gambar 10. Konfigurasi RTD yang lebih kompleks
E. BENTUK KONSTRUKSI RTD (PT100)
Pada dasarnya ada tiga bentuk dasar konstruksi RTD paltinum (PT100) yaitu RTD
(PT100) kumparan kawat pada keramik tubular, RTD (PT100) film tipis pada keramik,
dan RTD (PT100) kumparan kawat pada kaca tubular. Platinum digunakan dalam sensor
suhu RTD ini, karena sangat cocok untuk pengukuran suhu yang tepat bila diandingkan
dengan logam lain dan paduan logam lainnya, karena reaksi kimianya. RTD platinum
beroperasi atas dasar perubahan nilai resistamsi linear dengan adanya pengaruh suhu.

9. Gambar 11.Konstruksi RTD (PT100) kumparan kawat
Konstruksi dasar RTD (PT100) film tipis adalah melalui proses deposisi uap platinum
pada substrat keramik dengan penataan photolithography dan laser pemangkasan. Hal ini
memungkinkan sensor ini akan dibuat dalam ukuran yang sangat kecil, kurang dari 1,5 x
1.5 mm. Heastern Industries di Melbourne – Austarlia telah memasarkan RTD (PT100)
film tipisnya, dengan ukuran 1,5 x 1.5 mm untuk PT100 dan ukuran 15 x 30 mm untuk
PT1000 guna pengukuran suhu permukaan.
Oleh karena biaya operasi rendah dan ukuran kecil, serta akurasi, stabilitas dan masa
pemakaian yang lama, maka perangkat RTD (PT100) film tipis cocok untuk berbagai
macam pengukuran suhu presisi dalam industri makanan dan minuman, kertas, otomotif,
alat rumah tangga, peralatan medis, elektronik, komunikasi dan pembangkitan energi.
RTD (PT100) film tipis adalah sensor suhu yang unik dan fleksibel, yang digunakan
tidak hanya dalam aplikasi pengontrolan suhu, dimana suhu sendiri adalah penting, tetapi
juga informasi parameter terkait lainnya sangat diperlukan. Informasi ini dapat dengan
mudah diperoleh dengan menggunakan temperatur sebagai produk sampingan dari
proses. Hal ini memungkinkan RTD (PT100) film tipis digunakan untuk mengukur laju
aliran, ketegangan aliran, tingkat kekntalan aliran, dan mendeteksi kebocoran aliran.

10. Macam-macam bentuk konstruksi RTD (PT100) dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 12. Macam-macam bentuk RTD
Keterangan :
A. Cryogenic RTD
B. Holl ow Annulus High Pressure LH2 RTD
C. Hollow Annulus LH2 RTD
D. 1/8" Diameter LN2 RTD
Gambar 13. Bentuk RTD (PT100) tipe probe

11. Gambar 14. Bentuk RTD (PT100) tipe batang
Gambar 15. Bentuk RTD (PT100) tipe WZP-230
Gambar 16. Bentuk RTD (PT100) tipe WZP-231

12. Gambar 17. Bentuk PT1000

13. TUGAS GAMBAR TEKNIK
RESISTANCE TEMPERATURE DETECTOR (RTD)
DISUSUN OLEH :
MUADZ SYAMSUDDIN
MUHAMMAD IHSAN YASIN
WAHYUNI BACTIAR
NURHIDAYAH
JURUSAN TEKNIK KIMIA
POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG
2015