Materi Training tentang Kalibrasi Pressure menggunakan Metode Metrologi dibuat untuk Instrument Maintenance atau Praktisi yang berkecimpung di dunia Instrumentasi dan juga Kalibrasi.
Materi Training tentang Kalibrasi Pressure menggunakan Metode Metrologi dibuat untuk Instrument Maintenance atau Praktisi yang berkecimpung di dunia Instrumentasi dan juga Kalibrasi.
3. Tekanan
3
• Tekanan: gaya per satuan luas
• Ragam tekanan berdasarkan gerak fluida
• Tekanan Statik
• Sama besarnya untuk segala arah
• Pengukuran statik umumnya digunakan untuk
mengetahui beban mekanik pada dinding bejana
• Tekanan Dinamik
• Diukur berdasarkan tumbukan/gerakan fluida
• Pengukuran searah dengan aliran fluida
• Biasa digunakan untuk pengukuran laju alir
5. Satuan Tekanan
5
• Tekanan, gaya per satuan Luas, P = F/A
• Sistem SI 1 N/m2 = 1 Pa
• Sistem Inggris (Engineering) 1 lbf/in2 = 1 psi
(1 atm = 14,7 psi )
• Unit tekanan lain
• Tradisional 1 Torr ≈ 1 mmHg (1/760 atm)
• Standar: tekanan atmosferik (standard
atmospheric,atm)≡ standar referensi tekanan
internasional
• 1 atm = 101325 Pa = 101,325 kPa
• Keperluan Praktis
• 1 bar = 100 kPa
• Beberapa satuan tekanan di pabrik: 1 kg/cm2
(0,98 bar)
6. Definisi Tekanan
6
• Tekanan absolut
• tekanan yang diukur dengan referensi tekanan nol
mutlak
• Tekanan gauge (tekanan terukur, tekanan relatif)
• tekanan yang diukur dengan referensi tekanan
atmosferik (nilai positif)
• Tekanan vakum (tekanan hampa)
• tekanan yang diukur dengan referensi tekanan
atmosferik namun bernilai negatif (tekanan lebih
rendah daripada tekanan atmosferik)
• Beda tekan
• Selisih tekanan antara dua titik
8. Diskusi
8
• Sebuah silinder tertutup berisi gas (volume 1 m3,
temperatur 25 °C). Silinder tersebut dilengkapi alat
ukur tekanan. Jika bacaan pengukur tekanan
tersebut menunjukkan 100 kPa, tentukan jumlah mol
gas dalam silinder tersebut (anggap gas berkelakuan
gas ideal).
• Tetapan gas (R) = 8,314 J/mol.K
9. Alat Ukur Tekanan
9
Metoda Prinsip Pengukuran
Langsung Menyeimbangkan tinggi
cairan pada suatu kolom
U-tube manometer
Well-type manometer
McLeod Gauge
Gaya pada luas area
tertentu
Piston-type pressure
gauge
Ring-balance pressure
gauge
Pembebanan (stress)
pada material elastik
Bourdon tubes
Diaphragm types
Tidak Langsung Piezo-resistive
pressure sensor
Quartz sensor
Strain gauge
12. Ragam manometer
• Manometer U-tube
• Banyak digunakan di laboratorium, dapat
digunakan untuk mengukur laju alir fluida (sistem
venturi atau orifice)
12
15. Manometer - Diskusi
15
• Cairan apa sajakah yang dapat digunakan sebagai
cairan pengisi manometer?
• Bagaimanakah kriteria pemilihan cairan yang
digunakan dalam kolom?
• Kasus: pengukuran tekanan fluida pada rentang 10-
100 mbar
Informasi: SG mercuri 13.53; SG air 1, SG transformer
oil 1,61
16. Ragam Manometer
• Reservoir (Well)
Manometer
• Modifikasi dari U-Tube
Manometer (apa
modifikasi yg
dilakukan? Apa
dampaknya?)
• Indikasi beda tekan
tinggi satu
lengan
memudahkan
pengukuran
𝐴2
∆𝑃 = ρg + h
𝐴1
Jika A1>>>> A2maka
∆𝑃= ρgh
16
17. Ragam Manometer
• Inclined Tube
Manometer
• Digunakan untuk
mengukur tekanan
tinggi
• Lebih akurat dan
dibanding dengan U-
tube manometer
17
18. Akurasi manometer dapat ditingkatkan dengan cara
berikut: (Benar atau salah)
• Mengurangi sudut kemiringan (θ)
• Memperbesar diameter tube
• Menggunakan minyak dengan SG 0,8 sebagai fluida
• Meningkatkan kepresisian penggaris/alat ukur beda
ketinggian
18
Pop Quiz
20. Bourdon Gauge
• Sederhana dan banyak digunakan
• Prinsip kerja: perubahan kurvatur bourdon tube
sebanding dengan tekanan yang diterima
Animasi: Bourdon Vacuum Pump Pressure Gauge
https://www.youtube.com/watch?v=nE_n1lCuz30
20
22. Bourdon Gauge
22
• Keuntungan
• Rentang pengukuran tinggi, dapat digunakan pada
tekanan tinggi
• Akurasi tinggi
• Harga murah (low cost)
• Konstruksi dan pemasangan sederhana
• Dapat dimodifikasi untuk menghasilkan tampilan
digital/elektrik
• Kekurangan
• Respon lambat
• Sensitif terhadap guncangan dan vibrasi
• Presisi terbatas
27. Pengukuran tidak langsung
• Capacitatif kemampuan kapasitatif material
• Piezoelectrik perubahan beda potensial karena
perubahan bentuk benda
• Contoh material: barium titanat , kwarsa (SiO2)
27
31. Nomor 1
Suatu pipa dengan tinggi yang
sama diisi dengan air (ρ = 1000
kg/m3) dan minyak (SG = 0,88)
seperti pada gambar. Kedua fluida
tersebut terhubung dalam
manometer-U yang berisi fluida (SG
= 1,25). Bila fluida tersebut
ternyata lebih tinggi 2 m pada
bagian air dibanding pada bagian
minyak, tentukan beda tekan
antara dua pipa! (h = 5 meter)
32. Nomor 2
Beda tekan antara dua titik
dapat ditentukan
menggunakan multi-tube
manometer. Dalam
manometer, digunakan air (ρ
= 1000 kg/m3), minyak pada
bagian U terbalik (SG = 0,88)
dan raksa pada bagian bawah
belokan U (SG = 13,6).
Skema seperti pada gambar.
Tentukan beda tekan antara
titik A dan B!