Pengertian dan Prinsip Kerja Termokopel

 

Pengertian Termokopel

Termokopel, juga dikenal sebagai thermocouple, adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu dalam berbagai aplikasi. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip dasar "Thermo-electric" yang menghasilkan tegangan listrik saat dua jenis logam konduktor yang berbeda digabungkan pada ujungnya. Thomas Johann Seebeck, seorang fisikawan Estonia, menemukan efek "Seebeck" ini pada tahun 1821. Ketika logam konduktor dengan perbedaan suhu tertentu dihubungkan, efek Thermo-electric akan menghasilkan tegangan listrik yang dapat digunakan untuk mengukur suhu.

 

Termokopel adalah salah satu sensor suhu yang paling populer dalam berbagai aplikasi elektronik dan industri yang melibatkan pengukuran suhu. Hal ini karena termokopel memiliki sejumlah keunggulan, seperti respons cepat terhadap perubahan suhu, rentang suhu operasional yang luas (mulai dari -200°C hingga 2000°C), ketahanan terhadap goncangan dan getaran, serta kemudahan penggunaan.

 

Prinsip Kerja Termokopel

Prinsip kerja termokopel sangat sederhana. Termokopel terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis yang digabungkan pada satu ujung, dan ujung lainnya terbuka. Salah satu logam konduktor berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap), sementara yang lain berfungsi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

 

Mari kita lihat prinsip kerja termokopel dengan lebih rinci:

 

Penggabungan Logam Konduktor: Pada dasarnya, termokopel terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis yang digabungkan pada satu ujung. Dua jenis logam konduktor ini adalah komponen utama yang menciptakan efek Thermo-electric.

 

Tegangan Saat Suhu Sama: Ketika dua persimpangan atau junction pada termokopel memiliki suhu yang sama, tegangan listrik yang melalui kedua persimpangan tersebut adalah "NOL" atau V1 = V2. Ini terjadi ketika termokopel tidak terpapar perubahan suhu eksternal.

 

Pengaruh Perbedaan Suhu: Namun, ketika salah satu persimpangan terpapar suhu panas atau dihubungkan ke objek yang akan diukur suhunya, perbedaan suhu akan muncul di antara dua persimpangan tersebut. Perbedaan suhu ini akan menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya, atau V1 – V2. Tegangan listrik yang dihasilkan oleh termokopel biasanya memiliki nilai rendah, berkisar antara 1 µV hingga 70 µV per derajat Celcius.

 

Konversi Tegangan Menjadi Suhu: Tegangan listrik yang dihasilkan oleh termokopel kemudian dikonversikan menjadi nilai suhu yang dapat dimengerti oleh manusia. Hal ini dilakukan dengan mengacu pada tabel referensi yang telah ditetapkan untuk jenis termokopel tertentu. Dengan demikian, kita dapat mengetahui suhu berdasarkan tegangan yang diukur oleh termokopel.

 

Jenis-Jenis Termokopel

Terdapat berbagai jenis termokopel berdasarkan kombinasi logam konduktor yang digunakan. Setiap jenis memiliki rentang suhu operasional yang berbeda sesuai dengan sifat-sifat logam konduktor yang digunakan. Berikut adalah beberapa jenis termokopel yang umum digunakan:

 

Termokopel Tipe E

 

Bahan Logam Konduktor Positif: Nickel-Chromium

Bahan Logam Konduktor Negatif: Constantan

Rentang Suhu: -200°C hingga 900°C

Termokopel Tipe J

 

Bahan Logam Konduktor Positif: Iron (Besi)

Bahan Logam Konduktor Negatif: Constantan

Rentang Suhu: 0°C hingga 750°C

Termokopel Tipe K

 

Bahan Logam Konduktor Positif: Nickel-Chromium

Bahan Logam Konduktor Negatif: Nickel-Aluminium

Rentang Suhu: -200°C hingga 1250°C

Termokopel Tipe N

 

Bahan Logam Konduktor Positif: Nicrosil

Bahan Logam Konduktor Negatif: Nisil

Rentang Suhu: 0°C hingga 1250°C

Termokopel Tipe T

 

Bahan Logam Konduktor Positif: Copper (Tembaga)

Bahan Logam Konduktor Negatif: Constantan

Rentang Suhu: -200°C hingga 350°C

Termokopel Tipe U (Kompensasi Tipe S dan Tipe R)

 

Bahan Logam Konduktor Positif: Copper (Tembaga)

Bahan Logam Konduktor Negatif: Copper-Nickel

Rentang Suhu: 0°C hingga 1450°C

Setiap jenis termokopel memiliki karakteristik khusus yang membuatnya cocok untuk berbagai aplikasi. Pemilihan jenis termokopel yang tepat sangat penting untuk memastikan akurasi pengukuran suhu dalam berbagai kondisi.

 

Termokopel adalah sensor suhu yang bekerja berdasarkan efek Thermo-electric dan menggunakan kombinasi dua jenis logam konduktor yang berbeda. Ketika suhu berubah, termokopel menghasilkan tegangan listrik yang dapat digunakan untuk mengukur suhu. Jenis termokopel yang berbeda memiliki rentang suhu operasional yang beragam, sehingga dapat digunakan dalam berbagai aplikasi. Dengan prinsip kerja yang sederhana namun efektif, termokopel telah menjadi salah satu sensor suhu paling populer dan berguna dalam dunia elektronika dan industri.***