Thermocouple Adalah: Pengertian, Fungsi, Prinsip Kerja dan Jenisnya

Termokopel atau penulisan bahasa Inggrisnya Thermocouple adalah komponen berupa sensor suhu yang dapat digunakan untuk mengukur temperatur dengan memanfaatkan efek thermo-electric yang dihasilkan dari dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya. Kurang lebih seperti itu pengertian thermocouple.

Efek Thermoelektrik yang diterapkan untuk membuat Termokopel ini pertama dicetuskan Tahun 1821 oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck. Efek tersebut pun dinamakan Efek Seebeck, yaitu Perbedaan Tegangan listrik yang dihasilkan ketika dua logam konduktor diberi perbedaan panas secara gradient.

Termokopel ini cukup populer digunakan. Fungsi termokopel yang mendeteksi suhu membuatnya dibutuhkan di berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik. Diantara kelebihan thermocouple yang membuatnya sangat diminati adalah kecepatan respon komponen ini terhadap perubahan suhu yang cukup tinggi dan juga memiliki rentang suhu operasional yang luas yaitu dari -200˚C hingga 2000˚C.

Banyak lagi kelebihan dari Thermokopel yang membuatnya begitu populer digunakan. Namun sebelum membahas kelebihannya, kami akan mulai dulu pembahasan tentang Thermocouple ini dari menjelaskan prinsip kerjanya.

Prinsip Kerja Thermocouple

gambar prinsip kerja thermocouple
Gambar Thermocouple

Tak sulit untuk memahami prinsip kerja thermocouple, karena komponen ini bekerja dengan cukup sederhana. Seperti sudah disinggung di atas, termokopel terdiri dari dua kawat konduktor yang terbuat dari dua logam berbeda jenis yang digabungkan ujungnya.

Salah satu dari kedua logam konduktor tersebut akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan logam yang lainnya akan berfungsi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas. Agar kamu dapat membayangkan dengan lebih baik terkait prinsip kerja thermocouple ini, kamu dapat melihat gambar konstruksi dari termokopel dibawah ini.

gambar thermocouple
Ilustrasi konjungsi di thermocouple

Bisa kamu lihat pada gambar di atas, ketika suhu di kedua persimpangan (Junction) sama, tidak akan ada beda potensial atau tegangan listrik yang mengalir di kedua persimpangan tersebut atau V1 = V2.

Namun, ketika persimpangan atau junction di V1 dihubungkan dengan objek ukur dan mendapatkan suhu panas, sehingga terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan, maka akan muncul beda potensial alias tegangan listrik. Besar tegangan listrik tersebut sebanding dengan suhu panas yang diterima atau V1 – V2.

Baca juga sensor suhu lainnya: Pengertian RTD, Prinsip Kerja, Konfigurasi Dan Aplikasinya

Pada umumnya, tegangan Listrik yang muncul sekitar 1 µV – 70µV setiap derajat Celcius panas yang diterima. Nah, tegangan tersebutlah yang kemudian diolah untuk ditampilkan dalam bentuk hasil pengukuran yang kita mengerti. Konversi tegangan listrik ke suhu tersebut menggunakan tabel referensi yang telah ditetapkan. Berikut tabel referensi yang sering digunakan.

tabel referensi termokopel
Tabel referensi Thermocouple

Jenis-Jenis Thermocouple

jenis thermocouple
Gambar jenis-jenis thermocouple

Tak hanya satu, termokopel tersedia dalam berbagai jenis bahan konduktor yang otomatis membuat rentang suhunya pun bervariasi. Perpaduan jenis-jenis logam konduktor yang berbeda, memang pada dasarnya akan menghasilkan rentang suhu operasional yang berbeda pula. Berikut ini adalah Jenis-jenis atau tipe Termokapel beserta bahan dan rentang suhunya.

Jenis Thermocouple Bahan Logam Konduktor Positif Bahan Logam Konduktor Negatif Rentang Suhu
Tipe E Nickel-Chromium Constantan -200˚C – 900˚C
Tipe J Iron (Besi) Constantan 0˚C – 750˚C
Tipe K Nickel-Chromium Nickel-Aluminium -200˚C – 1250˚C
Tipe N Nicrosil Nisil 0˚C – 1250˚C
Tipe T Copper (Tembaga) Constantan -200˚C – 350˚C
Tipe U (kompensasi Tipe S dan Tipe R) Copper (Tembaga) Copper-Nickel 0˚C – 1450˚C

 

Kelebihan dan Kelemahan Thermocouple

Komponen sensor suhu sendiri tidak hanya thermocouple, ada beberapa komponen lain yang juga dapat digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu. Namun, Thermocouple adalah salah satu yang paling sering digunakan di dunia elektronika, namun bukan berarti komponen ini tidak memiliki kekurangan.

Berikut adalah beberapa kelebihan dan kekurangan dari komponen termokopel:

Kelebihan Termokopel

  1. Dibekali layar yang tidak mudah keruh dan skala yang jelas sehingga nilai suhu pada komponen ini mudah dibaca
  2. Self powered
  3. Range pengukuran yang luas, yaitu -200˚C hingga 2000˚C
  4. Respon terhadap perubahan suhu yang cepat
  5. Masih bekerja baik di jarak pengukuran kurang dari 1 cm
  6. Awet, tidak mudah rusak
  7. Tingkat repeatability yang cukup baik

Kekurangan Termokopel

  1. Memerlukan kalibrasi yang terbilang cukup sulit
  2. Sensitivitas yang tidak terlalu tinggi, umumnya 50 μV/°C (28 μV/°F) atau lebih rendah
  3. Membutuhkan semacam acuan temperatur, umumnya temperature air es 0°C (32°F). Beberapa Thermocouple model terbaru mengacu pada acuan yang dibuat secara elektris.
  4. Memiliki akurasi yang tidak cukup tinggi, yaitu pada 0.5 °C (0.9°F)
  5. Kurang stabil
  6. Hanya dapat digunakan untuk mengukur perbedaan suhu
  7. Hubungan temperature dan tegangan tidak sepenuhnya linear

Demikianlah penjelasan kami tentang salah satu sensor suhu yang sering digunakan, yaitu Thermocouple. Walau memiliki beberapa kekurangan, komponen ini juga punya banyak kelebihan yang menyebabkannya sering digunakan oleh banyak orang.

Tinggalkan komentar