Aplikasi Sensor RTD (PT100)

Sensor RTD tipe PT100

Mengukur nilai suhu pada suatu sistem memiliki tantangannya sendiri.
Ada banyak instrumentasi yang dapat digunakan untuk metode pengukuran sebagai feedback dari sistem.
Ada NTC (Negative Temperature Coefficient), termokopel, termistor, RTD (Resistance Temperature Detector), dan masih banyak lagi.

Untuk bidang industri sering kali penggunaan aplikasi termokopel dan RTD. Biasanya seringkali termokopel digunakan untuk pengukuran suhu boiler. Untuk RTD, aplikasi sering terdapat pada motor industri. Keduanya punya kelebihan dan kekurangan masing-masing. Salah satu keunggulan dari RTD adalah tingkat linearitasnya yang tinggi.

Kebetulan pada tugas akhir saya, saya menggunakan sensor RTD jenis PT100. PT menandakan sensor berbahan dasar platina, dan 100 berarti sensor akan bernilai 100 ohm saat di titik 0 derajat celcius. Sensor RTD jenis PT100 dan PT1000 paling umum di pasaran.
Berikut adalah persamaan dari nilai resistansi sensor terhadap perubahan nilai suhu,

Yang waktu itu jadi masalah untuk saya, saya menggunakan mikrokontroler sebagai media kendali sistemnya. Tentunya pembacaan sensor ingin dikonversi menjadi tegangan. Memang betul nilai pengukuran sensor dengan kenaikan resistansi terhadap suhu itu sangat linear, tetapi tantangan berikutnya bagaimana saat setelah dikonversi menjadi tegangan, sensor tetap menjaga keakuratan pengukurannya?

Disini saya sudah coba berbagai macam cara, salah satunya dengan metode pembagi tegangan.

Rangkaian Pembagi Tegangan

Namun hasilnya pun masih kurang maksimal.
Banyak referensi yang menyarankan dengan menggunakan Jembatan Wheatstone.
Tetapi penentuan nilai resistor yang pas masih cukup rumit bagi saya. Akhirnya saya menemukan rangkaian yang telah jadi dari Texas Instrument, dalam jurnal resminya.
Untuk melihat lebih jelas dapat langsung di unduh di sini.

Rangkaian Sensor

Rangkaian ini diatur untuk pembacaan range 0-200 derajat celcius dengan keluaran sebanding 0-5V.
Disini masih menggunakan PT100 two wire. Pada jurnal disediakan juga untuk jenis three wire.

Pada dasarnya rangkaian ini tidak menghasilkan pembacaan yang linear, namun hasil keluaran dari sensor memiliki deviasi yang sangat kecil sekali, sekitar 0,001%, sehingga bisa kita anggap linear.

Untuk referensi lain, bagi yang tertarik dalam menggunakan sensor termokopel, dapat merujuk ke link berikut: https://learn.adafruit.com/thermocouple/using-a-thermocouple
 
Alternatif lain yang cukup menarik dan mudah diaplikasikan yang bisa saya rekomendasikan adalah IC DB1820.
Pada prinsipnya penggunaannya mirip dengan IC LM35 untuk pembacaan suhu. Terdiri dari 3 kaki, Vcc, Ground, dan Data.

Konfigurasi Rangkaian

Apabila anda tertarik untuk pengukuran suhu air, disediakan pula produk DB18B20 yang dikemas secara waterproof. 

Waterproof Tempature Sensor

Namun sayangnya keterbatasan range pengukuran (-55 - 125 C), dan linearitas masih belum sebaik sensor RTD.

Semoga dari halaman ini dapat membantu rekan-rekan semua dalam proyek, riset dll, yang berhubungan dengan pengukuran suhu, terutama sensor RTD PT100, terima kasih.