1. Sistem InstrumentasiSistem Instrumentasi
(Sensor, Transducer, Signal Conditioning)(Sensor, Transducer, Signal Conditioning)
Presented byPresented by
Muhammad FadlyMuhammad Fadly
Muhammad ArmanMuhammad Arman

2. Blok Diagram Sistem instrumentasiBlok Diagram Sistem instrumentasi
Measured
medium
Primary
Sensing
Element
Variable
Conversion
Element
Variabel
Manipulated
Element
Data
Transmission
Element
Data Storage /
Playback
Element
Data
Presentation
Element
Observer
Measured
Quantity
Presented
Data
Sensor /
Transducer
Signal Conditioning
- DAQ
- Indicator
- Controller
- Computer
Stage 1 Stage 2
Stage 3
A
B
A
B

3. Sistem InstrumentasiSistem Instrumentasi
• Sensor / Transducer
• Signal Conditioning
• Data Logging (DAQ system)

4. Definisi :Definisi :
• Primary Sensing Element (sensor/transducer)
Sensor : Segala elemen yang memiliki perubahan nilai variable
tertentu terhadap varibel fisik tertentu dan merupakan elemen pertama
yang menerima energi dari media yang diukur dan menghasilkan
sebuah keluaran yang bergantung pada kuantitas yang diukur.
Transducer : Suatu alat/komponen yang dapat merubah dari
suatu bentuk besaran ke bentuk besaran lain yang berbeda.
• Variable Conversion Element
Merubah variabel yang diukur dari satu bentuk ke bentuk lain yang
lebih sesuai dengan keperluan.
Pressure VoltageTransducer

5. Definisi (Continued)Definisi (Continued)
• Variable Manipulated Element
Melakukan penyesuaian nilai variabel agar dapat digunakan secara
langsung oleh elemen-elemen selanjutnya.
• Data Transmission Element
Mengirim data dari satu elemen ke elemen lainnya.
• Data Storage / Playback Element
Melakukan penyimpanan data pengukuran dan data tersebut dapat
ditampilkankan kembali setiap saat.
• Data Presentation Element
Memberikan informasi tentang besar nilai variabel yang diukur
dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh manusia.

6. Contoh:Contoh:
Measured
medium
Primary
Sensing
Element
Variable
Conversion
Element
Observer
Pressure
Pressure
Data
Data
Transmission
Element
Variable
Conversion
Element
Fluida
Gaya
Piston Piston rod
Gaya
A
A
Spring
Variable
Manipulated
Element
Gerak
Linkage
Data
Presentation
Element
Gerak
Pointer dan Skala

7. Sistem InstrumentasiSistem Instrumentasi

8. Sensor (Transducer)Sensor (Transducer)
Segala elemen yang berubah terhadap varibel fisik tertentu
dan merupakan elemen pertama yang menerima energi
dari media yang diukur dan menghasilkan sebuah keluaran
yang bergantung pada kuantitas yang diukur.
Contoh :
 Temperature Transducer
 Pressure Transducer
 Flow Transducer
 Humidity Transducer
 dll

9. Temperature Sensor/TransducerTemperature Sensor/Transducer
• Thermometer Bimetal
• Thermometer Gelas
• Resistance Temperature Detector

10. Temperature Sensor/TransducerTemperature Sensor/Transducer
• Thermistor
• Thermocouple
• Infrared Phyrometer

11. Pressure Sensor/TransducerPressure Sensor/Transducer
• Manometer
• Bourdone Tube

12. Pressure Sensor/TransducerPressure Sensor/Transducer
• Inductive Type
• Piezoresistive
P
R

13. Flow Sensor/TransducerFlow Sensor/Transducer
• Differential Pressure
• Tube vane (putaran baling-baling)

14. Flow Sensor/TransducerFlow Sensor/Transducer
• Magnetic
• Ultrasonic

15. Signal ConditioningSignal Conditioning
• Merubah dari satu bentuk sinyal ke bentuk
sinyal yang lain disesuai dengan kebutuhan:
- Amplification
- Isolation
- Filtering
- Excitation
- Linearization
- Conversion

16. Signal ConditioningSignal Conditioning
• Sistem Mekanik
• Sistem Elektrik (Elektronik)
• Sistem Hidraulik
• Sistem Pneumatic

17. Signal ConditioningSignal Conditioning
• Sistem Mekanik
– Bell crank
– Gear
– Rod
– Spring
– Linkage mekanik
– Piston
– Dll

18. Sistem Elektrik (Elektronik)Sistem Elektrik (Elektronik)
• Memperbesar atau memperkecil sinyal
AmplificationAmplification

19. AmplificationAmplification
• Inverting Amplifier
• Non-inverting Amplifier
Vin
R
R
Vout F
1
−
=
Vin
R
R
Vout 





+=
2
1
1

20. AmplificationAmplification
• Summing and Subtracting
• Difference Amplifier
( )321
1
VVV
R
R
Vout F
++
−
=
( )12
1
VV
R
R
Vout F
−=

21. IsolationIsolation
• Melindungi data akuisisi atau komputer
dari transducer/alat ukur untuk tujuan
keamanan
• Efek drop tegangan pada pemacaan data
akibat masuknya resistansi data akuisisi
atau komputer

22. Isolated ItemIsolated Item
• High voltage transient
• Grounding (beda tegangan antara dua
ground)
• Load Resistance -> voltage follower

23. FilteringFiltering
• Menghilangkan sinyal-sinyal yang tidak diinginkan
dari sinyal yang ingin diukur, terutama noise dan
gangguan
FILTER

24. FilterFilter
• Low-pass Filter
• High-pass Filter

25. ExitationExitation
• Signal conditioning
terkadang memberikan
sinyal eksitasi kepada
transducer agar transduser
mengeluarkan data
pengukurannya
Seperti:
− Sumber tegangan (RTD,
Thermistor, dll)
− Eksitasi arus
− Eksitasi pulsa

26. LinearizationLinearization
• Banyak transduser yang menghasilkan
keluaran berupa sinyal nonlinier. Seperti :
− Thermocouple yang memiliki respon nonlinier
terhadap perubahan temperatur
• Proses linierisasi ini dapat dilakukan
secara hardware maupun secara software

27. ConvertionConvertion
• Terkadang data/ sinyal keluaran
transducer tidak sesuai dengan masukan
data akuisisi yang ada. Sehingga signal
conditioning yang melakukan konversi
terhadap sinyal tersebut.
− Current to Voltage
− Resistance to Voltage
− Analog to Digital Converter (ADC)

28. ConverterConverter
• Current to Voltage Converter
• Resistance to Voltage Converter

29. • Resistance to Voltage Converter

30. Analog to Digital ConverterAnalog to Digital Converter
Merubah sinyal analog menjadi sinyal digital
• Voltage resolution
• Full scale measurement range = 0 to 10 volts
• ADC resolution is 12 bits: 2^12 = 4096
• ADC voltage resolution is: (10-0)/(4096-1) = 0.00244
volts = 2.44 mV sinyal masuk

31. Digital to Analog ConverterDigital to Analog Converter
• Merubah sinyal digital menjadi sinyal
analog
− Full scale measurement range = 0 to 10 volts
− DAC resolution is 12 bits: 212 = 4096 = 10V
− DAC voltage resolution is: (10-0)/(4096-1) = 0.00244
volts = 2.44 mV sinyal keluar

32. Transducer OutputTransducer Output
Analog Signal
Digital Signal

33. Sensor, Signal Conditioning, ADCSensor, Signal Conditioning, ADC

34. SEKIANSEKIAN
TERIMA KASIHTERIMA KASIH