Pengertian Termokopel (Thermocouple): Fungsi, Prinsip Kerja & Kelebihannya

Empat Pilar – Pengertian Termokopel (Thermocouple): Fungsi, Prinsip Kerja & Kelebihannya. Penasaran dengan apa itu termokopel? Dapatkan pengertian termokopel, fungsi, cara kerja, dan informasi lainnya dalam artikel lengkap ini!

Kalian mungkin tidak menyadarinya, tetapi dalam kehidupan sehari-hari, kita sering berinteraksi dengan termokopel.

Pengertian termokopel adalah suatu alat pengukur suhu yang digunakan di berbagai aplikasi, mulai dari pengontrol suhu oven hingga sistem pemanas industri.

Dalam artikel ini, kita akan membahas fungsi dan cara kerja secara lengkap dari termokopel, sehingga Kalian bisa lebih mengenal dan memahami prinsip di balik alat ini.

Pengertian Termokopel (Thermocouple)

Termokopel adalah sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu dengan menggunakan dua jenis logam konduktor yang berbeda yang digabungkan pada ujungnya sehingga menghasilkan efek “termo-elektrik”.

Efek termo-elektrik pada termokopel ditemukan oleh fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada tahun 1821, di mana logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik.

Perbedaan tegangan listrik di antara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan efek “Seebeck”.

Termokopel adalah salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian atau peralatan listrik dan elektronik yang berkaitan dengan suhu (temperature).

Beberapa kelebihan dari termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas, yaitu berkisar di antara -200˚C hingga 2000˚C. Selain itu, termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Fungsi Thermocouple

Setelah memahami Pengertian Termokopel, selanjutnya Termokopel merupakan alat ukur suhu yang berfungsi untuk mendeteksi suhu dengan memanfaatkan efek termo-elektrik dari dua jenis logam yang digabungkan pada ujungnya.

Ketika terjadi perbedaan suhu pada kedua ujung logam tersebut, akan terjadi perbedaan potensial yang dapat diukur oleh alat elektronik sebagai indikator suhu.

Dalam pengaplikasiannya, termokopel sering digunakan pada berbagai alat elektronik untuk mengukur suhu.

Beberapa contoh penggunaan termokopel antara lain pada sensor otomotif untuk mengukur suhu mesin, pada penanak nasi dan lemari pendingin untuk mengontrol suhu, pada mesin cuci untuk mengukur suhu air, pada sensor pada pesawat terbang untuk mengukur suhu di dalam kabin dan mesin pesawat, dan masih banyak lagi penggunaannya.

Dengan keunggulannya dalam respons cepat terhadap perubahan suhu dan rentang suhu operasional yang luas, termokopel menjadi salah satu pilihan yang populer untuk aplikasi pengukuran suhu pada berbagai macam alat elektronik dan industri.

Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

Prinsip kerja termokopel cukup sederhana. Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan pada ujungnya.

Salah satu jenis logam konduktor yang terdapat pada termokopel berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan, sedangkan yang satunya berfungsi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

Pada dasarnya, ketika kedua persimpangan atau junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “NOL” atau V1 = V2.
Namun, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu di antara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2.

Tegangan listrik yang ditimbulkan pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada setiap derajat Celcius.
Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.

Dalam konstruksi termokopel, terdapat beberapa jenis persimpangan atau junction yang digunakan, seperti junction terbuka, junction terbungkus, dan junction tipis. Masing-masing jenis junction memiliki kelebihan dan kekurangan sesuai dengan aplikasinya.

Jenis-jenis Termokopel (Thermocouple)

Sudah memahami Pengertian Termokopel? Selanjutnya termokopel tersedia dalam berbagai ragam rentang suhu dan jenis bahan. Pada dasarnya, gabungan jenis-jenis logam konduktor yang berbeda akan menghasilkan rentang suhu operasional yang berbeda pula.

Berikut ini adalah beberapa jenis atau tipe termokopel yang umum digunakan berdasarkan standar internasional:

1. Termokopel Tipe E

• Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
• Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
• Rentang Suhu : -200˚C – 900˚C

2. Termokopel Tipe J

• Bahan Logam Konduktor Positif : Iron (Besi)
• Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
• Rentang Suhu : 0˚C – 750˚C

3. Termokopel Tipe K

• Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium
• Bahan Logam Konduktor Negatif : Nickel-Aluminium
• Rentang Suhu : -200˚C – 1250˚C

4. Termokopel Tipe N

• Bahan Logam Konduktor Positif : Nicrosil
• Bahan Logam Konduktor Negatif : Nisil
• Rentang Suhu : 0˚C – 1250˚C

5. Termokopel Tipe T

• Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)
• Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan
• Rentang Suhu : -200˚C – 350˚C

6. 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 – 1450˚C

Setiap tipe termokopel memiliki bahan logam konduktor positif dan negatif yang berbeda dan memiliki rentang suhu operasional yang berbeda pula.

Pemilihan tipe termokopel yang tepat harus disesuaikan dengan aplikasi pengukuran suhu yang dilakukan.

Kelebihan dan Kekurangan Thermocouple

Setelah mengetahui Pengertian Termokopel, selanjutnya adalah kelebihan dan kekurangannya. Termokopel merupakan alat ukur yang cukup populer. Namun, alat tersebut tentunya tidak terlepas dari kelebihan dan juga kekurangannya.

Adapun kelebihan dan kekurangan thermocouple antara lain adalah sebagai berikut :

1. Kelebihan Thermocouple

Sebagai alat ukur suhu, termokopel memiliki beberapa kelebihan, antara lain:

• Harganya relatif murah namun hasil pengukurannya akurat.
• Tingkat repeatability (keulangan pengukuran) yang cukup tinggi.
• Memiliki skala yang jelas dan hasil pengukuran mudah dibaca.
• Responsnya cepat terhadap perubahan suhu.
• Akurasinya tinggi dan tepat.
• Rentang pengukuran yang luas, yaitu mulai dari -200°C hingga 1450°C.
• Tahan lama dan tidak mudah rusak.
• Dapat bekerja dengan baik pada jarak yang pendek, kurang dari 1 cm.
• Merupakan alat yang self-powered, tidak memerlukan sumber daya listrik eksternal untuk beroperasi.

2. Kekurangan Thermocouple

Selain memiliki beberapa kelebihan, termokopel juga memiliki beberapa kekurangan, antara lain:

• Memerlukan peralatan tambahan yang mahal untuk dapat digunakan.
• Susah di kalibrasi.
• Memerlukan acuan temperatur terlebih dahulu saat melakukan pengukuran awal.
• Tingkat sensitivitas yang rendah.
• Kurang stabil.
• Hanya dapat digunakan untuk mengukur suhu saja.
• Akurasinya tidak cukup tinggi, yaitu hanya sekitar 0,5°C saja.

Kesimpulan

Sebagai simpulan, pengertian termokopel mencakup perangkat yang sangat penting dalam pengukuran suhu.

Dengan fungsi utamanya sebagai alat pengukur suhu yang akurat, termokopel telah menunjukkan keunggulannya dalam berbagai aplikasi industri dan laboratorium.

Prinsip kerja termokopel yang didasarkan pada efek Seebeck memungkinkan perangkat ini menghasilkan sinyal listrik yang merepresentasikan perubahan suhu dengan baik.

Kelebihan termokopel, seperti rentang suhu yang luas, respon cepat, dan ketahanan terhadap lingkungan yang keras, menjadikannya alat yang andal dan serbaguna dalam dunia pengukuran suhu.

Diharapkan, pemahaman mengenai termokopel dapat membantu masyarakat dalam memilih alat pengukur suhu yang sesuai dengan kebutuhan mereka, serta memaksimalkan efisiensi dan kinerja dalam aplikasi yang memerlukan pengukuran suhu yang akurat.

Demikian ulasan dari empatpilar.com mengenai Pengertian Termokopel. Semoga bermanfaat