Sensor dan Aktuator

Sensor Suhu

Thermistor

Disusun oleh:

Abdi Sangnga Prima

Haryadi Wirawan

Diki Irwanto

Hafid Ashari

Fairuza Adha

Idris

Ferdi

Kata pengantar

Kami semua bersyukur kepada Yang Maha Kuasa,karna kami dapat menyelesaikan tugas makallah yang diberikan kepada kelompok kami.kami juga berterima kasih kepada orang tua kami semua yang telah mendo’akan agar makallah kami ini dapat diselesaikan.Dan berikutnya kami mengucapkan terima kasih kepada teman-teman yang telah memberikan support kepada kami semua.tak lupa juga kepada kampus kami Politeknik Caltex Riau yang telah menyediakan fasilitas internet sebagai tempat kami mencari referensi sehingga makallah ini terselesaikan.

Akhir kata,terima kasih untuk semua yang telah mendukung kami.

Kelompok II

SENSOR SUHU

I. Pendahuluan

Penelitian tentang sensor sampai saat ini masih merupakan suatu topik yang sangat luas dan bersifat ilmu multi disiplin, dimana perkembangan teknologi sensor sesuai dengan kemajuan teknologi mikro elektronika. Trend penelitian tentang sensor saat ini adalah berupa miniaturisasi sistem sensor, pembuatan sensor array, multisensor, dan pembuatan sensor yang smart atau inteligent. Aplikasi sensor dapat dijumpai dalam peralatan konsumen, otomotif, laboratorium, pengelolaan lingkungan, konservasi, pabrikasi, industri, kedokteran, pertambangan, pertanian dan sebagainya. Aplikasi sistem sensor ini masih dan akan terus berkembang sesuai dengan kebutuhan. Namun, penguasaan teknologi sensor ini sangan di butuhkan mengingat aplikasi yang terus berkembang dan kebutuhan sensor khususnya sebagai alat deteksi ataupun pemantauan di dalam negeri masi di import, salah satunya adalah sebagai deteksi atau pemantauan kualitas air sungai.

Salah satu mikro elektronika yang sudah banyak di gunakan dalam pembuatan sensor adalah teknologi film tebal (thick film) atau dikenal dengan screen printing, dengan teknologi ini dapat di lakukan miniaturisasi suatu rangkaian elektronika, pembuatan sensor dan mengintegrasikan rangkaian elektronika dengan sensor pada sebuah substrat alumina dengan menggunakan metoda screen printing.

Trend penelitian sensor adalah miniaturisasi sistem sensor pembuatan sensor array, multi sensor dan pembuatan sistem sensor yang smart atau inteligent.

Dalam membangun suatu sistem alat untuk pemantauan atau monitoring kualitas air sungai, di butuhkan sensor yang dapat mengukur parameter-parameter yang mengukur kondisi air sungai itu sendiri: PH, temperatur, konduktifitas dan DO (dissolve oxygen). Supaya sensor-sensor tersebut dapat mengukur atau membaca serta menampilkan data-data hasil pengukuran lebih akurat dan presisi, di perlukan rangkaian pendukung berupa pengolah sinyal (signal conditioners) dan akusisi data (data acquisition) yang mampu melakukan pengolahan data dari sensor tersebut.

Sensor temperatur yang di kembangkan dalam sistem ini menggunakan sensing element termistor NTC dengan menerapkan bentuk geometric multilayer.

II. Thermistor

Thermistor merupakan singkatan dari Thermally Sensitive Resistor dan di

aplikasian dengan prinsip kerja yang di pergunakan adalah perbandingan temperatur yang bergantung dari nilai hambatan. Thermistor ini di buat dari bahan yang berupa material keramik seperti sulfat, selenides, oksida dari Ni, Mn, Cu, dan lain-lain yang dibentuk menjadi piringan (discs), rod dengan ukuran yang relatif kecil.

Termistor atau thermal resistor adalah suatu jenis resistor yang sensitive terhadap

perubahan suhu. Prinsipnya adalah memberikan perubahan resistansi yang sebanding dengan

perubahan suhu. Perubahan resistansi yang besar terhadap perubahan suhu yang relatif kecil

menjadikan termistor banyak dipakai sebagai sensor suhu yang memiliki ketelitian dan

ketepatan yang tinggi.

Termistor yang dibentuk dari bahan oksida logam campuran (sintering mixture),

kromium, kobalt, tembaga, besi, atau nikel, berpengaruh terhadap karakteristik termistor,

sehingga Pemilihan bahan oksida tersebut harus dengan perbandingan tertentu.

Dimana termistor merupakan salah satu jenis sensor suhu yang mempunyai koefisien

temperatur yang tinggi. Komponen dalam termistor ini dapat mengubah nilai resistansi karena

adanya perubahan temperatur. Dengan demikian dapat memudahkan kita untuk mengubah

energi panas menjadi energi listrik. Termistor dapat dibentuk dalam bentuk yang berbeda-beda,

bergantung pada lingkungan yang akan dicatat suhunya. Lingkungan ini termasuk kelembaban

udara, cairan, permukaan padatan, dan radiasi dari gambar dua dimensi. Maka, termistor bisa

berada dalam alat–alat seperti disket, mesin cuci, tasbih (manik-manik), balok, dan satelit.

Ukurannya kecil dibandingikan dengan termometer lain, ukurannya dalam range 0.2mm sampai

2mm. Pengambaran struktur dan sambungannya diperlihatkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1

Termistor dibedakan dalam 2 jenis, yaitu termistor yang mempunyai koefisien negatif, yang disebut NTC (Negative Temperature Coefisient), temistor yang mempunyai koefisien positif yang disebut PTC (Positive Temperature Coefisient). kedua jenis termistor ini mempunyai fungsinya masing masing, tetapi di pasaran, yang lebih banyak digunakan adalah termistor NTC. Karena termistor NTC material penyusunnya yaitu metal oksida, dimana harganya lebih murah dari material penyusun PTC yaitu Kristal tunggal.

Thermistor memiliki dua jenis yaitu :

Thermistor NTC (Negative Themperature Coefficient), dimana nilai resistansi akan semakin menurun apabila suhu bertambah.

Thermistor PTC (Positive Temperature Coefficient), dimana nilai resistansi bertambah seiring dengan pertambahan suhu.

1. NTC

NTC merupakan termistor yang mempunyai koefisient negatif. Dimana bahannya terbuat

dari logam oksida yaitu dari serbuk yang halus kemudian dikompress dan disinter pada

temperatur yang tinggi. Kebanyakan pada material penyusun termistor biasa

mengandung unsur – unsur seperti Mn2O3, NiO,CO2O3, Cu2O, Fe2O3, TiO2, dan U2O3.

Oksida-oksida ini sebenarnya mempunyai resistansi yang sangat tinggi, tetapi dapat

diubah menjadi bahan semikonduktor dengan menambahkan beberapa unsur lain yang

mempunyai valensi yang berbeda disebut dengan doping dan pengaruh dari resistansinya

dipengaruhi perubahan temperatur yang diberikan. Thermistor logam oksida digunakan

dalam daerah 200K sampai 700K. Untuk digunakan pada temperatur yang sangat tinggi,

thermistor dibuat dari Al2O3, BeO,MgO,Y2O3 dan Dy2O3. Struktur termistor NTC secara

umum dapat dilihat pada gambar 2.2.

Gambar 2.2

2. PTC

PTC merupakan termistor dengan koefisien yang positif. Termistor PTC memiliki

perbedaan dengan NTC antara lain:

1. Koefisien temperatur dari thermistor PTC bernilai positif hanya dalam interfal

temperatur tertentu, sehingga diluar interval tersebut akan bernilai nol atau negatif

2. Harga mutlak dan koefisien temperatur dari termistor PTC jauh lebih besar dari pada

termistor NTC

Jenis – jenis PTC

Jenis pertama terdiri dari thermally sensitif silicon resistors, kadang-kadang disebut

sebagai "Silistors". Device ini menunjukkan nilai koefisien suhu positif yang cukup

seragam (sekitar 0,77% /°C) kebanyakan dari silistor melalui berbagai wilayah/rentang

operasional, tetapi dapat juga menujukkan koefisien suhu negatif di wilayah temperatur

yang melebihi 150° C. Device ini paling sering digunakan untuk kompensasi terhadap

device semiconducting silicon dalam kisaran temperature antara -60° C ke 150°.

Jenis kedua merupakan polycrystalline bahan keramik yang biasanya resistivitasnya

tinggi tetapi terbuat dari semiconduktor dengan penambahan dopants. Umumnya dibuat dari

campuran barium, timah dan strontium titanates dengan tambahan seperti yttrium,

manganese, tantalum dan silika. Device ini memiliki daya tahan-suhu karakteristik negatif

yang sangat kecil. Koefisien suhu device ini hingga mencapai suhu yang kritis, yang disebut

sebagai "Curie", perubahan atau transisi suhu. Suhu kritis ini merupakan pendekatan, device

ini mulai menunjukkan peningkatan, resistansi suhu coefficient positif seperti peningkatan

resistansi yang besar.

Thermistor NTC merupakan jenis thermistor yang paling sering di gunakan sebagai RTD (Resistive Temperature Detector) dalam rentang temperatur yang terbatas (50O C) memiliki respon resistansi seperti yang terlihat seperti persamaan berikut ini.

푅푡 = 푅0 exp {퐵 (1푇

− 1푇표

)

R = R0e -α∆T Dimana R0= resistansi pada suhu 25OC atau temperatur referensi lainnya T0 = temperatur dalam kelvin, untuk R0=25OC maka T0 = 298OK B atau β = temperatur karakteristik material yaitu sekitar 4000OK α= sensifitas bahan termistor Persamaan diatas menunjukkan hubungan temperatur dan resistansi adalah

mengikuti fungsi eksponensial dalam selang ∆ T yang besar, tetapi bias dianggap linier dalam selang waktu ∆ T yang kecil. Persamaan sensifitas atau koefisien temperatur (α) untuk thermistor NTC didefinisikan sebagai :

α = − 1R0

∂Rt∂T

dengan α= sensifitas bahan thermistor Rt = resistansi ∆ T = perubahan temperatur

Kurva respon resistansi

dari termistor NTC mengikuti fungsi eksponensial, dengan karakterisasi seperti yang di perlihatkan pada gambar di samping ini :

Gambar 1 : kurfa karakteristik R-T thermistor NTC

Bentuk eksponensial dari persamaan diatas dapat di linearkan dengan mengubah

persamaan tersebut menjadi In R = R0- α∆ Tin e ..... (2.4) Persamaan diatas sesuai dengan bentuk persamaan linear Y = nt mtX, maka akan di

peroleh sensifitas (α) dan parameter korelasi (r). Nilai korelasi adalah 1 < r < 1. Semakin mendekati 1 atau 1 maka korelasi semakin baik. Koefisien korelasi di peroleh dengan persamaan (2.5)

Dimana :

r = koefisien korelasi

n = jumlah data

Bentuk Geometrik

Bentuk geometrik yang di kembangkan dalam pembuatan sensor temperatur ini ada 4 (empat) jenis yaitu : segmented, interdigitated, sandwich dan multilayer dengan bentuk seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini

Hasil analisa memperlihatkan bahwa bentuk multilayer memiliki kurva respon yang lebih linear di bandingkan dengan bentuk geometrik yang lainnya.

Proses Linearisasi

Diberbagai bentuk aplikasi thermistor NTC sangatlah diperlukan analisa secara menyeluruh pada rangkaian dimana thermistor NTC tersebut di gunakan. Oleh karena itu respon resistansinya bersifat non-linier maka perlu dilakukan proses linearisasi untuk memudahkan dalam melakukan analisa dan pemrosesan pada tingkat lanjut seperti signal conditioning dan data acquistion. Ada dua macam teknik linierisasi untuk sensor temperatur yang mengguanakan thermistor NTC sebagai sensing element, yaitu:

1. Proses linierisasi ini dilakukan dengan menggunakan metoda shunt resistor Proses linierisasi ini dilakukan dengan menambahkan resistor ( Rtm)

secara pararel pada raingkaian sensor temperatur. Besar nilai tahanan Rtm yang digunakan adalah:

RTM= (RTH1 RTLO)

Dimana:

RTMI= Nilai tahanan temperatur tengah dari rentang temperatur sensor

RTHI= Nilai tahanan temperature tertinggi dari rentang temperature sensor.

RTLO= nilai tahanan temperature terendah dari rentang tempersture sensor

Proses linierisasi ini dapat dilihat pada gambar berikut ini,

2.proses linierisasi dengan menggunakan metoda load resistor

Teknik linierisasi ini dilakukan dengan menerapkan pembebanan pada rangkaian sensor dengan sebuah resistor (RL) seperti ditujukan pada gambar berikut[4][6][10],

Teknik linierisasi ini lebih banyak digunakan untuk linierisasi sensor temperatur berupa bahan semikonduktor sedangkan untuk termistor banyak digunakan teknik linierisasi dengan metoda shunt resistor seperti yang telah dijelaskan sebelumnya.

3.metoda penelitian

Dalam penelitian ini analisa matematis dilakukan dengan bantuan perangkat lunak EXECEL sebagai subtitusi rangkain shunt resistor.

Kurva hasil Linearisasi dari sensor temperatur dapat di lihat pada gambar berikut

A. Karakteristik Termistor

Termistor pada dasarnya adalah resistor, maka konduktivitasnya dapat diberikan pada

persamaan :

휎 =1휌 = 푛푞휇 + 푝푞휇

Kebanyakan termistor digunakan pada daerah temperatur dalam konsentrasi inonisasi

(n atau p) yang berpengaruh terhadap fungsi temperatur, diberikan dalam bentuk persamaan

sebagai berikut :

퐶푂푁퐶퐸푁푇푅퐴푇퐼푂푁 ∝ 푒푥푝−퐸푘푇

Dimana energy aktivasi Ea adalah hubungan pada energy gap dan tingkat impuritas.

Dimana nilai hambatan semakin kecil ketika temperaturnya dinaikkan, ini yang biasa disebut

termistor NTC. Secara empiris dapat dideskripsikan sebagai:

푅 = 푅 푒푥푝 퐵1푇 −

1푇 … (3.1)

Dimana R adalah hambatan pada suhu T, R0 adalah hambatan awal ketika T0 (pada

temperatur ruang), B adalah Konstanta termistor dimana besarnya bergantung dari jenis

bahan dan memiliki dimensi yang sama dengan suhu. Harga konstanta termistor yang

memenuhi pasar biasanya antara rentang 2000-5000 K. untuk menentukan harga konstanta

termistor (B) ini, maka persamaan (3.1) dapat dinyatakan dalam bentuk:

휌 = 휌 exp 퐵1푇 −

1푇

Dengan 휌 = 푅 merupakan resistivitas listrik termistor.

Selain konstanta termistor (B), sensitivitas (α) juga menentukan karakteristik dari

termistor. Nilai sensitivitas menentukan sejauhmana termistor yang dibuat dapat dengan

cepat mendeteksi perubahan temperatur lingkunagn termistor. Termistor yang baik

sensitifitasnya lebih besar dari -2,2%/K. nilai sensitifitas termistor (α) ini, dapat ditentukan

dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

훼 =1푅푑푅푑푇 = −

퐵푇

Tanda negative menandakan NTC, Perubahan resistansi yang timbul dari perubahan

temperatur T ∆푅 = 푅 ∝ ∆푇

Ciri khas harga dari adalah sekitar 5% yang mana 10 kali lebih sensitive dari

pada detector temperatur resistansi metal. Karakteristik kualitatif dari termistor ditunjukkan

pada gambar 3.1. Resistansi dari thermistor berada pada daerah 1k sampai 10M .

Pada temperatur yang lebih tinggi atau dalam device doped yang penuh, dopant

sepenuhnya terionisasi, dan penurunan dari mobilitas ketika mulai terjadi hamburan phonon

Gambar 3.1

Karakteristik kualitatif dari termistor NTC

untuk mendominasi ketergantungan pada temperatur. Hal ini memberikan kenaikan untuk

PTC. Secara umum PTC tidak lebih sensitive dari NTC sehingga jarang digunakan.

Perlu diperhatikan untuk menghindari pemanasan sendiri dari termistor akibat

pemberian arus yang terlalu tinggi. Dengan kata lain pemanasan sendiri ini dapat berubah

menjadi suatu keuntungan untuk aplikasi spesifik yang mana akan didiskusikan nanti.

Karakteristik I-V hasil dari pemanasan sendiri yang berbeda dengan NTC dan PTC. Dalam

termistor NTC, induksi pemanasan sendiri menurun dalam hambatan dan mulai memberikan

sesuatu yang positif untuk sumber tegangan gambar 3.2(a), lebih mudah untuk arus yang

lebih tinggi. Dalam termistor PTC, resistansi pemanasan sendiri meningkat dan hasil nya

memberikan nilai yang negatif untuk sumber arus gambar 3.2(b). Dibawah ini merupakan 2

kurva yang serupa untuk resistansi diferensial negative dengan S dan N bentuk karakteristik.

Termistor PTC jenis pertama

Untuk termistor PTC jenis pertama sama dengan profil untuk Semikonduktor intrinsik.

Hal ini berhubungan dengan bahan pembentuk termistor PTC yaitu kristal tunggal silikon,

dimana tidak ada doping yang ditambahkan pada kristal tersebut. Sehingga memiliki

konsentrasi hole dan elektron yang sama.

Termistor NTC dan PTC jenis kedua

Untuk termistor NTC dan PTC jenis kedua, sama dengan profil untuk Semikonduktor

ekstrinsik. Hal ini berhubungan dengan bahan pembentuk dari termistor NTC Yaitu dibuat

dari oksida logam yang terdapat dari golongan transisi, seperti ZrO2 - Y2P3 NiAI2O3 Mg(Al,

Gambar 3.2.b Karakteristik I-V akibat pemanasan

sendiri untuk PTC

Gambar 3.2.a Karakteristik I-V akibat pemanasan

sendiriuntuk NTC

0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10I

V0 2 4 6 8 10

0

2

4

6

8

10I

V

Cr,Fe) yang dapat dirubah menjadi semikonduktor jika didoping dengan unsur lain yang

memiliki valensi yang berbeda. Termistor PTC jenis kedua termasuk semikonduktor

ekstrinsik hal ini dikarenakan PTC dibuat dari bahan polycrystalline bahan keramik yang

biasanya resistivitasnya tinggi tetapi terbuat dari semiconduktor dengan penambahan

dopants. Sehingga memiliki konsentarsi hole dan electron yang berbeda. Maka diperoleh

profil pita energy seperti gambar 3.4 dibawah ini:

Untuk semikonduktor tipe P Untuk semikonduktor tipe n

E = Eakseptor E = Edonor

Gambar 3.4

konduksi model

Termistor NTC banyak yang dibuat dari disk atau chip semikonduktor seperti sintered

metal oksida. yang bertujuan untuk meningkatkan suhu semikonduktor sehingga

meningkatkan jumlah elektron yang dapat bergerak dan loncat ke pita konduksi. Semakin

banyak electron yang loncat, semakin besar arus yang dihasilkan. Hal ini dijelaskan dalam

rumus:

I = arus listrik (Ampere)

n = rapat muatan (count / m³)

A = luas penampang lintang (m²)

v = kecepatan pembawa muatan (m / s)

e = muatan elektron ( e = 1.602 x 10-19 coulomb)

Jika terjadi perubahan suhu yang besar, maka diperlukan kalibrasi. Tapi jika

perubahan suhunya kecil, maka resistivitas bahan linear sebanding dengan suhu. Ada

berbagai termistor semiconduktor dengan berbagai rentang dari sekitar 0,01 kelvin ke 2000

kelvins (-273,14 ° C to 1700 ° C).

Pita valensi

Pita Konduksi

Energi fermi

Pita valensi

Pita Konduksi

Energi fermi

Kebanyakan termistor PTC, resistansi tiba-tiba meningkat pada suhu kritis tertentu.

Perangkat yang dibuat dari doped keramik polycrystalline yang mengandung barium titanate

(BaTiO3) dan lainnya. Konstanta dielektrik merupakan bahan ferroelektrik yang bervariasi

terhadap suhu. Di bawah titik suhu Curie, tingginya konstanta dielectric mencegah

pembentukan potensi hambatan antara butir kristal, sehingga resistensi rendah. Pada saat ini

perangkat memiliki koefisien suhu negatif yang kecil. Pada titik suhu Curie, konstanta

dielectric relatif menurun yang memungkinkan pembentukan potensi hambatan di batas

butiran, dan resistivitas meningkat tajam. Pada suhu lebih tinggi, sifatnya seperti sifat NTC.

B. Aplikasi Termistor

Termistor sangat menguntungkan untuk mengukur temperatur, karena disamping

harganya yang murah, termistor memiliki resolusi tinggi dan memiliki ukuran dan bentuk

yang fleksibel. Nilai mutlak dari hambatannya sangat tinggi jadi untuk kabel yang panjang

dan hambatan konstan bisa ditoleransi. Tanggapan yang lambat (1 ms sampai 10s) bukan hal

yang merugikan untuk aplikasi umum.

1. Pendeteksi dan pengontrol temperatur

Termistor-termistor disediakan sangat murah dan dapat diandalkan sebagai sensor

temperatur yang memiliki rentang yang lebar. Contoh-contoh sederhana jarak dari

alarm-alarm api pada pendeteksi tumor. Kadang-kadang termistor merupakan bagian

dari osilator dan frekwensi keluarannya menjadi fungsi temperatur.

2. Compensasi

Sebagian besar resistor dan penghubung pada PTC. Termistor dihubungkan pararel

dengan NTC yang komponen-komponennya bisa di nonaktifkan dengan bantuan

temperatur.

3. Seperti pada relay temperatur dan saklar

Kegunaan pada efek-efek terhadap pemanasan ditunjukan pada gambar 3.2. Sebagai

contoh, pengkarakteristikan dengan NTC (gambar 3.2a)) bisa digunakan untuk

mengatur tegangan dan pada penundaan dan waktu sirkuit. Pengkarakterisasian

dengan PTC digunakan untuk memproteksi gelombang.

4. Pengukuran yang tidak langsung pada parameter-parameter lain

Ketika termistor mengalami pemanasan atau ketika termistor berada dekat dengan

sumber kalor, termistor akan menilai perubahan yang bergantung pada temperatur

yang dilingkiupinya. Disini bisa dipakai untuk mengatur tingkat pencairan, aliran gas,

tingkat pemvakuman dan lain sebagainya.

5. Detektor gelombang yang memiliki panjang gelombang yang lebar

Aplikasi termistor pada fhoto detektor panjang gelombang dihasilkan pada salah satu

detektor suhu yang disebut dengan termistor balometer.

C. Hubungan Devices

1. Resistance Temperatur Detector (RTD)

Resistance Temperatur Detector (RTD) hampir mirip dengan termistor bedanya RTD

dibuat dari logam-logam. Karena dalam hal ini RTD selalu memiliki PTC dan α yang

lebih kecil sekitar 0,5%/K. biasanya logam yang dipakai adalah platinum, nikel dan

tembaga, yang mana platinum paling banyak digunakan. Rentang dari temperatur

masing-masing material misal tembaga; Pt,-200oC sampai 630oC dan diatas 9000C

tingkat akurasi berkurang; Ni,-80oC sampai 300oC dan Cu, -200oC sampai 200oC.

Setiap RTD memiliki bentuk seperti kertas timah, dan memiliki hambatan sekitar 100

ohm.

2. Termistor Bolometer

Bolometer adalah detektor suhu yang bertentangan dengan detektor kuantum tentang

radiasi. Pada bolometer, radiasi diserap oleh material, temperaturnya meningat dan

hambatan berubah dan di amati. Termistor bolometer adalah temistor sederhana

dengan sebuah mantel khusus untuk lebih efisien dalam menyerap cahaya terutama

pada spektrum inframerah. Sering kali film dengan ketebalan 200Ǻ dari bismut sering

dipakai untuk keperluan ini. Respon terhadap Gelombang yang memiliki panjang

gelombang yang panjang diatas 1000 m masih mungkin terdeteksi. Oksida logam

pertama kali muncul pada tahun 1940. dan memakai kristal tunggal Ge dan Si.

Termistor bolometer dimulai pada tahun 1960. Sekarang ini dengan penambahan

doping Ge pada device lebih mudah.

Pada pengoprasian sebenarnya, termistor bolometer lebih cocok untuk panjang

gelombang yang pendek sekitar beberapa m , dan sering kali suhunya menurun sampai

4K. Persamaan Arus pemanasannya adalah;

TGdt

TdH

Dimana n adalah efisiensi penyerapan, P adalah daya radiasi, H adalah kapasitas panas,

G adalah konduktifitas kalor, dan T perubahan temperatur pendinginan dengan

lingkungan. Kekurangan utama dari detektor termal apapun adalah pengaturan respon

yang lambat pada waktu temperaturnya konstan,

GH

Untuk respon yang cepat, kapasitas panas akan minimal dan suhu konduktivitas akan

maksimal. Waktu respon yang sederhana serupa dengan termistor (1 ms sampai 10 s),

dengan kuat arus detektor konstan, variabel tegangan diberikan oleh

GPRIRATIRIV

Dalam keadaan steady state. Ukuran ketelitian dapat diperbaiki dengan

menggabungkan bolometer termistor dengan jembatan weatston. Contoh dari aplikasi

ini adalah alarm anti maling dan alarm kebakaran, dan mendeteksi terresial radiasi.

3. Detektor Pyroelektrik

Detektor pyroelektrik merupakan perkembangan terbaru dari kelas detektor panjang

gelombang yang panjang. Susunanya dapat dilihat pada gambar 4.1. Potongan meterial

pyroelektrik berada diantara dua konduktivitas elektroda. Material pyroelektrik ini

merupakan insulator yang baik. Biasanya sebagian besar materianya adalah triglycine

sulfate, lithium tantalate dan lead zironate titanate. Detektor pyroelektrik

mempercayakan beberapa perubahan ferroelektrik dengan mengubah momen dipol

internal dengan temperatur dibawah temperatur currie. Perubahan induksi polarisasi

mengubah permukaan dua elektroda yang saling berhadapan. Rangkain serupa dapat

ditunjukkan seperti gambar 4.1 (b).

Pembangkit dari perubahan kapasitor oleh kuat arus yang diberikan oleh persamaan

dtdTACI p …(4.1)

Conductive electtrodes

RL PYROELEKTIK MATERIAL

C I RL

(a) (b)

Gambar 4.1 (a) detektor pyroelektrik dihubungkan dengan resistor eksternal, (b) Rangkaian

yang ekuivalen dengan (a)

Dimana cp adalah koefisien pyroelektrik. Harga Cp adalah Cp~ 3 x 10-8 c/cm2-k.

Persamaan 4.1 mengindikasikan perubahan temperatur. Oleh karena itu, modulasi

cahaya dengan memotong atau dengan memberikan yang lainnya. Arus Fed untuk berat

resistor yang besar RL harganya berkisar pada rentang 109-1011 ohm. RL optimasi

tegangan, tetapi mengurangi kecepatan trade-off. Sesuai untuk waktu Rc konstan,

tegangan ini Fed untuk FET mempunyai input impedansi tinggi dari pada RL tidak

untuk tegangan berat.

Contoh gambar Thermistor :

Contoh rangkaian thermistor