Pengertian Thermocouple

Pengertian Termokopel (Thermocouple) dan Prinsip Kerjanya – 

           Termokopel (Thermocouple) adalah jenis sensor suhu yang digunakan untuk mendeteksi atau mengukur suhu melalui dua jenis logam konduktor berbeda yang digabung pada ujungnya sehingga menimbulkan efek “Thermo-electric”. Efek Thermo-electric pada Termokopel ini ditemukan oleh seorang fisikawan Estonia bernama Thomas Johann Seebeck pada Tahun 1821, dimana sebuah logam konduktor yang diberi perbedaan panas secara gradient akan menghasilkan tegangan listrik. Perbedaan Tegangan listrik diantara dua persimpangan (junction) ini dinamakan dengan Efek “Seeback”.

Termokopel merupakan salah satu jenis sensor suhu yang paling populer dan sering digunakan dalam berbagai rangkaian ataupun peralatan listrik dan Elektronika yang berkaitan dengan Suhu (Temperature). Beberapa kelebihan Termokopel yang membuatnya menjadi populer adalah responnya yang cepat terhadap perubahaan suhu dan juga rentang suhu operasionalnya yang luas yaitu berkisar diantara -200˚C hingga 2000˚C. Selain respon yang cepat dan rentang suhu yang luas, Termokopel juga tahan terhadap goncangan/getaran dan mudah digunakan.

Standard pemakaian thermocouple/termokopel

   Standard penggunaan thermocouple/termokopel di atur dalam British Standards Specification, BS 1041, tentang pemilihan dan penggunaan thermocouple/termokopel.

Kalibrasi Thermocouple/termokopel

    Kalibrasi thermocouple/termokopel disarankan setidaknya tiap satu tahun pemakaian sebagai waktu interval dan tidak boleh melebihi dari 4 tahun, guna memastikan ketetapan dan ketepatan nilai dari alat pembaca suhu tersebut.   

    Tergantung pada penempatan thermocouple / termokopel, pada penempatan ekstrim, misalnya perubahan suhu pembacaan yang sangat signifikan naik dan turunnya, atau pada penempatan yang terus bergerak secara fisik akan mempengaruhi termokopel dan mungkin memerlukan interval kalibrasi yang lebih pendek/cepat.

    Beberapa hal yang perlu di perhatikan juga dalam pemakaian  thermocouple adalah pengaruh oksidasi material yang di pakai, deformasi, dan penuaan yang tentunya menjadi efek bagi kinerja dari termokopel. Secara umum untuk type tertentu pengaruh ini bisa menjadi masalah yang lebih parah dan tidak diperlukan lagi kalibrasi namun harus di lakukan penggantian.

Tabel temperature range thermocouple/termokopel

    Tabel rentang suhu ( temperature range ) dari beberapa material/ bahan thermocouple/termokopel.

ASTM Type	Conductor Combination	Temperature Range
		°F	°C
B	Platinum 30% Rhodium / Platinum 6% Rhodium	2500 to 3100	1370 to 1700
E	Nickel-chromium / Constantan	32 to 1600	0 to 870
J	Iron / Constantan	32 to 1400	0 to 760
K	Nickel-chromium / Nickel-aluminum	32 to 2300	0 to 1260
N	Nicrosil / Nisil	32 to 2300	0 to 1260
R	Platinum 13% Rhodium / Platinum	1600 to 2640	870 to 1450
S	Platinum 10% Rhodium / Platinum	1800 to 2640	980 to 1450
T	Copper / Constantan	-75 to +700	-59 to +370

Prinsip Kerja Termokopel (Thermocouple)

Prinsip kerja Termokopel cukup mudah dan sederhana. Pada dasarnya Termokopel hanya terdiri dari dua kawat logam konduktor yang berbeda jenis dan digabungkan ujungnya.  Satu jenis logam konduktor yang terdapat pada Termokopel akan berfungsi sebagai referensi dengan suhu konstan (tetap) sedangkan yang satunya lagi sebagai logam konduktor yang mendeteksi suhu panas.

Untuk lebih jelas mengenai Prinsip Kerja Termokopel, mari kita melihat gambar dibawah ini :

Berdasarkan Gambar diatas, 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. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius. Tegangan tersebut kemudian dikonversikan sesuai dengan Tabel referensi yang telah ditetapkan sehingga menghasilkan pengukuran yang dapat dimengerti oleh kita.

Jenis-jenis Termokopel (Thermocouple)

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 Jenis-jenis atau tipe Termokopel yang umum digunakan berdasarkan Standar Internasional.

Termokopel Tipe E

Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium

Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan

Rentang Suhu : -200˚C – 900˚C

Termokopel Tipe J

Bahan Logam Konduktor Positif : Iron (Besi)

Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan

Rentang Suhu : 0˚C – 750˚C

Termokopel Tipe K

Bahan Logam Konduktor Positif : Nickel-Chromium

Bahan Logam Konduktor Negatif : Nickel-Aluminium

Rentang Suhu : -200˚C – 1250˚C

Termokopel Tipe N

Bahan Logam Konduktor Positif : Nicrosil

Bahan Logam Konduktor Negatif : Nisil

Rentang Suhu : 0˚C – 1250˚C

Termokopel Tipe T

Bahan Logam Konduktor Positif : Copper (Tembaga)

Bahan Logam Konduktor Negatif : Constantan

Rentang Suhu : -200˚C – 350˚C

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