Artikel

MACAM-MACAM TERMOMETER

1. Termometer Cairan 

Gambar termometer cairan biasa:

Cara kerja Termometer Cairan

Alat ini terdiri dari pipa kapiler yang menggunakan material kaca dengan kandungan air raksa di ujung bawah. Untuk tujuan pengukuran, pipa ini dibuat sedemikian rupa sehingga hampa udara. Jika temperatur meningkat, Merkuri akan mengembang naik ke arah atas pipa dan memberikan petunjuk tentang suhu di sekitar alat ukur sesuai dengan skala yang telah ditentukan. Adapun cara kerja secara umum adalah sbb ;

1. Sebelum terjadi perubahan suhu, volume air raksa berada pada kondisi awal.

2. Perubahan suhu lingkungan di sekitar termometer direspon air raksa dengan perubahan volume.

3. Volume merkuri akan mengembang jika suhu meningkat dan akan menyusut jika suhu menurun.

4. Skala pada termometer akan menunjukkan nilai suhu sesuai keadaan lingkungan

2. Termometer Gas :

Termometer ini terdiri dari bola yang berisi gas yang dihubungkan dengan tabung manometer. Prinsip kerjanya adalah perubahan tekanan suatu gas akibat perubahan suhu bila volumenya tetap.

Gambar termometer gas yang lainnya:

3. Termometer zat padat.

Termometer zat padat menggunakan prinsip perubahan hambatan logam konduktor terhadapap suhu sehingga sering juga disebut sebagai termometer hambatan. Biasanya termometer ini menggunakan kawat platina halus yang dililitkan pad mika dan dimasukkan dalam tabung perak tipis tahan panas.

Contoh: Termometer platina

4. Termometer resistor / Termometer tahanan semikonduktor

Konduktivitas material semikonduktor juga dipengaruhi oleh suhu. Sifat tersebut menjadi dasar dalam menggunakan bahan ini sebagai termometer.Karbon, germanium, silicon, dan tellurium merupakan bahan semikonduktor yang dapat digunakan untuk termometer. Penambahan pengotor pada bahan semikonduktor dilakukan untuk mendapatkan kinerja yang optimal untuk pengukuran pada suhu rendah. 

Kelebihan jenis termometr ini dibanding termometer platinum biasa adalah sensitivitasnya pada suhu rendah meningkat dengan turunnya suhu. 

Akurasi termometer Germanium yg diproduksi oleh Honeywell Company mencapai 0.1 K dan range operasi 1–100 K, dan reproducibilitynya adalah 0.01 K pada 15–100 K dan 0.005 pada 1–15 K.

Jenis termometer lain yang juga dapat dipakai untuk pengukuran suhu kriogenik antara lain:

1. Termopotensiometer 

2. Termometer Termoelektrik 

3. Termometer Gas Volume Konstan

4. Termometer Magnetik

5. Termokopel

Termokopel terdiri dari dua jenis logam yang dihubungkan dan membentuk rangkaian tertutup. Besarnya aliran listrik pada kawat berubah sesuai dengan perubahan suhu. Keuntungan termokopel terletak pada kecepatan mencapai keseimbangan suhu dengan sistem yang akan diukur.

Pada dunia elektronika, termokopel adalah sensor suhu yang banyak digunakan untuk mengubah perbedaan suhu dalam benda menjadi perubahan tegangan listrik (voltase). Termokopel yang sederhana dapat dipasang, dan memiliki jenis konektor standar yang sama, serta dapat mengukur temperatur dalam jangkauan suhu yang cukup besar dengan batas kesalahan pengukuran kurang dari 1 °C.

6. Termistor

7. Pirometer

Salah satu daripada pirometer bukan sentuh yang paling biasa ialah pirometer penyerapan-pemancaran yang merupakan termometer untuk menentukan suhu gas berdasarkan ukuran sinaran yang dipancar oleh sumber rujukan Pirometer dicipta oleh Pieter van Musschenbroek, dan merupakan peranti ukur suhu yang mengandungi berbagai-bagai susunan.

Jenis pirometer yang mudah menggunakan termoganding yang diletakkan di dalam relau atau pada benda yang hendak diukur. Output voltan termoganding dibaca daripada meter digital atau analog yang ditentukur dalam darjah Celsius (C) atau Fahrenheit (F). Terdapat banyak jenis termoganding dan kesemuanya ini boleh digunakan untuk mengukur suhu antara -200 °C hingga melebihi 1500 °C.

Istilah ini juga boleh dipergunakan untuk apa yang dipanggil pirometer optik yang merupakan satu kelas peranti bukan sentuh untuk mengukur suhu-suhu yang melebihi 600 °C. Ini biasanya digunakan untuk mengukur tertentukur sebelum dan selepas sinaran itu melalui dan diserap sebahagiannya oleh gas. Kedua-dua ukuran itu diambil pada jarak panjang gelombang yang sama.

PERSAMAAN KEADAAN

Paramagnetik

Bahan paramagnetik adalah bahan- bahan yang memiliki suseptibiitas magnetik  yang positif dan sangat kecil. Paramagnetik muncul dalam bahan yang atom- atomnya memiliki momen magnetik hermanen yang berinteraksi satu sama lain secara sangat lemah. Apabila tidak terdapat Medan magnetik luar, momen magnetik ini akan berorientasi acak. Dengan daya Medan magnetik luar, momen magnetik ini arahnya cenderung sejajar dengan medannya, tetapi ini dilawan oleh kecenderungan momen untuk berorientasi acak akibat gerakan termalnya. Perbandingan momen yang menyearahkan dengan medan ini bergantung pada kekuatan medan dan pada temperaturnya. Pada medan magnetik luar yang kuat pada temperatur yang Sangat rendah, hampir seluruh momen akan disearahkan dengan medannya (Tipler, 2001).

Karakteristik dari bahan yang bersifat paramagnetik adalah memiliki momen magnetik permanen yang akan cenderung menyearahkan diri sejajar dengan arah medan magnet dan harga suseptibilitas magnetiknya berbanding terbalik dengan suhu T. Variasi dari nilai susceptibilitas magnetik yang berbanding terbalik dengan suhu T adalah merupakan hukum Curie

Persamaan di atas adalah merupakan persamaan hukum Curie dimana T adalah suhu pengamatan,  adalah bilangan Bohr Magneton, N adalah jumlah atom bahan,  adalah konstanta Boltzman, C adalah tetapan Curie, P adalah bilangan Bohr Magneton efektif, dan g adalah faktor Lande.

Gambar 2.3. Grafik hubungan antara suseptibilitas magnetik c terhadap temperatur T pada bahan paramagnetik (Kittel, 1996)

Sifat dari bahan dapat diketahui dengan mengetahui kandungan mineral magnetik pada bahan tersebut. Kandungan mineral magnetik ini dapat diketahui dengan serangkaian penelitian, salah satunya adalah dengan mengukur temperatur curie dari bahan tersebut. Batuan merupakan bahan yang komplek, tersusun dari lebih satu mineral magnetik. Dengan pengukuran temperatur curie, dapat menentukan mineral magnetik yang terkandung dalam batuan. 

2.4. Metode Identifikasi Mineral Magnetik 

Mineral magnetik dan hal-hal yang berkaitan dengannya (kuantiítas, bentuk bulir, dan ukuran bulir), dapat diidentifikasi dengan serangkaian metode yang dikenal sebagai metode-metode kemagnetan batuan (rock magnetic methods) .Metode-metode ini berbasis pada pengukuran sifat-sifat magnetik dari sampel (Bijaksana, 2002).

Metode yang paling lazim digunakan adalah pengukuran suseptibilitas magnetik. Nilai suseptibilitas magnetik suatu bahan pun dapat ditentukan baik pada sampel di laboratorium maupun dilakukan di lapangan pada permukaan tanah atau permukaan singkapan batuan. Penentuan harga suseptibilitas magnetik secara eksperimen dapat dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut Suseptibility Meter. Adalah Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter yang merupakan alat yang dapat digunakan untuk mengukur suseptibilitas magnetik dari bahan.

Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter meliputi sebuah MS2 meter dan berbagai macam sensor. MS2 Meter menunjukkan nilai suseptibilitas magnetik dan bahan ketika berada dalam pengaruh sensor tertentu. Masing- masing sensor dirancang untuk aplikasi dan jenis sampel tertentu. Sensor-sensor pada Bartington MS2 Magnetik Susceptibility Meter dioperasikan berdasarkan prinsip induksi arus bolak-balik

Alat ini adalah sirkuit elektromagnetik yang bekerja dengan mendeteksi perubahan induktansi ketika sampel ditempatkan dalam kumparan atau solenoid. Susceptibility meter pada umumnya dapat bekerja pada dua frekuensi yang berbeda, yaitu frekuensi rendah ordenya ratusan hertz dan frekuensi tinggi (ribuan hertz). Perbandingan antara hasil pengukuran suseptibilitas pada frekuensi rendah dan frekuensi tinggi dapat digunakan untuk mengenali keberadaan bulir- bulir yang sangat kecil (ultrafine grains) yang banyak dijumpai pada batuan dan tanah (soils) (Bijaksana, 2002). 

REFERENSI :

http://arifkristanta.wordpress.com/belajar-online/suhu-dan-pengukurannya/

http://books.google.co.id/books?id=2jok6e5598wC&pg=PA20&lpg=PA20&dq=termometer+gas+pada+volume+tetap&source=bl&ots=XgsZmaHZP5&sig=fs4YonpZg_wOBiqcKUQu_qKcp2Q&hl=id&ei=jSWvTL7GD4efcbmcxOIN&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=3&ved=0CBkQ6AEwAg#