Penjelasan tentang RTD (Resistance Temperature Detector)

RTD atau Resistance Temperature Detector merupakan thermistor jenis PTC yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi hambatan listrik yang berbanding lurus dengan perubahan suhu. RTD ini lebih presisi dan memiliki keakurasian yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan thermistor PTC. Pada umumnya, RTD terbuat dari bahan platinum sehingga disebut dengan Platinum Resistance Thermometer (PRT). Manfaat yang bisa diperoleh dari Resistance Temperature Detector (RTD) antara lain :

 

• Rentang suhu yang luas yaitu bisa beroperasi di suhu -200°C hingga +650°C.

 

• RTD lebih linear jika dibandingkan dengan thermistor dan thermocouple.

 

• RTD lebih presisi, akurasi dan stabil.

 

Prinsip Kerja RTD

 

Prinsip kerja RTD sangat berhubungan dengan suhu. Resistansi dari RTD sebanding dengan suhu logam yang menjadi material dari komponen tersebut. Jika suhu meningkat, maka resistansinya juga akan meningkat dan sebaliknya. Elemen RTD akan dipilih sesuai dengan resistansinya dalam ohm ketika suhu 0° C. Sebagai contoh, ada RTD yang bernilai 100 Ω. Berdasarkan bentuk material resistifnya, RTD terbagi menjadi dua jenis yaitu :

 

Wire Wound

 

Wire wound memiliki tipe elemen yang terdiri dari kumparan kawat logam yang dililitkan pada material keramik atau kaca. Kumparan kawat ditutupi oleh selubung probe sebagai pelindung. RTD wire wound termasuk jenis RTD yang sering digunakan.

 

Thin Film

 

RTD Thin Film terdiri dari lapisan yang sangat tipis dan terbuat dari bahan resistif (platinum) yang diletakkan pada substrat keramik. Kemudian lapisan tersebut dilapisi oleh kaca sebagai pelindungnya. 

 

Jenis – jenis RTD

 

Pengaplikasian RTD pada instrument lain seperti transmitter, controller dan PLC memerlukan kabel penghubung pada RTD. Kabel penghubung tersebut berbahan metal yang memiliki nilai tahanan, maka nilai tahanan tersebut harus masuk ke perhitungan ketika membuat RTD turut berpengaruh pada nilai tahanan RTD secara keseluruhan. Berdasarkan pemakaian kabel, RTD terbagi menjadi tiga jenis antara lain :

 

1. RTD 2 Wire

 

RTD 2 wire mengurangi akurasi kita dalam pengukuran suhu objek oleh RTD karena tidak memiliki cara praktis untuk mengukur nilai resistansi kawat. Rata-rata pengguna jenis ini menentukan nilai suhu dengan perkiraan berdasarkan nilai resistansi yang tertera. Akibatnya RTD 2 wire hanya digunakan untuk kebutuhan yang tidak membutuhkan akurasi pengukuran suhu yang presisi.

 

2. RTD 3 Wire

 

RTD 3 wire merupakan komponen RTD yang sering digunakan untuk keperluan industri. Resistansi kabel pada RTD 3 wire bisa terukur menggunakan metode rangkaian pengukuran jembatan wheatstone. Pada RTD 3 wire, panjang kabel A dan kabel B harus sama. Panjang kabel ini sangat krusial karena metode pengukuran jembatan wheatstone bertujuan membuat impedansi dari kabel A dan B. Sedangkan kabel C berfungsi untuk membawa arus yang sangat kecil.

 

3. RTD 4 Wire

 

RTD 4 wire merupakan jenis RTD yang dikenal paling akurat dari konfigurasi yang lain. RTD 4 wire ini mengkompensasi sepenuhnya resistansi kabel lebih praktis. Oleh karena itu, kita tidak perlu memperhatikan secara khusus panjang masing – masing kabel.

 

Kelebihan RTD

 

Akurasi pengukuran yang presisi

 

Jika dibandingkan sensor suhu lain seperti termokopel, RTD memiliki akurasi yang lebih presisi. Akurasinya hingga 0,1⁰ C yang masih lebih akurat daripada thermocouple yang hanya 1⁰ C. 

 

Stabilitas sangat baik

 

Untuk penggunaan jangka panjang, RTD memiliki stabilitas yang sangat baik. Hal ini menyebabkan pembacaan tidak berubah karena pengaruh korosi, oksidasi dan perubahan lain. Angka yang dibaca oleh RTD sebagai sensor pun tetap sama di waktu awal penggunaan meskipun sudah lama digunakan.

 

Ketahanan panas tinggi 

 

Masih pada stabilitas pengukuran suhunya. Jika tadi RTD tetap stabil meskipun digunakan dalam durasi lama, komponen ini juga tetap menunjukkan angka pengukuran yang akurat di suhu yang tinggi. Hal ini karena penggunaan material platina yang memang memiliki ketahanan suhu yang tinggi.

 

Kekurangan RTD

 

Rentang pengukuran lebih sempit 

 

RTD merupakan salah satu sensor suhu dengan rentang pengukuran yang luas hingga 1000⁰ C meskipun untuk pengukuran di atas 400⁰ C lebih sulit memperoleh hasil pengukuran yang akurat. Jadi, pada umumnya RTD digunakan untuk mengukur suhu di bawah 850⁰ C saja, sedangkan di atas 850⁰ C biasanya menggunakan termokopel yang memiliki rentang 1600⁰ C.

 

Waktu respon lama 

 

RTD memiliki respon waktu terhadap suhu sedikit lama, yaitu 0,5 hingga 5 detik, tergantung pada kondisi penggunaannya.

 

Terpengaruh oleh getaran

 

RTD sedikit rentan terhadap getaran atau goncangan. Jika kita ingin menggunakan RTD yang lebih tahan pada gangguan berupa getaran, mungkin kita bisa menggunakan jenis RTD thin-film.

 

Self-heating 

 

Self heating merupakan kondisi komponen RTD yang memanas karena dialiri arus. Masalah ini bisa mempengaruhi tingkat akurasi pengukuran. Apalagi jika menggunakan kabel ekstensi yang panjang.

 

Harga yang sedikit lebih mahal 

 

Harga sensor suhu satu ini dibandrol sedikit lebih mahal dibandingkan dengan sensor suhu yang lain.