Luaran Sensor: Apakah Arus atau Tegangan yang Lebih Baik?

Sensor adalah komponen vital dalam sistem pemantauan dan pengendalian dalam berbagai aplikasi industri dan teknologi. Saat memilih jenis sensor, pertanyaan yang sering muncul adalah apakah lebih baik menggunakan sensor dengan keluaran arus atau tegangan. Pemilihan antara keduanya dapat memiliki dampak signifikan terhadap keandalan, efisiensi, dan kemudahan pemantauan sistem. Dalam artikel ini, akan dibahas terkait perbandingan antara keluaran arus dan tegangan dari sensor, serta keunggulan masing-masing.

Kondisi dalam Penerapan di Industri

Sensor industri atau pabrik biasanya lebih suka menggunakan sensor arus daripada sensor tegangan untuk beberapa alasan:

1. Keamanan: Arus adalah ukuran langsung dari daya yang dikonsumsi oleh peralatan, sehingga sensor arus dapat memberikan informasi langsung tentang penggunaan daya. Ini dapat membantu dalam mendeteksi kelebihan beban atau kondisi berbahaya lainnya yang mungkin mengancam keselamatan.
2. Ketahanan: Sensor arus seringkali lebih tahan terhadap gangguan elektromagnetik dan gangguan lainnya karena mereka bekerja dengan arus yang lebih kuat daripada tegangan. Hal ini membuat mereka lebih andal dalam lingkungan industri yang penuh dengan peralatan listrik yang beroperasi.
3. Efisiensi: Beberapa aplikasi memerlukan pengukuran daya langsung, yang lebih mudah dilakukan menggunakan sensor arus. Ini memungkinkan penggunaan daya yang lebih efisien dan pemantauan yang lebih akurat terhadap konsumsi energi.

Namun, ada situasi di mana sensor tegangan lebih disukai, terutama ketika perlu memantau atau mengendalikan tegangan yang disupply ke peralatan atau sistem tertentu. Pemilihan sensor bergantung pada aplikasi spesifik dan kebutuhan penggunaannya.

Sensor Keluaran Arus (4-20 mA)

Sensor arus yang paling umum digunakan dalam lingkungan industri memiliki keluaran dalam rentang 4-20 mA. Beberapa keunggulan sensor arus meliputi:

1. Ketahanan Terhadap Gangguan: Rentang 4-20 mA memberikan keuntungan dalam hal ketahanan terhadap gangguan. Nilai minimum (4 mA) dapat menunjukkan adanya masalah bahkan dalam kondisi gangguan atau kegagalan sensor.
2. Kemudahan Pemantauan: Rentang 4-20 mA memungkinkan untuk pemantauan yang mudah. Nilai minimum (4 mA) sering kali mewakili kondisi ‘tidak aktif’, sedangkan nilai maksimum (20 mA) mewakili kondisi ‘aktif’ atau ‘penuh’.
3. Kompabilitas: Rentang 4-20 mA umum digunakan dalam berbagai perangkat dan sistem kontrol industri, memudahkan integrasi sensor ke dalam sistem yang sudah ada.
4. Konsumsi Daya: Rentang 4-20 mA memungkinkan penggunaan daya yang relatif rendah pada level minimum (4 mA), bermanfaat dalam aplikasi di mana efisiensi energi penting.

Rentang 4-20 mA umumnya dipilih untuk sensor arus dalam aplikasi industri karena memiliki beberapa keunggulan yang membuatnya menjadi pilihan yang populer:

1. Ketahanan terhadap gangguan: Rentang 4-20 mA memberikan keuntungan dalam hal ketahanan terhadap gangguan karena rentang tersebut memiliki arus minimum yang signifikan (4 mA). Ini berarti bahwa bahkan jika terjadi gangguan atau kegagalan pada koneksi atau sensor, nilai arus minimum (4 mA) dapat menunjukkan bahwa ada masalah. Sebaliknya, jika rentang dimulai dari 0 mA, sulit untuk membedakan antara kegagalan sensor dan kondisi normal.
2. Kemudahan pemantauan: Dalam rentang 4-20 mA, nilai minimum (4 mA) sering kali digunakan untuk mewakili kondisi ‘tidak aktif’, sementara nilai maksimum (20 mA) mewakili kondisi ‘aktif’ atau ‘penuh’. Ini membuatnya mudah untuk memahami data dan menginterpretasikannya. Selain itu, karena arus yang lebih tinggi menghasilkan daya yang lebih tinggi, rentang ini sesuai dengan konsep bahwa semakin besar output arus, semakin besar pula parameter yang diukur.
3. Kompabilitas: Banyak perangkat dan sistem kontrol industri didesain untuk menggunakan rentang 4-20 mA, sehingga memudahkan integrasi sensor ke dalam sistem yang sudah ada.
4. Konsumsi daya: Rentang 4-20 mA memungkinkan untuk menggunakan daya yang relatif rendah pada level minimum (4 mA), yang bermanfaat dalam aplikasi di mana efisiensi energi penting.

Meskipun rentang 4-20 mA merupakan pilihan yang umum dan banyak diimplementasikan, terdapat juga alternatif lain seperti rentang 0-20 mA atau 0-10 V, yang juga digunakan tergantung pada kebutuhan dan preferensi spesifik aplikasi.

Baca juga: Memahami Sumber Noise dalam Sistem Pengukuran: Generated, Conducted, dan Radiated – Warung Sains Teknologi (warstek.com)

Sensor Keluaran Tegangan (0-10V atau 0-5V)

Sementara itu, sensor keluaran tegangan juga memiliki keunggulan sendiri:

1. Kemudahan Pengukuran: Tegangan mudah diukur menggunakan perangkat sederhana seperti voltmeter, tanpa perlu konverter arus-ke-tegangan tambahan.
2. Fleksibilitas: Rentang tegangan yang lebar, seperti 0-10V, memberikan fleksibilitas yang lebih besar dalam menangani berbagai tingkat sinyal.
3. Biaya: Sensor keluaran tegangan seringkali lebih murah dalam hal biaya produksi dan instalasi, karena mereka tidak memerlukan konverter arus-ke-tegangan tambahan.
4. Sensitivitas: Dalam beberapa aplikasi, sensor tegangan mungkin lebih sensitif daripada sensor arus, terutama saat mengukur parameter-parameter yang memiliki perubahan yang sangat kecil.

Pemilihan Sensor yang Tepat

Pemilihan antara sensor keluaran arus atau tegangan tergantung pada kebutuhan spesifik aplikasi dan preferensi pengguna. Faktor-faktor seperti ketahanan terhadap gangguan, kemudahan pemantauan, kompatibilitas dengan sistem yang ada, dan efisiensi energi harus dipertimbangkan dengan cermat. Terlepas dari pilihan, penting untuk memilih sensor yang andal, akurat, dan sesuai dengan kebutuhan aplikasi. Dengan memahami perbedaan antara keluaran arus dan tegangan dari sensor, pengguna dapat membuat keputusan yang tepat sesuai dengan kebutuhan mereka.

Referensi

Bentley, J. P. (2005). Principles of measurement systems. Pearson education.