Di era perkembangan teknologi yang semakin pesat saat ini, pengukuran presisi telah menjadi fondasi utama industri modern, dan sensor torsi dinamis merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari fondasi tersebut.
Dalam produksi industri modern dan penelitian ilmiah, torsi merupakan parameter penting dalam sistem tenaga berputar. Pengukuran yang akurat sangat diperlukan untuk meningkatkan efisiensi, mengurangi konsumsi energi, serta menjamin keselamatan peralatan. Sebagai instrumen presisi yang mampu mengukur torsi secara waktu nyata pada sistem berputar, sensor torsi dinamis telah menjadi alat yang sangat penting di berbagai bidang.
Artikel ini akan membahas secara mendalam dunia aplikasi sensor torsi dinamis serta mengungkap peran pentingnya di berbagai industri.
1. Apa Itu Sensor Torsi Dinamis?
Sensor torsi putar adalah instrumen pengukuran presisi yang digunakan untuk mengukur berbagai nilai torsi, kecepatan putar, dan daya mekanis. Sensor ini dapat mendeteksi perubahan torsi secara waktu nyata dalam sistem tenaga berputar serta mengubah sinyal torsi menjadi sinyal listrik yang dapat diukur untuk dikeluarkan sebagai output.
Berdasarkan prinsip kerjanya, sensor torsi dinamis umumnya dibagi menjadi dua jenis utama: tipe strain gauge dan tipe non-kontak.
-
Sensor tipe strain gauge menggunakan teknologi pengukuran regangan listrik dengan membentuk jembatan regangan pada poros elastis. Saat diberi daya, sensor ini dapat mengukur sinyal listrik yang dihasilkan akibat puntiran poros.
-
Sensor tipe non-kontak menggunakan metode transmisi sinyal torsi tanpa kontak dan nirkabel, tanpa komponen aus seperti cincin kolektor, sehingga memungkinkan pengoperasian pada kecepatan tinggi dalam jangka waktu lama.
2. Prinsip Kerja Sensor Torsi Dinamis
2.1 Sensor Torsi Tipe Strain Gauge
Sensor torsi tipe strain gauge bekerja berdasarkan prinsip regangan hambatan listrik. Strain gauge presisi ditempelkan pada badan elastis sensor dan membentuk struktur jembatan Wheatstone.
Ketika torsi bekerja pada badan elastis, komponen tersebut akan mengalami deformasi. Deformasi ini menyebabkan perubahan nilai hambatan pada strain gauge.
Perubahan hambatan tersebut membuat jembatan Wheatstone menjadi tidak seimbang, sehingga menghasilkan sinyal tegangan yang berbanding lurus dengan besarnya torsi. Sinyal ini kemudian dikeluarkan melalui kolektor arus untuk diproses dan dianalisis lebih lanjut.
2.2 Sensor Torsi Non-Kontak
Sensor torsi non-kontak menghubungkan poros input dan poros output melalui batang torsi. Poros input memiliki spline, sedangkan poros output memiliki alur pasak (keyway).
Ketika batang torsi mengalami puntiran akibat gaya putar dari roda kemudi, posisi relatif antara spline pada poros input dan alur pasak pada poros output akan berubah.
Perubahan perpindahan relatif antara spline dan alur pasak tersebut sama dengan besarnya puntiran batang torsi, yang kemudian mengubah intensitas induksi magnetik pada spline. Perubahan induksi magnetik ini selanjutnya dikonversi menjadi sinyal tegangan melalui kumparan.
Desain non-kontak ini menghindari keausan komponen dan memperpanjang masa pakai sensor.