SCADA - 3

Karakteristik Dasar
Karakteristik yang digunakan untuk mengetahui performansi suatu sensor jika digunakan untuk pengukuran.
Performansi suatu sensor dinyatakan dengan
-Spesifikasi Statis dan
-Spesifikasi Dinamis

Spesifikasi Statik Sensor
Spesifikasi statik sensor menyatakan seberapa baik korelasi antara input fisik dan output listrik
Input fisik menyatakan besaran fisik yang diukur; diantaranya, posisi, kecepatan, level, flow, temperatur, tekanan, dll.
Output listrik menyatakan besaran variabel listrik dapat berupa tegangan, arus, resistansi, induktansi, dan kapasitansi.

Spesifikasi Statik
Akurasi digunakan untuk menentukan eror maksimum yang diharapkan dari suatu sensor (dalam % eror)
Bentuk :
Prosentase dari pembacaan skala maksimum (FS)
FS instrumen 5 Volt dengan akurasi + 0,5% Volt    rata-rata ketakpastian pengukuran + 0,025 Volt
Prosentase dari span (maks – min)
Akurasi + 3% dari span tekanan dengan range 20 s/d 50 psi  inakurasinya + 0,03(30 psi) = + 0,9 psi
Prosentase dari pembacaan aktual
Akurasi Voltmeter + 3%  inakurasinya + 0,06 Volt untuk pembacaan 2 Volt

Sensitifitas perubahan input yang kecil, sensor dapat memberikan output (ditunjukkan oleh fungsi alih dari sensor)
Fungsi alih dari sensor temperatur 5mV/0C  setiap perubahan input sebesar 10C menyebabkan output berubah sebesar 5mV.
Resolusi perubahan input terkecil yang menyebabkan terjadinya perubahan pada output.

Hysterisis sensor memberikan nilai output yang berbeda untuk pengukuran variabel input dari rendah ke tinggi atau dari tinggi ke rendah.

Repeatability (Precision) digunakan untuk mengukur seberapa baik  sensor dapat memberikan output yang sama terhadap suatu input yang diberikan secara berulang-ulang.

Types of Errors
Perbedaan antara hasil pengukuran dan nilai sebenarnya. Error biasanya dinyatakan dengan prosentase skala penuh (%FSO). Rasio ini menunjukkan keakurasian dari sebuah sensor.
Intrinsic, absolute, and relative error
-Intrinsic Error adalah error yang memang sudah terdapat pada sensor;
-Absolute Error adalah perbedaan antara nilai sebenarnya dibagi dengan nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran;
-Relative Error adalah perbandingan antara error absolut dengan nilai sebenarnya.

Random error ini muncul jika dilakukan pengukuran secara berulangkali untuk pengambilan data yang sama. Error ini disebabkan oleh friksi, suara, tegangan statik dan sebab lain.
Sistematic and Sensor error:
-Sistematic Error biasanya konstan karena dipengaruhi oleh arus, effek zero dan ketidak linieran;
-Sensor Error adalah error yang didapatkan dari error yang terdapat pada sensor.

Spesifikasi Statik
Linieritas pemetaan satu-satu antara input-output sebagai fungsi linier. Secara umum ada tiga bentukpenyajian linieritas:
-Endpoint Linearity (linieritas awal-akhir);
-Independent straight-line linearity (linieritas garis lurus);
-Least-squares linearity (linieritas regresi).

Least-square Linearity
Least-squares linearity (linieritas regresi) secara umum dapat dituliskan sebagai berikut:
y = mx + b

Contoh: Least-square + Linearity
Contoh:
Suatu sensor tekanan mengubah tekanan dalam range 0 – 450 psi  ke dalam tegangan 0 – 8 Volt DC. Dapatkan persamaan linier dari  tegangan terhadap tekanan.


Spesifikasi Dinamis
Spesifikasi yang menyatakan seberapa cepat perubahan output (respon) yang terjadi terhadap perubahan input.
Respon bergantung pada:
-tipe input
-kondisi awal (initial conditions)
-karakteristik sistem

Respon Sensor
Pengukuran respon sensor terhadap pemberian input :
step, ramp, dan impuls
-Respon transien: rise time, delay time, time constant, % overshoot, settling time
-Respon dari steady state sampai tak hingga: percent error steady state
sinus
-frequency response, high-frequency cutoff

Process Element Characteristic
Gain
Perubahan input menyebabkan perubahan output secara cepat.
Sensor temperatur mempunyai gain dalam unit (besaran) yang tetap, jika:
-temperatur 10oC tegangan output 20 mVolt
-temperatur 20oC tegangan output 40 mVolt

Integral
Laju perubahan output bergantung secara langsung pada inputnya

First-order
Self-regulating, jika diberikan input step maka outputnya akan muncul secara eksponensial hingga kestabilan (level) yang baru tercapai

Dead time
Perubahan pada input tidak menyebabkan perubahan output hingga waktu delay (dead) terlampauiBiasanya merupakan delay transportasi (ada jarak yang harus dilampaui).
Proses di industri banyak berupa dead time dan first-order. Jika diberikan input step pada proses maka output berubah setelah waktu delay terlampaui lalu muncul secara eksponensial.

Specifications of the Transient Response
-Rise time
Time to pass from 10% to 90% of final value
-Settling time
Time to reach the final value
-Delay time
Time to reach 50% of final value
-Peak time
Time required for the response to reach the first peak of the overshoot
-Maximum overshoot
Max percent overshoot % 100