Rancang Bangun Sistem Sensor Load Cell Berbasis Strain Gauge untuk Pengukuran Gaya Angkat dan Gaya Hambat pada Objek Uji dalam Terowongan Angin

Fathoni Fuady, Ir. Agus Arif, M.T.; Ir. Kutut Suryopratomo, M.T., M.Sc.

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Kecelakaan pesawat selama 7 dekade terakhir yang disebabkan kondisi fisik pesawat memiliki persentase kejadian 23%, terbesar kedua setelah sebab kesalahan pilot dengan persentase 49%. Insinyur pesawat adalah yang bertanggungjawab terhadap kondisi fisik pesawat. Dengan demikian diperlukan edukasi yang baik pada calon insinyur. Pengadaan terowongan angin sebagai alat penunjang akademik merupakan salah satu usahanya. Terowongan angin adalah tabung besar dengan udara yang berhembus di dalamnya. Terowongan angin dapat digunakan sebagai alat simulasi aerodinamis pada pesawat atau bagiannya. Penelitian ini bertujuan merancang dan membangun sistem sensor yang berfungsi sebagai alat ukur gaya angkat dan gaya hambat yang mengenai objek uji disebabkan hembusan angin. Sensor yang digunakan adalah load cell yang berbasis strain gauge, yaitu sensor yang merespons besaran massa/tekanan/gaya dengan perubahan beda potensial yang disebabkan perubahan resistansi pada strain gauge yang terletak pada bagian tengah load cell. Dengan sinyal keluaran sensor yang berkisar pada satuan milivolt, dibutuhkan penguatan sinyal agar hasil pengukuran dapat terbaca. Adapun penguatan dilakukan dengan menggunakan operational amplifier (op amp). Dengan penguatan yang sesuai diperoleh hasil pengukuran dengan penguatan hingga 5000 kali dan besar galat maksimal 14%.

Aircraft accidents at the last 7 decades those are caused of the physical conditions are 23%, below the caused of pilot with 49%. The engineer take a big responsibility to the aircrafts physical condition, so they should be well-educated. The procurement of wind tunnel as an academic support is one of the efforts. Wind tunnel is a big tube with flowing air inside. Wind tunnel can be used to aerodynamical simulation tool for aircraft or some part of it. This research aim to design and build sensor system as lift and drag force measuring tool on the specimen that caused by flowing air. The sensor is a strain gauge based load cell, it responses mass/pressure/force with voltage difference because the change of resistance on the centre of strain gauge. The output signal of the sensor is about milivolt unit, so it is necessary to amplify the signal, then the measuring result can be shown. Operational amplifier is used to amplify the signal. Thus, with specific amplifying, the final measurement result is amplifying about 5000 times amplifying and 14% maximal error.

Kata Kunci : Terowongan angin, sensor load cell, amplifier