Apa itu Histeresis? Bagaimana Histeresis Meningkatkan Akurasi Aliran?

Bobby Brown

Perbarui 2024-03-26

Apa itu Histeresis? Bagaimana Histeresis Meningkatkan Akurasi Aliran?

Ringkasan

Histeresis didefinisikan sebagai ketergantungan keadaan suatu sistem pada perubahan historisnya, yang memengaruhi berbagai material dan teknologi seperti hard disk drive dan medan magnet.
Histeresis sangat penting untuk pengukuran yang akurat dan keandalan sistem pada sensor alarm dan flow meter.
Implementing hysteresis improves system stability and reduces false alarms.

Daftar isi

1. Apa itu Histeresis?
2. Histeresis dalam Pengukuran Aliran yang Akurat
3. Pengaturan Rentang Histeresis: Memilih Rentang yang Optimal
- Alasan Pemilihan Rentang ±25 LPM
- Contoh Lainnya:
4. Stabilitas Alarm Flowmeter LORRIC melalui Histeresis

Histeresis adalah fitur penting dalam flow meter dan sensor alarm, di mana kontrol dan pengukuran yang presisi sangat penting. Ini menggambarkan keterlambatan atau lag alami dalam respons sistem ketika mengalami perubahan input atau kondisi lingkungan.

1. Apa itu Histeresis?

Histeresis adalah fenomena di mana hubungan antara input dan output suatu sistem bergantung pada riwayat perubahan sistem tersebut. Artinya, output dari sistem tidak hanya dipengaruhi oleh input saat ini, tetapi juga oleh input sebelumnya.

Salah satu contoh histeresis adalah perilaku material magnetik. Ketika medan magnet diterapkan pada material magnetik, material tersebut menjadi termagnetisasi. Namun, saat medan magnet dihilangkan, material tersebut tidak sepenuhnya kehilangan magnetismenya. Sebaliknya, ia mempertahankan sebagian dari magnetismenya karena domain magnetik dalam material telah tersusun oleh medan magnet dan tidak kembali ke keadaan semula ketika medan tersebut dihilangkan.

Histeresis juga dapat diamati dalam sistem lain, seperti material ferroelektrik, paduan dengan memori bentuk, dan sistem biologis.

| Electric displacement field D of a ferroelectric material as the electric field E is first decreased, then increased. The curves form a hysteresis loop. (Wikipedia)

[1][2]

2. Histeresis dalam Pengukuran Aliran yang Akurat

Flow meters sensors with hysteresis can provide more accurate and reliable flow measurements than those without hysteresis. Hysteresis is the dependence of the output of a sensor on its history. In the case of flow meters, hysteresis can cause the output to lag behind the actual flow rate. This can lead to inaccurate readings, especially when the flow rate is changing rapidly.

[3]

3. Pengaturan Rentang Histeresis: Memilih Rentang yang Optimal

Histeresis adalah hubungan non-linear antara input dan output sensor. Pada flow meter, histeresis dapat menyebabkan output tertinggal dari laju aliran yang sebenarnya, yang dapat mengakibatkan pembacaan yang tidak akurat, terutama saat laju aliran berubah dengan cepat.

Rentang histeresis adalah rentang nilai input di mana output sensor menunjukkan fenomena histeresis. Rentang histeresis yang optimal adalah rentang yang meminimalkan kesalahan pada output sensor.

Pemilihan rentang histeresis yang optimal dapat dilakukan dengan mempertimbangkan faktor-faktor berikut:

Persyaratan akurasi aplikasi
Rentang nilai input yang akan dihadapi oleh sensor
Biaya sensor

| Ultrasonic flowmeter

Contoh: Aplikasi－Flow Meter

Persyaratan Akurasi: Aliran harus diukur secara akurat hingga ±5%.
Rentang Input yang Dihadapi Sensor: 0 LPM hingga 1000 LPM.
Biaya Sensor: Biaya menengah.
Rentang Histeresis Optimal: ±25 LPM.

Dalam aplikasi flow meter, persyaratan akurasi adalah ±5%, yang berarti deviasi antara nilai output flow meter dan aliran yang sebenarnya tidak boleh melebihi ±5%. Rentang input yang dihadapi sensor menunjukkan bahwa flow meter harus mampu mengukur aliran antara 0 hingga 1000 LPM. Dengan biaya sensor yang menengah, produsen flow meter perlu menyeimbangkan antara biaya dan kinerja. Menetapkan rentang histeresis optimal pada ±25 LPM menunjukkan bahwa nilai output flow meter tidak akan berubah dalam rentang ±25 LPM

Alasan Pemilihan Rentang ±25 LPM

1. Akurasi Tinggi: Flow meter membutuhkan akurasi yang tinggi, sehingga rentang histeresis tidak boleh terlalu besar.
2. Biaya Sensor Menengah: Rentang histeresis juga tidak boleh terlalu kecil untuk menjaga keseimbangan antara biaya dan kinerja.

Jika rentang histeresis terlalu kecil, nilai output flow meter akan berubah dengan variasi aliran yang sangat kecil, yang dapat mengurangi akurasi flow meter. Jika rentang histeresis terlalu besar, nilai output flow meter mungkin tertinggal dari aliran sebenarnya, yang juga akan mengurangi akurasi.

Rentang histeresis sebesar ±25 LPM menyeimbangkan antara akurasi dan biaya flow meter. Ini memastikan nilai output flow meter tetap dalam rentang akurasi ±5%, sekaligus mengurangi biaya sensor.

Dalam aplikasi tertentu, rentang histeresis dapat disesuaikan berdasarkan persyaratan untuk akurasi, biaya, dan waktu respons. Misalnya, jika diperlukan akurasi yang lebih tinggi, rentang histeresis dapat dikurangi menjadi ±10 LPM. Sebaliknya, jika penekanan lebih pada biaya, rentang histeresis dapat diperbesar menjadi ±50 LPM.

Contoh Lainnya:

Berikut adalah contoh spesifik:

Pabrik Kimia: Flow meter di pabrik kimia sering memerlukan akurasi yang lebih tinggi untuk memastikan keamanan dan stabilitas proses produksi. Oleh karena itu, rentang histeresis dapat diatur pada ±10 LPM.
Pabrik Pengolahan Air: Flow meter di pabrik pengolahan air biasanya lebih mengutamakan biaya rendah untuk mengurangi biaya operasional. Oleh karena itu, rentang histeresis dapat diatur pada ±50 LPM.
Pembangkit Listrik: Flow meter di pembangkit listrik sering membutuhkan waktu respons yang lebih cepat untuk memastikan keamanan dan stabilitas pembangkit. Oleh karena itu, rentang histeresis dapat diatur pada ±25 LPM.

4. Stabilitas Alarm Flowmeter LORRIC melalui Histeresis

| Hubungan antara output dan laju aliran

Hubungan antara output dan laju aliran dapat digambarkan sebagai berikut:
Di bawah jalur sinyal asli (garis biru di gambar di bawah), anggaplah 200 LPM sebagai nilai pemicu untuk alarm lampu merah. Nilai 0 (terbuka) membuat lampu merah mati, sementara nilai 1 (tertutup) menyalakan lampu merah.

Jika data aliran berfluktuasi antara 199 dan 201 LPM tanpa histeresis, lampu merah akan mati ketika nilai mencapai 199 LPM; lampu merah akan berkedip pada 201 LPM, dan lampu tersebut akan terus berubah, berkedip, mati, berkedip, mati, dan seterusnya. Hal ini berpotensi mengganggu operasi di lapangan. Namun, jika persentase histeresis diatur menjadi 10%, output harus lebih rendah dari 10% dari 200 LPM, yaitu 180 LPM (garis merah di gambar di bawah) untuk mematikan lampu merah.

4o mini

Flow Meter Paddle Wheel FP-AS510 dengan Teknologi Paten AxleSense

Dibuat di Taiwan dan dilengkapi dengan teknologi AxleSense yang dipatenkan, serta telah diperiksa dan dibuktikan oleh SGS dan memenuhi standar RoHS, FP-AS510 memiliki rentang pengukuran yang dua kali lipat dibandingkan merek lain. Ini memungkinkan deteksi hilangnya paddle yang cenderung menyebabkan masalah aliran nol. Selain itu, FP-AS510 dilengkapi dengan lampu indikator besar dan layar lebar yang memudahkan pengawasan di lokasi.