SILVER AUTOMATION INSTRUMENTS LTD.
Kategori Produk

Oleh Media
Pengukur Aliran

Pengukuran Tekanan dan Satuan Tekanan dalam Teknik


1. Pengantar Pengukuran Tekanan

Pengukuran tekanan memainkan peran penting dalam industri modern, penelitian ilmiah, dan aplikasi sehari-hari. Dalam produksi industri, tekanan—seperti halnya suhu, aliran, atau level—merupakan variabel proses penting yang harus dipantau dan dikontrol. Akurasi pengukurannya secara langsung memengaruhi efisiensi energi, keselamatan produksi, dan kinerja ekonomi secara keseluruhan.

steam pressure measurement
Pengukuran Tekanan Uap


Misalnya, sistem generator turbin uap membutuhkan uap bersuhu dan bertekanan tinggi. Selama pengoperasian, berbagai instrumen tekanan memastikan stabilitas dan efisiensi sistem. Dalam industri kimia, kontrol tekanan yang akurat menentukan hasil reaksi. Misalnya, dalam sintesis amonia, mempertahankan tekanan yang tepat memastikan reaksi kimia berlangsung dengan hasil optimal. Tekanan rendah mengakibatkan efisiensi konversi yang buruk, sementara tekanan yang berlebihan meningkatkan risiko keselamatan.

Dalam penelitian ilmiah dan teknologi modern, tekanan memengaruhi transformasi struktur atau fase material. Logam tertentu hanya dapat dimurnikan dalam kondisi tekanan sangat rendah untuk mencapai kemurnian tinggi. Di sisi lain, produksi berlian buatan membutuhkan tekanan sangat tinggi yang mencapai kisaran gigapascal (GPa). Bahkan dalam teknologi yang sedang berkembang seperti pelapisan film tipis, kontrol vakum dan tekanan sangat penting.

Di bawah tekanan tinggi, sifat fisik fluida, logam, dan material lainnya—seperti kompresibilitas, viskositas, konduktivitas listrik, dan struktur kristal—menunjukkan perilaku yang berbeda dari kondisi atmosfer standar. Oleh karena itu, kemajuan dalam teknologi pengukuran tekanan sangat penting untuk memahami dan mengelola perubahan ini.

Dalam industri pertahanan dan kedirgantaraan, pemantauan tekanan sama pentingnya. Aplikasinya meliputi pengujian terowongan angin, pemetaan tekanan permukaan pesawat, kontrol sistem bahan bakar dan pelumasan, sistem hidrolik dan pneumatik, kontrol daya dorong jet, dan pengukuran ketinggian. Dalam semua kasus ini, instrumentasi tekanan yang presisi sangat diperlukan.


2. Perkembangan dan Persyaratan Teknologi Pengukuran Tekanan

demand of pressure transmitters
Permintaan Pemancar Tekanan

Dengan pesatnya kemajuan produksi industri dan penelitian ilmiah, permintaan akan pengukuran tekanan telah meningkat secara dramatis. Industri modern membutuhkan instrumen yang mampu mengukur tekanan ultra-tinggi maupun tekanan mikro dengan akurasi ekstrem.

  • Kisaran tekanan ultra-tinggi yang terukur secara global sekarang mencapai puluhan juta pascal.
  • Di Cina, tekanan setinggi 2,5×10 MPa telah berhasil diukur.
  • Di bidang vakum dan tekanan mikro, tekanan absolut terendah yang dapat diukur di seluruh dunia adalah 10 ¹² Pa , sementara Tiongkok telah mencapai 10 ¹ Pa .

Pengukuran tekanan mencakup berbagai macam aplikasi: gas dan cairan, tekanan statis dan dinamis, media bersih dan kental, bahkan cairan beracun atau berpelumas. Insinyur juga harus memastikan transmisi nilai tekanan yang akurat dari standar referensi ke instrumen kerja, sembari mengembangkan metode dan peralatan baru untuk memenuhi persyaratan yang muncul.


3. Konsep Dasar Tekanan

3.1 Definisi Tekanan

Dalam fisika, tekanan mengacu pada gaya yang bekerja per satuan luas pada suatu permukaan. Secara matematis, hubungan ini dinyatakan sebagai:

Di mana:


  • p = tekanan
  • F = gaya yang diberikan
  • A = luas permukaan

Ketika gaya yang diberikan tidak terdistribusi secara merata, tekanan dapat didefinisikan sebagai:

Dalam praktik teknik, tekanan sering dinyatakan dalam beberapa cara berbeda tergantung pada kondisi referensi dan metode pengukuran.


4. Jenis Tekanan Umum

4.1 Tekanan Atmosfer

Tekanan atmosfer ( p ) adalah gaya yang diberikan oleh berat udara di atas permukaan bumi. Tekanan ini bervariasi tergantung pada ketinggian, garis lintang, suhu, dan kondisi cuaca.

4.2 Tekanan Absolut

Tekanan absolut ( p ) merupakan tekanan total yang diberikan oleh suatu cairan, gas, atau uap pada suatu titik tertentu, termasuk tekanan atmosfer.

4.3 Tekanan Pengukur

Tekanan pengukur ( p ) adalah tekanan yang diukur relatif terhadap tekanan atmosfer, yaitu:

4.4 Vakum (Tekanan Negatif)

negative pressure measurement
Tekanan Negatif

Ketika tekanan absolut lebih rendah daripada tekanan atmosfer, perbedaannya disebut tekanan vakum ( p ), yang dinyatakan sebagai:

4,5 Derajat Vakum

Derajat vakum menunjukkan seberapa rendah tekanan absolut dibandingkan dengan tekanan atmosfer. Pada sebagian besar aplikasi industri, instrumen dirancang untuk mengukur tekanan gauge atau tekanan vakum secara langsung.

Hubungan antara berbagai jenis tekanan diilustrasikan secara konseptual dalam Gambar 1-1.

Gambar 1-1 : Hubungan antara tekanan absolut, tekanan atmosfer, tekanan pengukur, dan tekanan vakum.

Different pressure types
Gambar 1

5. Satuan Tekanan dan Konversi

Dari definisi tekanan, jelas bahwa tekanan adalah besaran turunan yang dinyatakan sebagai gaya per satuan luas .
Menurut standar internasional (SI), satuan dasar tekanan adalah Pascal (Pa) , yang didefinisikan sebagai:

Meskipun Pascal telah diadopsi secara universal, beberapa unit tradisional dan khusus industri masih digunakan di berbagai sektor. Unit-unit yang paling umum meliputi:

5.1 Atmosfer Teknik

Didefinisikan sebagai tekanan yang dihasilkan oleh gaya 1 kilogram yang bekerja pada 1 cm² , dilambangkan sebagai kgf/cm².

5.2 Suasana Standar

Mewakili tekanan yang dihasilkan oleh kolom merkuri 760 mmHg pada suhu 0°C dan gravitasi standar (9,80665 m/s²). Tekanan ini umumnya disingkat atm .

5,3 Milimeter Merkuri (mmHg)

Tekanan yang diberikan oleh kolom merkuri 1 mm dalam kondisi standar.

5,4 Milimeter Air ( mmH₂O )

Tekanan yang dihasilkan oleh kolom air 1 mm pada suhu 4°C.

5.5 Satuan Umum Lainnya

Satuan tekanan tambahan termasuk bar , meter kolom air (mH₂O ) , dan pon per inci persegi (psi atau lbf/in²) .

Untuk memudahkan konversi, Tabel 1-1 menyediakan koefisien konversi antara berbagai unit tekanan.


6. Ringkasan

Pengukuran tekanan merupakan tulang punggung otomatisasi industri, eksperimen ilmiah, dan rekayasa modern. Memahami berbagai jenis tekanan , satuan , dan prinsip konversi memastikan akurasi, keamanan, dan efisiensi di semua disiplin ilmu teknis. Seiring dengan tuntutan teknologi baru yang menuntut presisi yang lebih tinggi dan rentang pengukuran yang lebih luas, kemajuan dalam instrumen pengukuran tekanan akan terus mendorong kemajuan, baik dalam industri maupun penelitian.

Tabel 1-1 Faktor Konversi Satuan Tekanan

Unit Name Symbol Pa bar mmH₂O mmHg atm kgf/cm² lbf/in² (psi) torr
Pascal Pa 1 1.0×10⁻⁵ 1.01972×10⁻⁴ 7.50062×10⁻³ 9.86923×10⁻⁶ 1.01972×10⁻⁵ 1.4504×10⁻⁴ 7.50062×10⁻³
bar bar 1.0×10⁵ 1 1.01972×10³ 7.50062×10² 9.86923×10⁻¹ 1.01972×10 14.504 750.062
mmH₂O mmH₂O 9.80665 9.80665×10⁻⁴ 1 7.355×10⁻² 9.678×10⁻⁵ 1.0197×10⁻³ 1.4223×10⁻² 7.355×10⁻²
mmHg mmHg 1.33322×10² 1.33322×10⁻³ 13.5951 1 1.316×10⁻³ 1.3595×10⁻² 1.959×10⁻¹ 1
Standard atmosphere atm 1.01325×10⁵ 1.01325 1.0332×10³ 7.6×10² 1 1.0332×10 14.696 760
Technical atmosphere kgf/cm² 9.80665×10⁴ 9.80665 9.678×10² 7.355×10¹ 9.677×10⁻² 1 14.223 735.6
Pound-force per square inch lbf/in² 6.89476×10³ 6.89476×10⁻¹ 7.0306×10¹ 5.1713 6.8046×10⁻² 7.0306×10⁻² 1 51.715
torr torr 133.322 1.33322×10⁻³ 13.5951 1 1.316×10⁻³ 1.3595×10⁻² 1.93386×10⁻² 1
Email
Email
WA
Inquiry
Inquiry
Let's chat on WhatsApp ×
Hello! This is Alice from Silver Instruments. Can I help you?