Seringkali,
pilihan mengenai karakteristik suatu sensor terhadap variabel masukan sangatlah
terbatas, sehingga diperlukan adanya suatu pengkondisian sinyal. Pengkondisian
sinyal ini berkaitan dengan operasi-operasi yang dikenakan pada sinyal guna
mengkonversi sinyal tersebut ke bentuk yang sesuai dengan yang diperlukan untuk
interface dengan elemen-elemen lain dalam sistem instrumentasi. Efek
pengkondisian sinyal pada sinyal masukan sering dinyatakan dalam bentuk fungsi
alih. Pengkondisi sinyal dapat dikelompokkan dalam beberapa jenis, seperti yang
akan diuraikan berikut.
1.
Pengubahan Level Sinyal
Suatu
cara yang paling sederhana untuk pengkondisian sinyal adalah dengan mengubah
level sinyal, yaitu dengan melakukan penguatan ataupun peredaman. Salah satu
faktor yang penting dalam pemilihan penguat adalah impedansi masukan yang
ditawarkan kepada sensor (atau elemen lain yang berfungsi sebagai masukan).
Dalam beberapa kasus, (misalnya akselerometer dan detektor optik), tanggapan
frekuensi penguat juga merupakan suatu hal yang sangat penting.
2.
Linierisasi
Hubungan
antara keluaran dengan masukan sensor seringkali tidak linier. Oleh karena itu
diperlukan suatu rangkaian untuk linierisasi sinyal tersebut, seperti yang
diperlihatkan dalam Gambar 1. Tujuan linierisasi adalah untuk mendapatkan
keluaran yang berubah secara linier terhadap variabel masukan meskipun keluaran
sensornya tidak linier. Rangkaian linierisasi ini sulit dirancang, dan biasanya
bekerja hanya dalam batas yang sempit. Cara linierisasi yang lebih modern
adalah seara perangkat lunak, yaitu dengan membolehkan sinyal tak linier
sebagai masukan ke komputer dan selanjutnya melakukan linierisasi dengan menggunakan
perangkat lunak.
3.
Konversi
Pengkondisian
sinyal dalam hal ini digunakan untuk mengkonversi suatu jenis perubahan listrik
ke jenis perubahan listrik yang lain. Konversi ini diperlukan misalnya dalam
transmisi sinyal dan interface dengan sistem digital.
Transmisi
Sinyal. Untuk transmisi sinyal
seringkali digunakan transmisi arus karena tidak dipengaruhi oleh perubahan
beban. Standard level arus yang digunakan adalah 4 sampai 20 mA.
Interface
Digital. Penggunaan komputer dalam
sistem instrumentasi akan memerlukan suatu konversi dari data analog ke data
digital, yaitu yang dilakukan oleh ADC. Konversi ini biasanya memerlukan
pengaturan level sinyal analog agar sesuai dengan masukan yang diperlukan oleh
ADC.
4.
Filter dan Penyesuai Impedansi
Dalam
banyak kejadian, sinyal yang diperlukan sering bercampur dengan sinyal yang
tidak diinginkan (noise). Untuk menyingkirkan sinyal yang tidak diinginkan
tersebut dapat digunakan filter yang sesuai, yaitu low-pass filter (LPF),
high-pass filter (HPF), notch filter, atau gabungan dari filter-filter
tersebut.
Penyesuaian
impedansi kadang diperlukan, yaitu apabila impedansi internal transduser atau
impedansi saluran dapat menyebabkan terjadinya suatu kesalahan dalam pengukuran
suatu variabel.
5. Konsep Pembebanan
Salah
satu hal yang sangat penting dalam pengkondisian sinyal analog adalah adanya
pengaruh pembebanan pada suatu rangkaian oleh rangkaian lain, yang dapat
menyebabkan terjadinya ketidakpastian dalam amplituda tegangan. Gambar 2
memperlihatkan efek pembebanan pada sensor, yang dalam hal ini dinyatakan dalam
rangkaian setara Thevenin.
Sumber : instrumentasi.lecture.ub.ac.id
