최근에는 재료, Strain gauge 의 감도를 나타내는 계수이고, 시료가 Plastic 등의 유기성 물질일 경우에는 Wild Degreaser를 사용하게 된다. 스트레인 게이지는 가해진 변형(치수의 변화)에 의해서 전기 저항치가 변화하는 원리를 응용해서 우선 금속저항선 게이지가 고안되고 이어서 박(箔)게이지나 반도체 게이지가 개발되었다. 실험 방법 설명 1) 표면처리 ▶ 제일 먼저 사포180을 사용하여 게이지를 붙이고자 하는 부분이 어느정도 광이 나도록 만든다음 차츰차츰 높은 수의 사포 즉, 계산한 실험값과 이론값을 비교.zip 스트레인 게이지 스트레인 게이지 1. 일반적으로 금속 재료의 저항치는 외부로 부터의 힘에 따라 늘어나면 증가하고 압축되면 감소하는 성질을 가지고 있다. 2-2. ▶ 그 다음으로 Degreaser를 이용하여 시료의 표면에 붙어 있는 oil 등의 불순물(또는 오염물질)을 제거하게 되며, 사포1000을 사용하여 표면이 확실하게 광이 나도록 문지른다. 이렇게 작은 저항치변화를 효율적으로 잘 전기신호로 전환시키기위해 ......
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스트레인 게이지
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1. 목적
Strain Gage의 기본원리와 사용 방법숙지,
계산한 실험값과 이론값을 비교.
결과 그래프를 이용하여 하중을 직접 계산. (미지의 무게 계산)
2. 실험 이론
2-1. 스트레인 게이지
스트레인 게이지는 1856년 LOAD KELVIN 에 의해 그 원리가 발견되었다. 이것은 [금속체는 외력을 가하면, 변형한다.]라는 당연한 것에서, 금속 저항체를 당기면 길어지는 동시에 가늘어지고, 전기저항이 증가한다는 원리이다.
또 그 반대로, 압축되면 줄어들고 전기저항은 감소한다. 이 원리를 응용해서 만들어진 것이 스트레인 게이지이다. 스트레인 게이지는 가해진 변형(치수의 변화)에 의해서 전기 저항치가 변화하는 원리를 응용해서 우선 금속저항선 게이지가 고안되고 이어서 박(箔)게이지나 반도체 게이지가 개발되었다. `변형`이라는 것은 치수의 변화인데 그 변형을 측정함으로써, 물체에 가해진 힘응력을 측정할 수 있다.
스트레인 게이지는 최초에는 단순한 응력 측정 수단으로서 사용되고 있었으나, 최근에는 재료, 구조물의 응력, 힘, 변형, 압력, 변위 등 외력에 의한 변화를 측정할 뿐 아니라, 그 응용 범위는 점점 넓어지고 있다. 또, 물체에 여러가지 물리 현상을 변형으로 변환해서 측정하는, 즉 물리현상 → 변형 → 전기 신호의 변환기로서, 하중, 장력, 압력 등의 전기적 변환기( 보통 트랜스듀서라고 함)가 출현한 후에 연구, 시험 단계를 거쳐 공업 프로세스에서의 관리 계기나 자동 제어 기기에도 응용되고 있다.
2-2. 스트레인 게이지 원리
Strain Gauge는 금속저항소자의 저항치 변화에 따라, 피측정물의 표면의 변형을 측정하는 것이다. 일반적으로 금속 재료의 저항치는 외부로 부터의 힘에 따라 늘어나면 증가하고 압축되면 감소하는 성질을 가지고 있다. 예를 들면 최초의 길이 의 물체가 만큼 늘어났다 하고 최초 R이었던 저항치가 만큼했다고 하면 아래와 같은 관계가 성립된다.
[왼쪽그림]접착된 Strain Gauge 가 Strain 를 받은 경우에 발생하는 저항치 변화는 극히 작고 예를 들면 Gauge 율이 2인 strain Gauge에 1000 x 10e-6 의 strain (1m길이의 재료가 1mm변화됐을 때의 strain이고, 강재의 경우 약 21의 응력에 상당) 이 주어졌을 경우 저항치는 120 의 strain Gauge 이고 은 0.24 에 지나지 않는다. 는 Gauge 율 이고, Strain gauge 의 감도를 나타내는 계수이고, 일반용의 Strain Gauge에 이용되고 있는 동, 니켈계, 니켈과 크롬계 합금에서는 2에 가깝게 값이 되어있다.
이렇게 작은 저항치변화를 효율적으로 잘 전기신호로 전환시키기위해 strain gauge 는 통상 휘스톤 브리지 회로에 넣어서 사용한다. 이 경우 브리지회로를 꾸미기에 따라서 온도에의 영점이동을 제거하기도 하고, 측정하고 싶은 신호만을 얻을 수도 있다.
2-3. 휘스톤 브릿지 회로의 종류
Quarter Bridge일반적인 경우의 스트레인 측정에 사용
Half Bridge온도보정, 잡음 제거측정 전압증폭Full Bridgehalf bridge의 온도, 잡음, 측정전압증폭을 동시에 구현하는데 사용
3. 실험 기구 설명
4. 실험 방법 설명
1) 표면처리
▶ 제일 먼저 사포180을 사용하여 게이지를 붙이고자 하는 부분이 어느정도 광이 나도록 만든다음 차츰차츰 높은 수의 사포 즉, 사포1000을 사용하여 표면이 확실하게 광이 나도록 문지른다.
▶ 그 다음으로 Degreaser를 이용하여 시료의 표면에 붙어 있는 oil 등의 불순물(또는 오염물질)을 제거하게 되며, 시료가 Plastic 등의 유기성 물질일 경우에는 Wild Degreaser를 사용하게 된다. 2-3번을 뿌린 후 Gauze로 닦아내는 작업을 반복하여 불순물을 완전히 제거.▶ Conditioner를 몇 방울 뿌린 다음 SIC paper를 이용하여 표면이 매끄럽게
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