스트레인게이지

소개글

기계공학실험 스트레인게이지 실험 결과보고서 입니다.
이번 학기 수업 수강 중입니다. 이전의 4개의 실험의 성적이 모두 A+를 받았고 이번의 실험 수업 역시 무난히 좋은 성적을 거둘거라 생각됩니다.
많은 도움 되시길 바랍니다.

목차

(1) 실험 목적

(2) 스트레인 게이지의 정의

(3) 스트레인 게이지의 종류

➀ 반도체 스트레인 게이지

➁ 일반용 스트레인 게이지(금석선, 금속 박막)

➂ 특수 스트레인 게이지

➃ 자기 온도 보상형 스트레인 게이지

(4) 스트레인 게이지의 응용

➀ 로드셀

➁ 전자저울

➂ 각종 변환기


(5) 온도보상방법

➀ 자기온도보상 [ self-compensation of temperature]

➁ Dummy gauge

(6) 공식 및 용어 설명

(7) 실험 방법

(8) 실험 결과

(9) 실험 결과 관찰

(10) 오차 원인 분석

본문내용

(1) 실험 목적
휘스톤 브리지의 원리를 이용해 스트레인을 측정 할 수 있는 도구인 스트레인 게이지에 대해 하중에 따른 출력전압 값과 변형률의 변화를 분석하고 고찰하여 그 원리와 측정법을 익힌다. 또한 더 나아가 스트레인 게이지의 종류와 응용분야, 온도보상방법을 조사함으로써 스트레인 게이지에 대한 이해도를 높이며 직접 수식을 유도해 봄으로써 그 인과관계를 규명하고 파악해 본다.

(2) 스트레인 게이지의 정의
기계적인 미세한 변화를, 전기신호로 해서 검출하는 센서이다. 스트레인게이지를 기계나 구조물의 표면에 접착해두면, 그 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화를 측정하는 것이 가능하고, 그 크기로부터 강도나 안전성의 확인을 하는데 중요한 응력을 알 수 있다.

< 그림 1. 여러 스트레인게이지의 도면 >
Reference : http://cafe.naver.com/goondae

(3) 스트레인 게이지의 종류
➀ 반도체 스트레인 게이지
반도체와 같은 물체에 응력을 부하하면 전기 저항이 변화한다. 이러한 효과를 피에죠 저항효과 (piezor esistive effect )라 하며, 반도체의 이러한 효과를 이용하여 변형률을 측정하는 것이 반도체 스트레인 게이지이다. 통상적으로 반도체 재료인 실리콘이 이용되고, 그 종류에는 단결정 벌크 게이지, 기판 위에 실리콘을 박막화한 박막 스트레인 게이지, 확산형의 게이지, 그리고 p - n 접합 게이지 등이 있다. 많이 사용되는 벌크 게이지는 아래 그림과 같이 p형 또는 n형 실리콘 단결정으로 제작한다. 이것의 동작원리는 압저항 효과를 이용하고, 반도체의 전도방식에 따라 그 효과가 달라진다. 반도체 스트레인 게이지의 게이지율 G 는 다음과 같이 표현된다.

G=1+2v +IIY
(v : Pois son ` s r ation , II : 압저항 계수, Y: Youn g ` s modulu s )

※반도체의 경우 온도에 대한 감도가 금속형보다 훨씬 크다.
(a) 장 점
· Str ain Gauge를 직접 Si-Diaphr agm 위에 확산 시켜 제작하므로 접착이 필요 없고 소형화가 가능하다.

참고 자료

없음