구조재료특성실험-변형센서로써 Strain gauge 부착, 측정실험

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목차

1. Theoretical Background
2. Data & Results
3. Discussion

본문내용

구조재료특성실험
변형센서로서 strain gauge부착, 측정실험
1. Theoretical Background
? 스트레인 게이지 (Strain gauge)
측정하고자 하는 물체에 발생하는 변형량은 Backing 소재를 경유하여 변형량 감지 저항체에 전달되어 수축-인장을 하게 된다. 이런 저항체의 변화는 전기저항값을 변화시키게 되고 시험편 또는 구조물이 변형을 받게 되면 이것에 접착된 저항체도 같은 변형이 생겨서 저항값의 변화를 가져오게 된다. 그러므로 변형량과 저항변화 사이에는 일정한 관계가 있으며 이 저항값의 변화에서 변형량 값을 알아낼 수 있는데 이것이 스트레인 게이지의 일반적인 원리이다.
? 휘트스톤 브리지 (Wheatstone Bridge)
일반적으로 스트레인 게이지의 미세한 변화를 측정하기 위해서는 감도의 변화를 높이기 위해 별도의 회로를 구성하게 되는데, 이를 휘트스톤 브리지라고 한다. 휘트스톤 브리지는 스트레인 게이지 제조상 피할 수 없는 게이지 하나의 저항값의 차로 인하여 생기는 출력 또는 일정한 스트레인 기준으로 그 기준 이상의 스트레인을 측정할 경우에도 비교적 쉽게 회로적으로 실현 가능한 이점을 지니고 있다.
좌측의 그림이 휘트스톤 브리지 회로이다. 출력 단자 의 Output이 0이 되기 위해서는

의 조건을 만족해야 한다. 이 휘트스톤 브리지의 저항 , , , 대신에 스트레인 게이지를 연결하면 측정하고자 하는 구조물의 스트레인을 전기적 신호로 측정할 수 있다.

2. Data & Results
1) 기본 데이터
외팔보 L=300mm, b=25mm, t=2mm
E = 72 GPa [Al alloy]

외팔보를 고정시키는 부분의 길이를 고려하면, L`=270mm

2) 외팔보 임의의 위치에서의 Stress & Strain
이론값은 다음 식을 이용하여 구하였다.

where x : 외팔보 뿌리에서 임의의 위치까지 거리
P : 외팔보 끝단에 가해지는 힘 E : Young`s Modulus
L : 외팔보 길이 I : (b : 외팔보 너비, t : 외팔보 두께)

참고 자료

없음