12장_결과보고서

소개글

아주대 기계공학실험

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결과 분석
7. 고찰 및 결론

본문내용

1. 실험 목적
본 실험을 통해 휘트스톤 브릿지 회로의 이해와 스트레인 게이지를 이용하여 보의 변형을 통한 힘 측정 방법을 익히고자 한다.
2. 실험 이론
1) 스트레인게이지
스트레인은 변형도 또는 변형률을 나타내며, 어느 물체가 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에 대하여 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시한 값을 일컫는다. 따라서 스트레인은 단위를 갖지 않는다. 스트레인 게이지는 기계적인 미세한 변화(strain)를 전기신호로 검출하는 센서이다.
스트레인 게이지는 기계적인 미세한 변화(strain)를 전기신호로 검출하는 센서이다. 측정된 스트레인은 브리지 회로의 출력 전압으로 나타나지만 실제로는 저항의 변화를 측정하는 것이므로 Gage Factor만 있으면 저항 변화량으로부터 변형률을 바로 구해 낼 수 있다.
변형율과 게이지 저항간의 관계를 살펴보면
(1-1)
(ρ: 비저항계수, L : 저항선 길이, A : 저항선 단면)
식 (1-1)에서 저항 미소 변화를 구하면
(1-2)
프아송 비를 이용하면 식 (1-2)를 다음과 같이 표시할 수 있다.
일반적으로 게이지 경우에는 게이지 상수(gage factor) K로 저항변화와 변형율의 관계를 정의한다.
, (일정하게 제작함. 보통 2.0 - 2.1)
ε : 변형율, R : 보통 게이지 120Ω, 변환기용 게이지 350Ω
* 구조 : 게이지 본체, 게이지 베이스(절연체), 게이지 리드선, 코팅
2) 휘트스톤 브릿지
휘트스톤 브리지는 윗 그림 같이 저항 R1, R2, R3와 R4를 연결하고, 점a와b사이를 검류계G로 연결하여 두 점사이의 전위차를 알아볼 수 있게 한 장치이다. 이장치는 전압과 상관없이 미지의 저항R4의 값을 알아낼 수 있다는 장점이 있다.
여기서 각 저항과 전압사이에는 다음과 같은 식이 성립한다.

참고 자료

이병옥 저 : 최신기계공학 실험, 도서출판 인터비젼, 2007년