sparkvue 앱을 이용한 가속도 센서,자유낙하, 포물선 운동, 진자 운동 실험

목차

1. 이론
2. 실험 결과

본문내용

1. 이론
-가속도 센서란 ?
말 그대로 속도 변화를 읽을 수 있는 센서를 말한다.

-가속도센서의 기본원리
가속도센서의 기본원리는 진동질량 m이 센서 패키징안의 스프링에 의해 매달려 있는 구조로 모델링할 수 있다. 이 센서가 가속도 a에 의해 움직이게 되면, 관성력에 의해 진동 mass의 상대적 변위 x가 생기게 되고, 그것이 전기적 신호로 감지된다. 그 동작 방정식은 아래와 같이 주어진다.

< 중 략 >

- 압전형 가속도계

(1) 압전형 가속도계의 쓰는 이유
요즘 보편적으로 진동 측정에 사용되어지는 변환기는 압전형 가속도계이다. 이것은 어떤 다른 진동 측정 변환기보다 모든 영역에서 보다 좋은 특성을 나타내다. 또 매우 넓은 주파수 범위와 그 영역에서의 좋은 선형성을 가지는 동적 범위를 가지고 있으며 비교적 튼튼하고 신뢰성이 있어서 장기간동안 특성이 변하지 않는다.
이외에도, 압전형 가속도계는 자가 발전을 하기 때문에 전원이 필요하지 않고 닳아 없어지는 움직이는 부분이 없고, 가속도에 비례하는 출력이 속도와 변위 신호로 나타나도록 적분할 수 있다.

압전형 가속도계의 핵심은 압전 재료의 한 조각으로서 보통 독특한 압전 효과를 보여주는 인공적으로 극성을 띤 강전기적 세라믹이다. 그것이 기계적인 변형, 즉 압축, 인장 혹은 전단을 받으면 적극면사이에 그 힘이 비례하는 전기적 전하를 발생한다.

(2) 압전형 가속도계
압전형 가속도계에서 사용하는 것은 압전소자의 역학적 성질을 전기적 성질로 변환시키는 효과를 이용한 것이다. 즉, 압전소자의 극성방향에 대해 힘을 가하면 양쪽 면에 전하가 발생하며 이에 의하여 전위차가 생기게 된다. 이 전위차는 가한 힘의 크기에 비례하므로 정확한 진동량을 측정할 수 있다.

이러한 압축력 이외에 전단력(shear force)를 가하는 경우도 똑같은 현상이 일어난다. 따라서 이 두가지 방식 모두를 사용하여 가속도계를 제작하나 그 용도에 차이를 가진다.

참고 자료

없음