본문내용
1. 전기회로설계실습
1.1. 실험 목적 및 준비물
이 실험의 목적은 Digital Multimeter를 이용하여 저항(2-wire 측정법, 4-wire 측정법), 전압, 전류의 측정방법을 익히고 DC Power Supply의 사용법을 익히는 것이다. 측정회로를 설계하고 실습을 통하여 확인하는 것이다.
준비물로는 Function generator, DC Power Supply, Digital Oscilloscope, Digital Multimeter, 연결선, Breadboard, 점퍼와이어 키트, 6V 건전지, 리드저항, 가변저항 등이 필요하다.
1.2. 저항 측정
1.2.1. DMM을 이용한 저항 측정 방법
DMM(Digital Multimeter)은 저항 측정을 위해 자주 사용되는 기본 장비이다. DMM을 이용하여 저항을 측정하는 방법은 다음과 같다.
먼저, 측정하고자 하는 저항을 회로에서 분리한다. DMM의 기능 스위치를 "Ω" 범위로 설정한다. 그리고 DMM의 두 입력 단자 "HI"와 "LO"에 측정하고자 하는 저항의 양단을 연결한다. DMM의 내부 고정 전원에 의해 저항에 전류가 흐르게 되고, 이때의 전압 강하를 측정하여 옴의 법칙에 따라 저항 값을 계산하여 표시한다.
이때 주의해야 할 점은 저항이 회로에 연결된 상태에서는 다른 경로로 전류가 흐르게 되므로, 반드시 저항을 회로에서 분리하여 측정해야 한다는 것이다. 또한 DMM을 연결하기 전에 먼저 측정 단위를 맞추어야 하며, 전류 측정 시 측정 범위를 초과하지 않도록 주의해야 한다.
1.2.2. 저항 측정 결과 통계 분석
DMM을 사용하여 10kΩ, 1/4W, 5% 저항 30개를 측정한 결과, 평균값이 10kΩ으로 나타났다. 허용오차 5%를 고려했을 때, 대부분의 저항값이 정상 범위에 분포하는 것으로 확인되었다.
오차의 예상 분포도를 살펴보면, 정규분포 형태를 보이며 오차 0을 기준으로 대칭적으로 퍼져있다. 이는 저항값의 편차가 작아 신뢰도 95%의 신뢰수준을 만족한다는 것을 의미한다. 실제로 계산한 표준편차는 약 255.102Ω으로, 이는 허용오차 범위 내에 있다.
표준편차는 자료가 평균을 중심으로 얼마나 퍼져있는지를 나타내는 지표이다. 수식으로는 S = sqrt((Σ(x-xbar)^2)/(n-1))와 같이 계산할 수 있으며, 단위는 자료의 단위와 일치하는 Ω이다. 표준편차가 작을수록 평균값 근처에 값들이 밀집되어 있음을 의미한다.
한편, 식스시그마는 제품 100만 개 중 3~4개의 불량만을 허용하는 극도로 엄격한 품질관리 기준을 의미한다. 이는 통계적으로 99.99966%의 양품률을 나타내는 것으로, 제조 공정의 혁신을 통해 달성하고자 하는 품질 수준이다. 본 실험에서는 저항값의 편차가 작아 식스시그마 수준에 근접한 것으로 볼 수 있다.
1.2.3. 병렬 연결 저항 측정
병렬 연결...
