2023_아주대_기계공학기초실험_스트레인 게이지 측정

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문서 내 토픽

1. 스트레인 게이지

스트레인 게이지는 가해지는 힘에 따라 저항이 변하는 센서입니다. 스트레스에 의해 변형이 발생하는 물체의 표면에 스트레인 게이지를 부착하면, 스트레인 게이지에는 이 물체와 동일한 양의 변형률이 발생합니다. 금속의 길이가 길어지면 전기 저항이 증가하고 짧아지면 감소하는 특성을 이용하여 힘, 압력, 무게 등에 의한 변형률을 저항 변화로 측정할 수 있습니다. 이를 통해 스트레인 게이지가 부착된 위치에서 변형을 측정할 수 있습니다.
2. 알루미늄 캔의 압력 변화 측정

탄산을 포함하는 알루미늄 캔은 내부의 이산화탄소로 인해 대기압보다 높은 압력을 가집니다. 본 실험에서는 스트레인 게이지를 이용하여 캔의 압력 변화를 측정하고, 압력에 따른 실린더의 변형을 고체역학 관점에서 이해하고자 합니다.
3. 변형률 측정 방법

본 실험에서는 스트레인 게이지를 이용한 변형률 측정 방법을 익히고자 합니다. 스트레인 게이지의 작동 원리와 스트레인 게이지 구동 회로 등을 학습하여 변형률 측정 기술을 습득하고자 합니다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 스트레인 게이지

스트레인 게이지는 물체의 변형을 측정하는 데 널리 사용되는 센서입니다. 이 센서는 물체에 가해지는 힘이나 압력에 따라 전기적 저항이 변화하는 원리를 이용합니다. 스트레인 게이지는 구조물의 응력 분석, 재료의 기계적 특성 평가, 로드셀 및 압력 센서 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 정확한 변형률 측정을 위해서는 게이지 부착 방법, 온도 보상, 신호 처리 등 다양한 요소를 고려해야 합니다. 최근에는 광섬유 센서, MEMS 센서 등 새로운 변형률 측정 기술이 개발되고 있지만, 스트레인 게이지는 여전히 가장 널리 사용되는 변형률 측정 기술 중 하나입니다.
2. 알루미늄 캔의 압력 변화 측정

알루미늄 캔의 압력 변화 측정은 음료 제품의 품질 관리와 안전성 확보를 위해 중요한 기술입니다. 캔 내부의 압력은 제품의 신선도, 가스 함량, 밀봉 상태 등을 나타내는 지표가 됩니다. 압력 변화 측정을 위해서는 압력 센서를 캔 내부에 설치하거나 캔 표면의 변형을 감지하는 방법을 사용할 수 있습니다. 압력 센서를 이용하면 실시간 압력 모니터링이 가능하지만, 센서 설치가 복잡하고 비용이 많이 들 수 있습니다. 반면 캔 표면의 변형 측정은 비파괴적이고 저렴한 방법이지만, 압력 변화와 변형률 간의 관계를 정확히 파악해야 합니다. 최근에는 광섬유 센서, 압전 센서 등 새로운 압력 측정 기술이 개발되고 있어, 알루미늄 캔의 압력 변화 측정 기술이 지속적으로 발전할 것으로 기대됩니다.
3. 변형률 측정 방법

변형률 측정은 재료의 기계적 특성 평가, 구조물 건전성 모니터링, 로봇 및 자동화 시스템 제어 등 다양한 분야에서 중요한 기술입니다. 변형률 측정 방법에는 크게 전기식 센서, 광학식 센서, 그리고 비접촉식 측정 기술이 있습니다. 전기식 센서에는 스트레인 게이지, 압전 센서, LVDT 등이 있으며, 광학식 센서에는 광섬유 센서, 레이저 변위계 등이 있습니다. 비접촉식 측정 기술로는 디지털 이미지 상관법, 레이저 간섭계 등이 있습니다. 각 방법은 측정 범위, 정밀도, 비용, 설치 용이성 등에서 장단점이 있어, 측정 대상과 환경에 따라 적절한 기술을 선택해야 합니다. 최근에는 MEMS, IoT, 빅데이터 등 새로운 기술이 변형률 측정 분야에 접목되면서, 더욱 정밀하고 효율적인 측정 기술이 개발되고 있습니다.