전자스트레인 게이지 측정실험

소개

전자스트레인 게이지 측정실험

목차

1. 이론적 배경
1.1 이론적 원리
1.2 측정 원리
2. 실험 내용
2.1 실험방법
3. 실험결과 및 고찰
3.1 하중과 스트레인의 관계를 표나 그래프 비교 검토와 종탄성 계수 E 의 이론치와 측정치 비교
3.2 측정치와 이론치의 차이가 있는 이유
4. 결과에 대한 고찰
5. 참고 문헌

본문내용

1. 이론적 배경
1.1 이론적 원리
구조해석등을 하기 위해서 응력측정과 하중측정을 해야 하는데 이때 한 방법으로 스트레인 게이지를 이용하여 측정 할수 있다. 스트레인 게이지는 측정하는 대상의 변형을 직접 측정할 수 있으며, 이를 전기적인 신호로 바꾸어 우리가 얻고자 하는 변형율이나 응력변화를 알 수가 있다. 여기서 측정할 변형량은 거의 대부분이 재질의 탄성영역 부분에서 측정이 이루어 지고 있다. 또한 변형의 방향에 따라 수직 변형과 전단 변형 측정이 있는데, 수직 변형을 측정하는 경우가 대부분이다.
그럼 먼저 기본적인 스트레인 게이지의 기본 구조와 기능상 주요 부분에 대해서 살펴보기로 하자. fig 1의 스트레인 게이지는 크게 Strain Sensing Alloys 부와 Backing부, Tab 부로 이루어져 있으며 그 기능은 다음과 같다.

Stain Sensing Alloys
실제적인 변형량을 감지하는 부분으로 여러 가닥의 저항선으로 구성되어 있어 변형량을 증폭할 수 있도록 되어 있으며, 감지부의 저항선은 Wire 방식이나 Foil 방식으로 되어 있다. 그재질은 용도에 따라서 Constantan(Ni +Cu), Nichrome(Ni +Cr), Manganin(Ni+Cr+Cu),Karma(Ni+Cr+Al+Fe), Lsaclastic(Ni+Cr+Fe+Mo), 순수 Nickel, Platinum, Soft lron, Copper 등이 있다. 하지만 가장 보편적으로 쓰는 재질은 니켈, 구리 합금인 Constantan을 많이 쓰고 있다. 초대 변형율은 6%정도이고 Gage factor는 2.0 ~ 2.1 정도이다.

Backing
Strain Sensing Alloys부의 형상을 유지시켜주고, 측정대상에 접착하기 용이하도록 하며, 측정물과의 절연 기능을 맡고 있다. 재질은 Polymide나 Epoxy등이 있다. 두께는 12~50μm 정도이다. 또한 이재질은 감지부의 정항선을 보호할 수 있도록 보호막으로 코팅하는데도 이용된다.

참고자료

· (1) http://www.leeyo.pe.kr/ “이정한의 기계공학이야기”
· (2) 엄기원, 고체역학, pp 332 ~ 366 1986
· (3) 김문생 외 4명, 재료역학, PP 191 ~ 258