[홍익대학교] 계측 및 신호처리 - 스트레인게이지(Strain Gage)

소개글

홍익대학교 계측및신호처리 과목 A+ 보고서 입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 실험 결과 계산
5. 결과 분석 및 고찰
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
최근 기계나 구조물에서는 안전에 대한 관심이 한층 더 높아지고, 고온, 저온 등에서의 악조건에서 사용되는 기회도 많고, 또 경제성이나 성능면으로부터는 경량화가 요구되어 지고, 서로 모순되는 이러한 조건을 만족시키기 위해서는 보다 고도의 설계기술이 요구되어 지고 있다.
이러한 설계검증을 위하여 응력측정의 중요성은 한층 높게 되어 자동차, 항공기는 물론 교량, 땜등의 거대한 구조물에 이르기까지 Strain Gage는 넓게 이용되고 있기 때문에 이번 실험을 통해 우리는 Strain Gage의 사용 방법을 익히는 것이 목적이다.

2. 실험이론
① 스트레인게이지의 기본구조
스트레인게이지는 측정하는 대상의 변형을 직접 측정할 수 있으며, 이를 전기적인 신호로 바꾸어 얻고자 하는 변형률이나 응력변화를 알 수가 있다. 여기서 측정 할 변형량은 거의 대부분이 재질의 탄성영역부분에서 측정이 이루어지고 있으며 변형의 방향에 따라 수직변형과 전단변형측정이 있다.

스트레인게이지는 크게 Strain Sensing Alloys부와 Backing부, Tab부로 이루어져 있으며 그 기능은 다음과 같다.
train 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. 그 재질은 용도에 따라서 Constantan(Ni + Cu), Nichrome(Ni + Cr), Manganin(Ni+Cr+Cu), Karma(Ni+Cr+Al+Fe), Lsaclastic(Ni+Cr+Fe+Mo), 순수Nickel, Platinum, Soft Iron, Copper 등이 있다. 하지만 가장 보편적으로 쓰는 재질은 니켈, 구리 합금인 Constantan을 많이 쓰고 있다.

Backing
Strain Sensing Alloys부의 형상을 유지시켜 주고, 측정대상에 접착하기 용이하도록 하며,측정물과의 절연기능을 맡고 있다. 재질은 Polyimide나 Epoxy 등이 있고 두께는 12∼50㎛정도이다. 또한 이 재질은 감지부의 저항선을 보호할 수 있도록 코팅하는데 이용한다.

참고 자료

Mechanics of Materials 5th, R.C. Hibbeler, YOUNG, 2005
http://cafe.naver.com/digitalemc.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=921&topReferer=http://cafeblog.search.naver.com%26imgsrc=data27/2007/10/15/52/%C1%A6%B8%F1_%BE%F8%C0%BD_jwhgej.jpg
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=35981
http://blog.naver.com/jnation?Redirect=Log&logNo=130026171697
http://www.scienceall.com/dictionary/dictionary.sca?todo=scienceTermsView&classid=&articleid=257681&bbsid=619&popissue=