국민대 자동차융합실험 전자전기 회로이론 및 센서 설계 실험 A+ 보고서

목차

1. 테브난 – 노턴정리
2. 휘트스톤 브릿지 기본 회로 실험
3. 적합한 로드셀을 선택하기 위한 방법
4. 하중을 가하는 방향에 따른 로드셀의 분류
5. 실생활에서 적용되는 로드셀

본문내용

(5) 휘트스톤 브릿지를 사용하는 제품을 찾아보고 휘트스톤 브릿지 회로의 역할을 설명한다.

1. 스트레인 게이지
1. 아주 작은 스트레인의 크기를 측정하기 위해 사용.

2. R1 /R2 = R4 /R3 식을 기반으로 브리지의 모든 암에 저항의 변화가 있으면 그 결과로 출력 전압은 0이 아닌 값이 나오게 됨을 활용하여 스트레인 게이지 저항에 가해진 모든 변화 출력.

2. 전자 저울
1. 전자저울 내부에 하중측정장치(Load Cell)에 휘트스톤 브릿지 사용
2. 로드셀은 힘을 가하면 내부에 연결되어 있는 스트레인 게이지들에 걸리는 전압이 달라져서 전압에 변화가 생기고 그 변화를 하중으로 변환해주는 장치.
3. 저울 내부의 스트레인 게이지가 휘트스톤 브릿지의 원리를 이용.

3. 토크 센서
1. 위와 마찬가지로 미소한 토크 변화를 측정하는데 하중측정장치가 사용되고, 이는 스트레인 게이지를 이용하기 때문에 휘트스톤 브릿지가 내부적으로 적용된다.

(3) 로드셀을 이용한 센서 실험

1. 로드셀의 정의

힘을 검출하는 센서. 힘을 가하면 전기신호로 변환, 하중을 전기신호로 변환하기 때문에 하중 변환기라고도 함

2. 로드셀의 원리

로드셀에 힘을 가하면 로드셀이 변형하며 동시에 그림 1에 부착되어있는 스트레인게이지 또한 변형한다. 스트레인 게이지가 변형함에 따라 저항값도 변화한다. 로드셀의 전원단자에 전압을 가하면 출력단자에서 스트레인게이지의 저항값의 변화에 비례하는 전압이 출력된다. 이와 같은 원리로 로드셀은 힘을 전기신호로 변환한다.

3. 적합한 로드셀을 선택하기 위한 방법

(1) 로드셀의 부하조건을 정한다. ( 인장, 압축, 휨 )
(2) 정격용량을 아래와 같이 선정한다.
(3 필요한 분해능이 표시되는가
(4) 로드셀 강도에 따른 선정

참고 자료

한국 에이앤디, http://hanakk.co.kr/board/board_file/HM2732469.pdf, (17.04.16)
전기전자공학개론(PRINCIPLES AND APPLICATIONS OF ELECTRICAL ENGINEERING), GIORGIO RIZZONI, 송재복, 한국맥그로힐, 2006.
Engineering 360,
http://www.globalspec.com/industrial-directory/applications_of_wheatstone_bridge, (17.04.16)
National instruments, http://www.ni.com/white-paper/3642/ko/, (17.04.16)
국민대학교, 자동차 융합실험 I, (pg 15~30)