[기계공학과 기초공학실험] 공작물과 공구사이의 마찰계수 측정실험

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목차

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본문내용

3) 기계공학에서 많이 쓰이는 센서의 1)종류 2)원리 3)응용례
⓵변형률 센서
-스트레인게이지 센서
대상물의 변형률 (Strain) 을 측정하는 센서이다. 대표적인 형태는 금속 포일 (metallic foil)을 지지하는 유연성 있는 후판 (얇은 플라스틱 필름) 이 있는 형태이다.

-원리
대상물에 접착제로 접착된다. 대상물이 변형하면 포일이 변형되어 포일의 전기적 저항이 변경된다. 이 저항의 변화는 게이지 펙터 (gauge factor) 라 불리는 값에 의해 변형률로 서로 변환될 수 있다.
계측은 보통 휘트스톤 브리지 (Wheatstone bridge) 로 한다. 아래 그림에서 터미널 (terminals)은 휘트스톤 브리지 회로와 연결된다. 스트레인 게이지는 늘어나면 저항이 증가하고 줄어들면 저항이 감소한다.

-용도
하중 혹은 압력 시험에서 제품에 부착하여 변형률을 측정한다. 하중이나 압력을 제거한 후에 변형률을 측정하여 잔류 변형률을 측정할 수도 있다. 정적 하중의 간단한 구조물의 경우는 해석으로 구한 변형률과 게이지로 측정한 값이 상대적으로 일치하는 편이다.
이러한 용도 이외에 압력 센서, 로드셀, 가속도 센서, 토크 센서, 변위 센서 등의 주요 부품으로 활용되기도 한다.

⓶변위센서 (LVDT-linear variable differential transformer)
길이방향 변위를 측정하는 센서로 변위를 전기적 신호로 변환한다. 유도(induction) 현상을 이용하여 유도형 변위 센서로도 불린다. 이와는 달리 정전(capacitance) 현상을 이용한 정전형 변위 센서도 있다(capacitance type).

-특징
일반적으로 마찰이 거의 없으며 적절히 사용되면 수명을 거의 무한으로 사용할 수 있다. 다양한 분야에서 사용되며 히스테리시스(물질의 물리량이 현재의 물리적 조건만으로 결정되지 아니하고, 이전부터 그 물질이 겪어 온 상태의 변화 과정에 의하여 결정되는 현상)도 매우 적고 매우 우수한 반복성을 가진다. 교류 전원으로 작동되는 (AC operated) LVDT는 내부에 전기장치를 포함하지 않으며 극한의 진동 및 충격조건에서, 극저온에서 650°까지 사용되도록 설계되어질 수 있다.

참고 자료

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