반도체형 가속도 센서를 이용한 가속도 측정 실험

소개

기계분야실험 시간에 작성한 리포트 입니다.
레포트 개별 평가 및 최종 평가 A+ 받은 리포트 입니다.
기계과 학생분들 다운 받으신 후 꼭 좋은 점수 받으시길 바랍니다. ^^

목차

1. 실험 목적

2. 이론
단순 진동 모델

3. 실험 장치
- 가속도 측정 장치 (반도체형 가속도 센서) -
(1) 원리
(2) 특징

4. 실험 방법
(1) 초기질량을 이용한 단순진동 실험
(2) 부가질량을 이용한 단순진동 실험

5. 결과
1) 초기 질량을 이용한 단순진동 실험 DATA (5번 실험 하였음)
2) 부가 질량을 이용한 단순진동 실험 DATA (2번 실험하였음)

6. 고찰 및 토의
오차 발생의 원인

7. 결론

8. 부록

본문내용

1. 실험 목적
- 가속도라는 물리량을 측정하여 보고, 운동하는 물체의 속도 변화와 위치 변화를 알아 본다. 이것에 따라 가속도에 영향을 주는 요인에 대해서도 확인해 본다.


2. 이론
(1) 단순 진동 모델
위와 같이 질량 M 에 탄성 계수가 k 인 스프링과 감쇠 계수가 c 인 데쉬 포트가 연 결된 시스템의 지배 방정식은, 이다. 이 방정식의 해는 다음과 같 다.




위 식에서 다음과 같은 상수로 진동학에서의 방식에 따라 치환이 가능하다.

각속도로 표시한 고유진동수로서의 고유각속도
한계 감쇠계수에 대한 비율로서의 감쇠율
각속도로 표시한 감쇠진동수로서의 감쇠각속도

여기서 감쇠율이 1보다 작을 경우를 Under-damped 진동이라 한다. 이 진동의 해 는 이다.

앞의 그림에서의 초기 조건은, 이다.

이 초기 조건을 대입하여 정리하면,

(1) 원리 : 가속도에 의해 발생되는 힘이 물체를 변화 시키는데 이 변형을 측정함으로써 가속도를 측정한다. 본 실험에 사용할 가속도 센서는 반도체 제조기술을 이용하여 제작 한 정전용량형 가속도 센서인데, 사이즈믹 질량의 움직임을 정전 용량성으로 측정하는 특징을 가진다.

(2) 특징 : MEMS 기술을 이용하여 제작했고, 모토로라사에서 공급하고 있다. 모델명은 MMA1270D 이다. 코일 스프링에 추가 달려있고, 상하 운동을 하게 구속되어 있다. 센서 는 추의 아래쪽에 설치되어 있고, 초기 위치를 측정할 수 있는 장치가 기둥에 설치되어 있다. 별도의 감쇠기는 없지만, 직선 베어링에서 발생하는 마찰력이 건식 감쇠기 역할을 하고 있다.

참고자료

· 없음