[예비레포트] 기계 실험 Strain Gage를 이용한 힘 센서 제작

소개

기계공학부 기계 실험 중 Strain Gage를 이용한 힘 센서 제작 에 대한 예비 레포트 입니다.

목차

- 스트레인게이지(strain gage=strain gauge) 및 부착 법
▣ 스트레인 게이지의 원리
▣ 스트레인 게이지의 종류
▣ 스트레인 게이지 부착법
- 휘스톤브릿지
- 가변저항

본문내용

1. 스트레인 게이지(Strain Gage)
스트레인 게이지는 기계적인 미세한 변화(Strain)을, 전기신호로 해서 검출하는 센서 이다. 스트레인 게이지를 기계나 구조물의 표면에 접착해두면, 그 표면에서 생기는 미세한 치수의 변화, 즉 Strain을 측정하는 것이 가능하고, 그 크기로부터 구조물의 강도나 안전성의 확인을 위한 응력의 크기를 알 수 있다. 또 스트레인 게이지는 힘, 압력, 가속도, 변위, Torque등의 물리량을 전기신호로 바꾸기 위한 센서의 수감 소자로도 응용되고, 실험, 연구뿐 아니라 계측제어용으로도 널리 이용되고 있다.

▣ 스트레인 게이지의 원리
스트레인 게이지는 금속저항소자의 저항치 변화에 따라, 피측정물의 표면의 변형을 측정하는 것이다.
일반적으로 금속재료의 저항치는 외부로부터 전해지는 힘이 늘어나면 증가하고, 압축되면 감소하는 성질을 가지고 있다. 예를 들면 최초의 길이L의 물체가 Δℓ만큼 늘어났다 하고, 최초 R이었던 저항치가 Δr 만큼 변했다고 하면 다음과 같은 관계가 성립된다.


3. 가변저항(Variable resistance)
가변저항이란 값을 변화할 수 있게 되어 있는 저항으로, 전류ㆍ전압 조절용 또는 측정용 등에 쓰인다.
가변저항에서는 다이얼을 돌림으로써 다이얼의 위치에 따라 저항체와 접촉하는 위치가 변하게되고 연속적으로 저항값이 변하게 된다. 가변저항에는 회로의



▣ 가변저항의 종류
[그림3-1] 반고정 저항
① 반고정 저항
[그림3-2] 볼륨
통상적으로 가변저항이라 불리는 반고정저항은 회전 할 수 있는 각도가 300° 정도이고, 또한 저항값을 미세하게 조정하기 위해서 기어를 조합하여 다회전(10∼25회전)구조로 설계된 potentiometer도 있다. 반고정 저항에는 탄소피막형에서부터 플라스틱몰드형, 금속 피막형, 서미트가 있으며 이중 금속피막형과 서미트는 오차가 적으며 특히 안정성이 좋아 먼지가 많거나 회로주변의 온도와 습도의 변화가 심한 경우 많이 사용된다.
② 볼륨
프트를 외부에 내고 손잡이로 변화시키는 타입으로 왼쪽이 금속 피막 형이고 오른쪽이 탄소 피막형 이며 패널에 너트로 고정한다.
▣ 가변저항의 연결
[그림 3-3] 가변저항의 연결
[그림3-3]을 통해 알 수 있듯이 가변저항에서는 1에서 3까지 전체 저항이 연결되어 있고, 가운데인 2번은 스위퍼(sweeper)라고 하며 이 부분이 전체 저항을 옮겨다니면서 저항값의 크기를 변화시켜가는 것이다. 가변저항을 배선하는

참고자료

· http://www.imadang.co.kr/tech-data/strain.htm
· http://scitec.jeonju.ac.kr/~jskim/mechaclass/mechaclass1/1%20(2).pdf
· http://www.ahnjin.co.kr/SGT/strain8.htm
· http://blog.empas.com/vfdpsj/27467646
· http://blog.naver.com/guitblue?Redirect=Log&logNo=80036446469
· http://cafe.naver.com/carroty/33577
· http://kr.blog.yahoo.com/wkdejrdls_20/448.html?p=1&t=3