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아주대학교 기계공학기초실험 (온도 측정)

- 실험 결과 보고서 -실험 제목: 온도 측정과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 12월 14일실험일자: 2020년 12월 01일실 험 조 명 :화10,11 반 조작성자 :학번: 이름:공동 수행자 :학번: 이름:학번: 이름:점수아주대학교 기계공학과1. 실험목적? 열전대를 이용하여 온도 측정의 원리를 이해하고, 여러 물체에 대한 온도 측정을 실험한다.2. 실험이론1. 열전달열전달은 크게 3가지(전도, 대류, 복사)로 나뉜다. 전도는 고체나 액체와 같이 정지한 매질 내에 온도구배가 존재할 때, 그 매질을 통해 일어나는 열전달을 말한다. 대류는 온도가 서로 다른 표면과 이동하는 유체 사이에 일어나는 열전달이다. 전도와 대류는 매개체를 필요로 한다. 반면 복사는 매개체가 필요없이 열전달이 일어난다. 복사는 물체를 구성하는 원자들이 전자기파 형태로 열에너지를 방출하는 것을 말한다. 복사는 물질의 형태에 관계없이 전자배열의 변화에만 의해 일어난다. 기본 열전달 방정식은 다음과 같다.전도대류복사Q =kA {dT} over {dx}Q =hA(T _{f} -T _{INF } )Q =varepsilon sigma T ^{4}전도, 대류, 복사 외에도 열전달이 존재하는데, 다상열전달은 여러 개의 상이 동시에 존재하는 상태에서 일어나는 열전달이다. 이중 가장 단순한 형태가 이상 열전달이다.2. 온도계 종류유리관 온도계는 가는 유리관 속에 온도에 따라 큰 체적 변화를 보이는 물질(주로 수은, 알코올 등)을 넣고 온도변화에 따른 체적변화를 이용하여 온도를 측정한다.압력식 온도계는 온도 변화에 따라 압력이 변화하는 성질을 이용한 온도계이다. 밀폐된 관내에 압축된 액체나 공기를 채우고 온도 변화에 따라 압력 변화가 발생하면 이를 압력계로 읽어 온도를 측정한다.저항 온도계는 온도가 변하면 전도체의 전기저항이 변화하는 특성을 이용한다. 백금이나 니켈, 은으로 만든 가는 도선을 이용한다.열복사 온도계는 고온 물체가 방사하는 열에너지를 이용하여 표면 온도를 측정한다. 주로 1000CENTIGRADE 이상의 고온도 측정에 사용된다. 태양의 표면 온도가 6000K로 알려진 것도 이를 이용한 것이다.자기 온도계는 외부 자기장이 가해졌을 때 자석 배열 정도로 온도를 측정한다. 극히 저온에서 효율성이 증대된다.3, 열전대식 온도계열전대식 온도계는 두 가지 금속을 접합하였을 때에 접점 사이에 기전력이 발생하는 것을 이용한다. 다만, 냉접점의 온도를 알고 있어야 열접점의 온도를 알 수 있다. 열전대의 종류는 금속의 종류에 따라 종류가 결정된다. 금속에 따라 측정가능한 온도의 범위와 발생가능한 오차(error)가 다르다.? 중간금속의 법칙중간금속의 법칙에 의해서 열전대의 회로에 중간금속을 도입해도 두 접점 간의 전위차는 변하지 않는다. 결국, 중간금속을 도입해도 온도차, 기전력의 차이에는 영향을 주지 못한다.? 냉접점 온도 보상냉접점의 온도는 0도를 기준으로 한다. 따라서 냉접점을 0도로 만들기 위해서 하는 것을 냉접점 온도 보상이라 한다. 열전도의 원리에 의해 중간에 이중금속이 도입되어도 두 접점 간의 전위차는 변하지 않는다. 따라서 중간에 얼음물과 연결하여 냉접점의 온도를 0도로 맞춰주는 것이 가능하다.? 냉접점 온도를 알아야 하는 이유온도차에 의해 두 점의 기전력차이가 발생하는 것이기 때문에 온접점과 냉접점 사이의 온도차가 아닌 온접점의 온도값을 알기 위해서는 냉접점의 온도를 알아야 한다. 기전력차이에 의하여 온도차(TRIANGLE T)를 알고 있을 때에T _{1}(냉접점)을 알고 있어야T _{2}(온접점)을 구할 수 있는 것이다.3. 실험 장치 및 방법? 실험 준비물※ 온도 측정 : NI-USB-TC01, T형 열전대, 테이프※ 온도 측정 실험? 측정장치(NI USB-TC01)와 T형 열전대를 연결한다.? 장치를 컴퓨터에 연결하여 프로그램을 실행한다.? 열전대 타입을 T로 설정 후에 온도 로거를 클릭한다.? 실험 데이터 저장 위치를 설정하고 데이터 로깅 시작버튼을 눌러 한 물체에 대해 2분간 3번씩 세가지 물체의 온도를 측정해본다.4. 실험 결과- 시간에 따른 온도 측정값? 손 (나일론 장갑 착용.)? 알류미늄캔 (자판기에서 뽑은지 2시간 가까이 지난 콜라가 들어있음.)? 책상5. 실험 고찰실험에서는 열전대식 온도계를 컴퓨터와 연결하고 각각 다른 3가지 물체에 대해 3회씩 각각 온도 측정을 실시하여 Labview 프로그램으로 그 변화와 데이터값을 얻을 수 있었다. 실험은 사람 손, 알루미늄캔, 책상 순으로 온도를 측정하였다.사람 손을 측정시에는 손을 뗀 상태에서 시작하여 손가락을 열전대식 온도계를 약 2분간 감싸는 형태로 측정했다. 캔음료와 책상의 측정과 비교하면 손의 경우 온도의 변화 폭이 매우 크다. 이는 사람 손이 발열체로 일정치 않고, 계속 진동하기 때문으로 생각된다. 하지만 그래프의 양상은 모두 동일하여, 25°C 부근에서 시작하여 손을 접촉하면 체온보다 조금 낮은 35°C가 조금 안 되는 온도까지 급격히 상승하고 이후로는 기울기가 0에 가까웠다.

공학/기술| 2021.01.10| 5페이지| 1,000원| 조회(258)

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아주대학교 기계공학기초실험 (스트레인 게이지를 이용한 캔 압력 측정 실험)

- 실험 결과 보고서 -실험 제목: 스트레인 게이지를 이용한캔 압력 측정 실험과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 12월 14일실험일자: 2020년 12월 01일실 험 조 명 :화10,11 반 조작성자 :학번: 이름:공동 수행자 :학번: 이름:학번: 이름:점수아주대학교 기계공학과1. 실험목적? 음료수가 담긴 알류미늄캔 내의 압력은 이산화탄소 주입으로 대기압보다 높다. 높은 압력에서 더 많은 양의 이산화탄소가 용해될 수 있기 때문이다. 본 실험에서는 스트레인 게이지를 이용하여 캔압력을 측정하여 이를 확인한다.2. 실험이론1. 스트레인 게이지Strain Gauge는 기계공학에서 매우 널리 사용되는 센서 중의 하나로서 스트레스가 작용하여 변형이 생기는 물체의 표면에 strain gauge를 부착하면 strain gauge에는 이 물체와 동일한 양의 스트레인이 발생한다.모든 금속은 길이에 따라 전기저항이 변한다. 길이가 길어지면 전기저항이 증가하고 짧아지면 감소한다. 이 저항 변화를 이용하여 strain gauge가 부착된 위치에서의 변형을 측정할 수 있다. 스트레인 게이지의 변형률을varepsilon ={DELTA l} over {l}이라 할 때 변형에 따른 전기저항 변화율,{DELTA R} over {R}과의 비를 GF(Gauge Factor)라고 한다. GF = ({DELTA R} over {R})/(varepsilon ) 로서 strain gauge의 감도를 의미한다. 일반적으로 GF는 2의 값을 가지지만 제품마다 다르므로 제조사에서 제공하는 strain gauge의 datasheet를 확인하여야 한다. 실험에서 사용할 strain gauge는 절연체 필름 위에 얇은 금속선을 입힌 후 넓은 전극을 형성한 구조로 변형률을 측정하고자 하는 물체 표면에 접착하여 사용한다. 금속선은 인장방향의 변형을 받으면 길이가 증가하여 단면적이 감소되어 전기저항이 증가하며, 그 증가분을 측정한다. 저항측정은 원리적으로는 전기저항 측정기(Wheatstone Bridge)를 사용한다.2. 인장응력을 받는 알류미늄캔의 변형률알류미늄캔의 내부 압력은 대기압 이상으로 가압되어 있다. 따라서 캔은 원주방향 및 길이방향으로 인장력을 받고 있다.두 방향에서 압력과 인장력, 응력 간의 관계를 살펴본다.힘의 평형(sum _{} ^{} F _{x} =0)을 이용하여,원주방향길이방향sigma _{h} TIMES 2(t TIMES DELTA x)-P TIMES (2r TIMES DELTA x)=0sigma _{h} TIMES 2t=P TIMES 2rTHEREFORE `sigma _{h} = {Pr} over {t}sigma _{a} [ pi (r+t) ^{2} - pi r ^{2} ]-p pi r ^{2} =0sigma _{a} (2 pi rt)-p pi r ^{2} =0THEREFORE `sigma _{a} = {Pr} over {2t}* (t

공학/기술| 2021.01.10| 10페이지| 1,000원| 조회(470)

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아주대학교 기계공학기초실험 (LabVIEW 프로그래밍 실습_2) 평가A+최고예요

- 실험 결과 보고서 -실험 제목: Labview programming 실습2과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 12월 01일실험일자: 2020년 11월 24일실 험 조 명 :화10,11 반 조작성자 :학번: 이름:공동 수행자 :학번: 이름:학번: 이름:점수아주대학교 기계공학과1. 실험목적DAQ 어시스턴트, AI, AO, DO, DI의 사용 방법을 익히고 Labview 프로그램을 이용하여 아날로그 및 디지털 입출력 실습을 진행해본다.2. 실험이론1. DAQ 어시스턴트(1) 기본 설명DAQ 어시스턴트는 익스프레스 VI로 간단한 설정으로 DAQ 디바이스를 이용한 데이터 입출력을 가능하게 한 함수블록이다.? 데이터 : 아날로그/디지털 데이터의 입력 혹은 출력.? 속도 : 샘플링 속도를 결정하며, 1초에 입출력할 데이터의 개수를 저장.? 샘플 개수 : 버퍼의 크기를 결정. 삼각함수 파의 경우 한 주기에 포함하는 데이터의 개수를 결정.? 타임아웃(초) : 지정된 시간만큼 데이터의 입출력이 없으면 어시스턴트를 정지.? 정지(F) : 컴트롤 함수를 연결하여 어시스턴트를 종료시킬 수 있음.(2) DAQ 어시스턴트 사용 방법1) DAQ 어시스턴트의 출력 채널 생성.블록 다이어그램에서 [함수]→[측정I/O]→[DAQmx-데이터수집]→[DAQ 어시스턴트]설정 창에서 [신호생성]→[아날로그 출력]→[전압]→[ao0채널]→[확인]2) DAQ 어시스턴트 세부설정? 신호출력범위 : 출력 신호의 최대/최소값을 결정. 스케일 단위 설정이 가능.? 터미널 설정 : DAQ 디바이스에서의 신호 연결 방법을 설정. 접지 연결 방법에 따라 차동, RSE, NRSE, 유사차동이 존재.? 차동 모드 : 각 입력단자에 짝을 이루는 접지단자가 존재하며 (+),(-) 단자의 전압차만을 측정해 두 단자에 공통으로 포함되는 위상 및 노이즈 제거.? RSE 모드 : 모든 단자가 공통의 접지를 사용하며 PC 접지와 연결되어 있다. 내부적으로 같은 접지를 사용하므로 접지를 따로 연결할 필요가 없다. 실습DAQ 디바이스의 내장 버퍼를 이용하여 시스템에 부하를 줄일 수 있음.? 연속 : 연속적으로 웨이브폼을 측정할 때 사용. 설정 완료하면 자동으로 While루프 생성.2. 저주파 통과 필터(Low-pass filter)원하지 않는 전류(주로 회로 주변을 지나가는 전자기파)가 발생하여 전압이 인가되면서 정상적인 신호가 방해 받는 노이즈가 발생한다. 노이즈는 높은 순간적인 전압을 발생하면서 전류의 양은 극히 적은 특징을 가진다. 이를 방지하는 방법들 중 하나인 저주파 통과 필터(Low-pass filter)는 선택한 차단 주파수보다 낮은 주파수의 신호를 통과시키고 차단 주파수보다 높은 주파수의 신호를 감쇠시키는 필터이다.3. 실험 장치 및 방법? 실험 준비물DAQ 디바이스, 일자드라이버, 점퍼선, Labview 프로그램? DAQ AI 사용① 블록 다이어그램에서 [신호 시뮬레이션] 생성.? 신호 : 사인파, 주파수 5Hz, 진폭 1, 오프셋 1? 타이밍 : 초당 샘플 270Hz, 샘플 개수 1, 샘플 개수 [자동] 체크 해지② 블록 다이어그램에서 [DAQ 어시스턴트] 생성.? 신호 출력 범위 : 최대 5, 최소 0? 스케일 이후 단위 : Volts? 터미널 설정 : RSE? 생성 모드 : 1샘플(요청할 때)③ 신호 생성 >> 아날로그 출력 >> 전압 >> ao0 >> 마침④ 신호 시뮬레이션 왼쪽 노드 중 주파수에서 오른쪽 클릭하여 [컨트롤] 생성.⑤ 프론트 패널에서 [웨이브폼 차트]를 추가한다.⑥ [신호 시뮬레이션]과 [DAQ 어시스턴트]를 잇고, 중간에 [웨이브폼 차트]를 잇는다.⑦ [While 루프]로 모두 감싸준다. 종료 스위치를 잇는다.⑧ 새로운 위치에서 [While 루프], [웨이브폼 차트] 추가.⑨ 새로운 [DAQ 어시스턴트] 생성하고, [웨이브폼 차트]와 이어주고, 종료 스위치를 잇는다.(신호 수집 >> 아날로그 입력 >> 전압 >> ao0 >> 마침)⑩ 아날로그 입력, 출력 터미널을 점퍼선으로 연결.⑪ DAQ 장비에서 14번 핀(ao0), 2번 핀(ai클릭하여 [컨트롤] 생성.⑤ [문자열 연결] 생성 후 왼쪽 노드의 문자열 1,2에서 오른쪽 클릭하여 [컨트롤], [상수] 생성.⑥ [상수]에 .txt 입력.⑦ [문자열 연결]을 [경로 만들기]에 이어주고, [경로 만들기]를 [측정 파일에 쓰기]에 잇기.⑧ 프론트 패널에서 베이스 경로를 지정할 폴더의 주소를 넣어주고, 문자열에는 저장할 데이터의 이름 짓기.⑨ 프로그램 실행 후 지정한 저장 경로에 파일이 설정한 대로 생성, 쓰기가 되는지 확인.? DAQ AO 사용① [While 루프]. [신호 시뮬레이션], [DAQ 어시스턴트] 생성, [주파수] 컨트롤 추가.② 신호 시뮬레이션 세부 설정, DAQ 어시스턴트 세부 설정? 신호 : 사인파, 주파수 5Hz, 진폭1, 오프셋 1.2? 노이즈 추가 : 균일한 화이트 노이즈, 진폭 0.2? 타이밍 : 초당 샘플 200Hz, 샘플 개수 [자동] 체크 해지, 샘플 개수 1? 신호 출력 범위 : 최대 5, 최소 0? 스케일 이후 단위 : Volts? 터미널 설정 : RSE? 생성 모드 : 1샘플(요청할 때)? 저주파 통과 필터(Low-pass filter) 프로그래밍① Low-pass filter 수식 : 출력값 = (1-alpha )TIMES 입력값 +alpha TIMES 전출력값 으로 프로그래밍.② 블록다이아그램에서 [While 루프] 테두리에서 우클릭하여 [시프트 레지스터] 추가.③ [다이나믹 데이터로부터 변환] 생성. (위치 : 함수 >> 익스프레스 >> 신호 조작)④ 세부설정에서 단일 스칼라(주황색) 선택 후, 오른쪽 시프트 레지스터에 연결.⑤ 왼쪽 시프트 레지스터는 전출력값 위치에 연결.⑥ [웨이브폼 차트] 2개를 각각 신호를 필터하기 전, 후 위치에 추가.⑦ 프로그램 실행 후 주파수, 알파 값을 변경하며 결과값 비교.? DAQ DO 사용① 블록 다이어그램에서 [DAQ 어시스턴트], [신호 시뮬레이션] 생성.[신호생성]→[디지털 출력]→[라인 생성]→[port0/line0]→[마침]? 생성 모드 : 1 샘플(요청할 때번 (P0.0), 프로브 리드선 >> 32번 (GND)⑥ 프로그램 실행하여 결과 확인 : 주파수 변경하며 파형이 일치하는지 확인.? DAQ DI 사용① 이전 예제와 ④까지 동일하게 진행.② 이전 예제의 웨이브폼 차트를 지우고 녹색와이어에 우클릭을 통해 [컨트롤] 추가.③ 새로운 위치의 블록 다이어그램에서 [DAQ 어시스턴트 2] 생성.[신호생성]→[디지털 출력]→[라인 입력]→[port0/line0]→[마침]? 생성 모드 : 1 샘플(요청할 때)④ 오실로스코프와 DAQ 장비 연결 해제 후 아날로그 입력, 출력 터미널을 점퍼선으로 연결.(입력 터미널 = 17번(P0.0), 출력 터미널 = 25번(P1.0))⑤ 프로그램 실행하여 결과 확인 : 주파수 변경하며 결과값 비교.4. 실험 결과(실습 과제)1) 실습 예제5 : 아날로그 입출력 실습 ? DAQ AI 사용< 블록 다이어그램 >< 프론트 패널 > 2) 실습 예제6 : 아날로그 입출력 실습 ? DAQ AO 사용< 블록 다이어그램 >< 프론트 패널 > 3) 실습 예제7 : 디지털 입출력 실습 ? DAQ DO 사용< 블록 다이어그램 >< 프론트 패널 >4) 실습 예제8 : 디지털 입출력 실습 ? DAQ DI 사용< 블록 다이어그램 >< 프론트 패널 > 5. 실습 고찰이번 실습에서는 Labview 프로그램과 DAQ 디바이스를 사용하여 DAQ AI, AO, DI, DO를 사용해보았다. 이로써 아날로그의 입출력과 디지털의 입출력을 설정해보고 확인할 수 있었다.첫 번째 실습은 DAQ AI(아날로그 입출력)의 실습이었다. 또한 Labview 프로그램으로 생성된 파형의 데이터파일을 실시간으로 저장할 수 있게 되었다. 이번 실습에서는 2개의 [While루프]를 사용하였으며, [루프1]에서는 사인파를 생성하고 생성한 파형을 [웨이브폼 차트]로 관측하였다. [DAQ 어시스턴트 1]의 설정을 신호 생성>>아날로그 출력>>전압>>ao0으로 출력 채널을 설정하였다. [루프2]에서는 [루프1]에서 생성된 데이터를 받아 [웨이브폼 차트]로있다. DAQ 장비에서 ao0와 ai7에 해당하는 14번과 12번이 연결되어 있을 때 프론트 패널을 보면, 두 파형이 일치하는 모습이 관찰되며 연결되지 않았을 경우에는 파형이 관찰되지 않았다. 이로써 오실로스코프 없이도 Labview 프로그램만을 사용해 아날로그 신호를 생성하고 이를 받아서 관측하는 것이 가능한 실습이었다.또한 측정한 데이터가 실시간으로 저장하는 것은 루프2에서 [측정 파일에 쓰기]를 이용해서 가능하였다. [측정 파일에 쓰기]의 왼쪽 노드에서 활성화, 새_파일에서 [컨트롤]을 생성하여 컨트롤 가능한 스위치가 프론트 패널에 생성됨을 확인할 수 있다. 또한 블록 다이어그램에서 [문자열 연결]을 생성해 문자열 1, 2에서 [컨트롤]과 [상수]를 생성하고 저장할 데이터의 종류를 설정할 수 있었다. 메모장 텍스트 파일로 만들기 위해 확장자 .txt를 입력하였다. [문자열 연결]을 [경로 만들기]에 연결하고 [경로 만들기]는 [측정 파일에 쓰기]로 연결한다. [경로 만들기]의 왼쪽 노드에서 베이스 경로에 컨트롤을 생성하여 저장될 폴더의 위치를 설정할 수 있게 하고, 이를 프론트 패널에 생성된 베이스 경로로 확인할 수 있다. 경로 설정은 본인이 저장하고 싶은 폴더의 경로를 상단에서 복사 후 베이스 경로에 붙여넣기를 통해 설정 가능하다. 완성된 프로그램 코드는 DAQ 어시스턴트 2에서 수집한 데이터를 측정파일에 쓴다. [경로 만들기]에서 설정한 컨트롤에 입력한 경로에 저장하고 [문자열 연결]에 의해서 문자열의 형태를 텍스트 파일(.txt)로 저장하게 된다. 프론트 패널에서 두 버튼을 클릭하면 [측정 파일에 쓰기]에서 연속적인 파일에 저장하는 것으로 세팅하였기 때문에 저장 폴더를 열어 확인하면 실시간으로 용량이 계속 증가하는 것을 볼 수 있고 이는 새로운 파일에 데이터가 계속 저장되고 있다는 것을 의미한다. 실험 결과에는 , , , 에서 Labview에서 본 그래프의 파형을 확인 가능하다. 진폭이 크면 y값이 커지고, 주파수가 높아지면 파장이 짧아져 그래프의 -

공학/기술| 2021.01.10| 12페이지| 1,000원| 조회(300)

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아주대학교 기계공학기초실험 (LabVIEW 프로그래밍 실습 1) 평가A좋아요

- 실험 결과 보고서 -실험 제목: Labview programming 실습1과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 11월 23일실험일자: 2020년 11월 17일실 험 조 명 :화10,11 반 조작성자 :학번: 이름:공동 수행자 :학번: 이름:학번: 이름:점수아주대학교 기계공학과1. 실험목적Labview의 사용법을 익히고 난수 생성 프로그래밍 등의 다양한 실습을 통해 활용법을 배운다.2. 실험이론1. 컴퓨터를 이용한 계측(1) 기본 작동 원리측정할 대상이 있으면 이에 대한 측정을 담당할 센서가 필요하다. 센서에서 만들어진 전기적인 신호는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 주는 A/D 변환기나 이진 신호를 그대로 컴퓨터로 전달해주는 DIgital Input 회로를 거쳐 마이크로컴퓨터의 입력 포트로 공급 후 컴퓨터 저장장치에 저장 및 보관된다. 제어가 필요한 경우에는 Digital Output 회로를 거쳐 구동기로 보내지고 이는 제어 대상물에 작용된다.(2) 마이크로컴퓨터와 Labview 프로그램① 마이크로컴퓨터: CPU(프로세서), 기억장치, 포트로 구성된다.? CPU : 모든 호를 처리하는 가장 중요한 장치.? 기억장치 : 영구적이거나 일시적인 신호를 저장하는 용도의 장치.? 포트 : 외부 신호를 내부와 연결해주고 전기적인 균형을 맞추어주도록 만들어진 장치.② Labview 프로그램? 프로그래밍이 가능하고 복잡한 기능도 쉽게 프로그래밍할 수 있도록 그래픽을 기본으로 하고 있는 환경 제공한다. 모든 것을 그림과 선으로 연결해서 자료의 이동 및 연결이 이루어진다. 이러한 GUI와 Labview에서 제공하는 다양한 기능들과 그래프들로 인해 초보자들도 쉽게 외부 측정 자료를 컴퓨터로 측정하고 저장가능하다.(3) 컴퓨터 계측의 주의점① 샘플링 주파수(Sampling Frequency)? 단위시간에 얼마나 많은 신호를 처리할 수 있는가를 나타낸 것이다.? 샘플링 주파수를 너무 낮게 선정하면 원래의 파형을 적절히 측정하지 못한다. 반면 너무 높게 선정하면 )가 발생하여 전압이 인가되면서 정상적인 신호가 방해 받는 노이즈가 발생한다.? 높은 순간적인 전압을 발생하면서 전류의 양은 극히 적은 특징을 가진다.? 로우 패스 필터 : 차단 주파수보다 높은 주파수의 파형을 차단.? 잡음을 방지하는 방법에는 하드웨어로 해결하는 방법과 소프트웨어로 해결하는 방법이 있다.- 하드웨어로 해결하는 방법은 신호가 전달되는 경로에서 잡음을 방지하는 방법과 필터를 이용하여 차단하는 방법이 있다. 전자기파를 차폐하거나 로우 패스 필터를 설치하는 것이다.- 소프트웨어로 해결하는 방법은 샘플링 평균값을 구하여 소프트웨어로 특정 주파수보다 높은 주파수를 차단하는 것이다.2. Labview 기초(1) 기본 개념LabVIEW는 미국 NI(National Instruments)사에서 제작한 시스템 디자인 및 하드웨어 제어에 특화된 그래픽 기반 프로그래밍 툴이다. 컴퓨터 자료획득장치(DAQ)의 연결과 이용에 매우 편리한 기능을 부여하여 준다. Labview에서 중요하게 다루어진 개념은 Virtual Instrument(VI)라고 하는 가상 기기 개념이다. 과거에는 하드웨어로 구성되던 모든 기기가 소프트웨어를 이용하여 구성될 수 있으며 이를 가상기기라고 부른다. Labview는 화면을 통한 모든 입출력이 이루어지도록 계기판, 입력 버튼, 스위치, 숫자 입력창 등이 배치된 프론트 패널과 프론트 패널의 기능을 직접적으로 구현하는 블록 다이어그램으로 구성되어 있다. 블록 다이어그램에는 터미널, SubVI, 함수, 상수 구조 및 와이어 등이 배치되며, 실제의 자료 이동 및 계산 등을 표시한다.(2) 프론트 패널함수 발생기에서 발생된 파형이 그래프로 그려져 나오고, 프로그램의 실행 중단을 할 수 있는 버튼이 보이는 화면이 프론트 패널이다. 실행에 관계되는 아이콘들이 있다. 프론트 패널은 가상의 측정 기기의 전면부 혹은 외부에서 직접 기기를 다루기 위한 장치들을 모아 놓은 곳으로 이해하면 될 것이다.(3) 블록 다이어그램위에서 설명한 프론트 패널의 기능을 직접적) 아이콘과 콘넥터노드의 동작을 쉽게 알 수 있도록 글자 또는 그림의 혼합으로 표현하며 이를 아이콘이라고 한다. 모든 VI는 각각의 아이콘을 가지며 아이콘은 기능적으로 입력과 출력이 정의되어 있다. 모든 VI는 콘넥터를 가지고 있으며 프론트 패널이나 블록 다이어그램의 오른쪽 상단에 나타난 아이콘 부분을 아이콘 pane이라 하며 커서로 클릭하면 콘넥터 상태를 볼 수 있다. 와이어를 노드에 연결할 때는 반드시 자료 형태가 알맞은 콘넥터에 연결하여야 한다.(5) Labview 프로그래밍풀다운 메뉴 (Pull-Down Menu) : 메뉴바에 커서를 대고 누르면 해당 메뉴가 나타나고 원하는 명령을 선택하면 된다.?파일 메뉴 ?편집 메뉴 ?오퍼레이트 메뉴?프로젝트 메뉴 ?윈도우 메뉴 ?도움말 메뉴플로팅 메뉴 (Floating Menu) : 팔레트라고 부르기도 하며, 프로그래밍에 필요한 대부분의 도구가 있다. 3종류의 플로팅 메뉴가 있다.?콘트롤 팔레트 : 프론트 패널에서 구성 요소를 프로그래밍 할 때 필요한 콘트롤과 인디케이터 종류를 제공한다.?함수 팔레트 : 블록 다이어그램 창이 활성화 되어 있을 때만 나타나며, 함수 팔레트에서는 각종 노드를 제공?툴 팔레트 : 화면에 놓여진 컨트롤의 위치를 변경하거나 기본값을 변경할 때 또는 노드 간을 와이어로 연결하거나 스트럭쳐 노드의 크기를 변화할 때 등 다양하게 사용되는 프로그래밍을 위한 도구를 제공한다.3. 실험 장치 및 방법? 실험 준비물오실로스코프, DAQ 디바이스, 일자드라이버, 점퍼선, Labview 프로그램? DAQ 어시스턴트 연결① DAQ 어시스턴트를 블록다이아그램에 생성한다.② 신호 생성 >> 아날로그 출력 >> 전압 >> ao0 >> 마침? 난수 생성 프로그래밍① 프론트 패널에서 [웨이브폼 차트], [수직 토글 스위치] 셍성.② 블록다이어그램에서 [While 루프] 배치.③ 숫자형 >> [난수(0-1)] 생성.④ 블록다이어그램에서 [웨이브폼 차트]와 [난수(0-1)] 회로 잇기, [수직 토글 스위치]와 종료 회로1)]와 [상수]를 입력받고, [사인 웨이브폼]을 받는 [더하기1]에 같이 입력시킨다. [더하기1]은 [웨이브폼 차트]로 연결된다. [수직 토글 스위치]와 종료 회로를 잇는다.⑦ 프로그램을 실행하여 결과 확인 : 주파수와 진폭을 바꿔가며 변화 관찰.? Sine 함수와 노이즈를 가진 Sine 함수① 블록 다이어그램에서 [신호 시뮬레이션] 생성.? 신호 : 사인파, 주파수 1Hz, 진폭 10, 오프셋 0? 타이밍 : 초당 샘플 1000Hz, 수집 타이밍 시뮬레이션 선택② [신호 시뮬레이션] 복사하여 [신호 시뮬레이션2] 생성.? 신호 : 사인파, 주파수 1Hz, 진폭 10, 오프셋 0? 타이밍 : 초당 샘플 1000Hz, 수집 타이밍 시뮬레이션 선택? 노이즈 : 균일한 화이트 노이즈, 진폭 0.6③ 프론트 패널에서 웨이브폼 차트 2개 생성.④ [신호 시뮬레이션] 아이콘의 아래 화살표를 눌러 확장시키고, 사인파라 적힌 부분을 2개의 [웨이브폼 차트]가 [신호 시뮬레이션]을 각각 입력 받게 잇는다.⑤ [While 루프]로 모두 감싸준다. 종료 스위치를 잇는다.⑦ 프로그램 실행하여 결과 확인 : 두 결과의 차이점 관찰.? 아날로그 입출력 실습 ? DAQ AO 사용① 블록 다이어그램에서 [DAQ 어시스턴트] 생성.? 신호 출력 범위 : 최대 5, 최소 0? 스케일 이후 단위 : Volts? 터미널 설정 : RSE? 생성 모드 : 1샘플(요청할 때)② 출력 채널 설정 : 아날로그 출력 >> 전압 >> ao0(analog output 0) 선택 후 마침.③ 블록 다이어그램에서 [신호 시뮬레이션] 생성.? 신호 : 사인파, 주파수 5Hz, 진폭 1, 오프셋 1? 타이밍 : 초당 샘플 270Hz, 샘플 개수 1, 샘플 개수 [자동] 체크 해지④ 신호 시뮬레이션 왼쪽 노드 중 주파수에서 오른쪽 클릭하여 [컨트롤] 생성.⑤ 프론트 패널에서 [웨이브폼 차트]를 추가한다.⑥ [신호 시뮬레이션]과 [DAQ 어시스턴트]를 잇고, 중간에 [웨이브폼 차트]를 잇는다.⑦ [While 루프]로 : Sine 함수와 노이즈를 가진 Sine 함수< 프론트 패널 >< 블록 다이어그램 >4) 실습 예제4 : 아날로그 입출력 실습 ? AO 사용< 블록 다이어그램 >5. 실습 고찰이번 실습은 Labview 프로그램을 사용해 난수 생성과 sine파, 노이즈 등을 발생시키는 프로그래밍을 짜보고 이를 통해 발생한 파형을 오실로스코프를 통해 관찰해보는 실습이었다.첫 번째 실습은 난수 생성프로그래밍으로, 웨이브폼 차트, while 루프, 난수 아이콘을 사용한다. 웨이브폼 차트는 값을 받아 디스플레이하고 저장하는 역할을 한다. While 루프는 일반적인 프로그래밍 언어에서 사용되는 의미와 같으며 특정 조건이 될 때까지 루프 내에 포함되어 있는 알고리즘을 반복해서 실행하는 역할을 한다. 난수 아이콘은 말그대로 난수를 생성한다. 난수 아이콘을 웨이브폼 차트에 연결시키고 while문으로 감싸주었다. 그리고 빨간색 버튼인 정지 조건에서 컨트롤을 생성하여 정지 버튼을 만들어 언제든지 정지할 수 있도록 하였다. 실습결과로 프론트 패널에서 0에서 1사이에 생성되는 난수를 웨이브폼 차트로 관측할 수 있었다.두 번째 실습은 Sine 함수와 난수 생성 프로그래밍 실습이다. 실습1에서 사용했던 난수 생성을 상수값 ?0.5와 더하고 sine 함수와 합쳐진 신호를 보며 주파수 및 진폭을 조절해 그 변화를 관찰하는 실습이다. 난수, 상수, 웨이브폼 차트, 수직 토글 스위치, While 루프를 생성 후 블록 다이어그램에서 sine 함수를 발생시키는 사인 웨이브폼을 생성한다. 이 아이콘에서 왼쪽 부분을 우클릭하여 주파수 노드와 진폭 노드 컨트롤을 생성해 프론트 패널에서 진폭과 주파수를 조절할 수 있었다. 실습1과 달리 정지 버튼의 컨트롤 대신에 수직 토글 스위치를 정지 조건에 연결하여 사용하였다. 스위치는 불리언 함수로 스위치를 클릭해 True와 False를 조절할 수 있으며 True일 경우 프로그램이 실행되고 False일 경우 정지한다. 마지막으로 모든 아이콘들을 while문으로 감싸주었다. 실습결문이다.

공학/기술| 2021.01.10| 10페이지| 1,000원| 조회(244)

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아주대학교 기계공학기초실험 예비보고서 (학습활동 - QUIZ) 모음

- 학습활동 (퀴즈) -강의 주제: 통계처리와 측정오차 보정과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 9 월 27 일실 험 조 명 :반 조작성자 :학번: 이름:점수아주대학교 기계공학과퀴즈1. 통계학의 정의를 논하라.통계학이란 취득할 수 있는 데이터나 선별된 데이터로부터 정보를 얻어내는 하나의 방법론이다. 정보를 얻는 방법은 확률을 기반으로 한다.2. 평균값 방법과 각각의 차이점을 말하라.평균값 방법은 크게 산술평균, 기하평균, 조화평균 3가지로 분류된다.? 산술평균산술평균은 중심축도를 나타내는 대푯값 중에서 가장 많이 사용되는 것으로 단순히 모든 데이터값의 합을 데이터의 수로 나눈 것이다.{bar{x}} `=` {x _{1} +x _{2} + CDOTS +x _{n}} over {n} `=` {sum _{i=1} ^{n} x _{i}} over {n} ex. 데이터 a와 b의 산술평균은{a+b} over {2}가 된다.? 기하평균기하평균은 물가, 주가 혹은 인구증가율 등과 같이 시간에 따라 변화하는 비율의 평균을 구할 때 이용된다.{bar{x _{g}}} `=`exp( {log`x _{1} +log`x _{2} + CDOTS +log`x _{n}} over {n} )`=`exp( {sum _{i=1} ^{n} log`x _{i}} over {n} )THEREFORE ` {bar{x}} `=` root {n} of {a _{1} TIMES a _{2} TIMES CDOTS TIMES a _{n}} ex. 데이터 a와 b의 기하평균은sqrt {ab}가 된다.? 조화평균조화평균은 기하평균과 같이 시간에 따라 변하는 가격이나 속도 등과 같은 자료의 평균을 계산하는데 이용된다.{bar{x _{h}}} `=` {1} over {{1} over {x _{1}} + {1} over {x _{2}} + CDOTS + {1} over {x _{n}}} `=` {1} over {sum _{i=1} ^{n} {1} over {x _{i}}} ex. 데이터 a와 b의 조화평균은·제품을 만들기 위해 반드시 필요하다.버니어 캘리퍼스, 마이크로미터, 빔 밸런스의 사용법과 주의점 등을 알아보고 이를 사용하여 직접 주어진 물체의 길이와 중량을 측정한다.2. 실험이론1) 버니어 캘리퍼스 (Calipers)? 주로 0.02 ~ 0.05mm에서 200 ~ 300mm 수준의 길이를 측정하며, 그 이상의 길이를 측정하는 캘리퍼도 존재한다.? 버니어 캘리퍼의 주요 부위의 명칭(1) 측정방법① 아들자의 최초 눈금 위치보다 작으면서 가장 가까운 어미자의 눈금(A)을 읽는다.② 어미자의 눈금과 일치하는 아들자의 눈금값(B)를 읽는다.③ 측정값 = A+(최소측정값TIMES B)(2) 사용상의 주의사항① 측정압 : 측정오차가 발생할 수 있으므로 필요 이상의 측정압이 가해지지 않도록 한다. 조우가 벌어져 아베 오차의 원인이 된다.② 시차 : 측정오차가 발생할 수 있으므로 눈금을 눈금의 정면에서 읽어야 한다.③ 외측 측정 : 가급적 어미자에 가까운 안쪽에 측정면 전체를 밀착하여 측정하며 두께 측정 시 측정물의 최소값을 읽는다.④ 내측 측정 : 내측용 조우를 가급적 깊이 넣어 측정면 전체를 밀착하여 측정하며 내측 측정의 경우 측정물의 최대값을 읽는다.⑤ 깊이 측정 : 측정면에 대해 직각으로 측정한다.⑥ 단차 측정 : 단차 측정면을 측정물에 밀착하여 측정한다.2) 마이크로미터 (Micro-Meter)? 1마이크로미터의 정밀도를 가지며 나사선을 이용한다.? 버니어 캘리퍼보다 정밀하게 측정하기 위한 측정도구이며 버니어 캘리퍼와는 달리 내측 및 깊이를 측정하기 위해서는 전용 프레임을 사용해야한다.? 마이크로미터의 각 부위의 명칭(1) 측정방법① 0.5mm 단위의 눈금은 내측 슬리브 수평 눈금을 외측 슬리브 경계가 위치한 지점에서 읽는다.② 0.01mm 단위의 눈금은 외측 슬리브의 눈금을 내측 슬리브의 수직 눈금의 시작하는 지점에서 읽는다.③ 0.001mm 단위의 눈금인 버니어의 눈금이 외측 슬리브 눈금과 정확히 일치하는 지점에서 버니어의 눈금을 읽는다.④ ①,②,③의 측정mm로 측정된다.다음에는 가로선과 외축 슬리브에 새겨진 눈금을 가지고 읽는다. 22와 23 사이에 위치하므로 22이다. 0.01mm 단위를 측정하므로 0.22mm로 측정된다.마지막으로는 내축 슬리브에 새겨진 눈금들과 외축 슬리브의 눈금과 맞닿는 부분을 읽는다. 제일 나란한 부분은 외축슬리브에서는 23으로 내축슬리브로 읽었을 때에는 1이다. 0.001mm 단위를 측정하므로 0.001mm로 측정된다.측정한 세 값을 더하여 5.0 + 0.22 + 0.001 = 5.221mm로 측정가능하다.- 학습활동 (퀴즈) -강의 주제: 기초 계측 장치 활용 실습과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 10 월 11 일실 험 조 명 :작성자 :학번: 이름:점수아주대학교 기계공학과1. 실험목적오실로스코프, 함수 발생기, 멀티미터의 기능 및 사용법을 익히고 다양한 물리값들을 측정할 수 있게 된다.2. 실험이론? 계측 : 어떠한 물리량을 특정한 값으로 부여하는 것.? 센서 : 우리가 사용하는 센서는 센서(sensor)와 변환기(transducer)로 구성되어 있다. 센서는 자연현상을 우리가 계측할 수 있는 형태로 나타내는 물질적인 요소이다. 변환기는 센서로 인식한 정보를 인지 가능한 신호로 바꿔주는 역할을 한다. 수은온도계에서 안의 빨간 알코올은 센서이고, 위에 표시된 눈금은 변환기 역할을 하는 것이다.? 신호 : 신호는 아날로그 신호와 디지털 신호로 나뉜다. 아날로그 신호는 자연의 연속적인 개념이며, 디지털 신호는 센서로 인해 변환된 특정한 값만을 가지는 비연속적인 개념이다.1) 오실로스코프 (Oscilloscope)? 전압을 시간의 함수로 표현하는 장치로 전압(Y축)과 시간(X축)을 측정하는 계측기이다.? 전자분야에만 국한되지 않고, 적당한 변환기를 통해 거의 모든 종류의 현상들을 측정할 수 있다. (ex. 자동차 엔진의 진동)? 사용방법 및 유의사항- 오실로스코프는 본체와 프로브로 구성되어있다. 프로브는 +부분과 ?부분이 있는데 주로 옆에 가지처럼 나온 것이 ?이다.- 사프로브를 극성에 맞게 출력부에 연결한다.- 모르는 신호를 측정하거나 처음 신호를 측정 시 파형을 관측하기 위해 시간이 오래 걸릴 수 있는데 자동설정(Autoset) 버튼으로 쉽게 조정가능하다. 채널 입력단자에 연결한 프로브에 조정나사를 통해서도 파형의 형태가 사각형이 되게 보정가능하다.- 자동설정(Autoset) 버튼을 누르거나 혹은 x축과 y축 버튼으로 파형의 위치를 조정할 수 있다.- 화면에 표기할 정보들도 바꿀 수 있으며 최대 6개의 정보를 동시에 볼 수 있다. Measure 버튼을 회전시켜 선택하고 눌러서 교체한다.- 저장에는 usb를 이용한다. 저장 호출 버튼을 눌러 저장할 데이터를 선택하고 저장하며, csv 포맷으로 저장된다.- 저장 버튼 설정이 Print로 되어있으면 저장되지 않으므로 유의한다.Q3) 멀티미터의 사용법에 대한 동영상을 시청하고, 사용 방법 및 순서에 대해 간단하게 정리하세요.- 멀티미터는 본체와 프로브로 구성되어있다. 검은색 ?프로브는 COM포트에, 빨간색+프로브는 측정하고자 하는 대상의 측정범위에 맞게 연결한다.- 다이얼을 OFF에서 회전시키면 멀티미터가 켜진다.① 첫 번째 스위치는 교류 전압을 측정한다.② 다음은 직류 전압(V)을 측정한다.③ 동일한 직류 전압(mV)이나 작은 세기의 전압을 측정한다.④ 저항을 측정한다. 파란색 버튼을 눌러 저항에서 다이오드, 통전, 축전용량을 측정하도록 전환할 수 있다.⑤ 주파수를 측정한다.⑥ 전류를 측정한다.- 측정 소스의 단위를 모를 경우 가장 큰 측정 범위부터 측정한다.4. 참고문헌근접 센서 관련① http://samsungsimulator.com/output/service/simulator/9096d877-9e6c-4455-8c07-e592788f0e7a/#!topic/센서/근접센서② https://ko.wikipedia.org/wiki/근접_센서- 학습활동 (퀴즈) -강의 주제: LabVIEW 기초과목명 : 기계 공학 기초실험제출일: 2020년 10 월 18 일실 험 조 명 :반 조작성야 될 사항이다.? Text 프로그래밍에 익숙한 사람들에게는 그래픽 기반의 프로그래밍이 오히려 더 독이 될 수도 있다.Q2) NI DAQ USB-6008의 기능 및 Port 종류 및 특성을 조사하여 제출 하시오.NI DAQ USB-6008은 데이터의 수집(DAQ)에 사용되는 보드로 USB를 연결하여 컴퓨터 밖에서 사용하는 기본형 다기능 데이터 수집 디바이스이다. USB-6008은 양쪽에 아날로그 I/O, 디지털 I/O를 제공하며, 32 비트 카운터를 제공한다. 경량의 인클로저가 포함되며 버스로 전원이 공급되므로 휴대성이 높다. 스크류 터미널 연결을 통해 센서와 신호를 USB-6008에 편리하게 연결할 수 있다.왼쪽사진의 좌우에 검은 포트들이 아날로그와 디지털을 이어주는 역할을 한다. 좌측은 아날로그, 우측에는 디지털로 구성되어 있다. 위에는 컴퓨터와 연결할 USB 포트이다.신호 이름참조방향설명GNDㅡㅡ접지를 담당한다. GND는 디지털 I/O 포트에 대한 접지 참조 신호이다.Al 다양입력아날로그 입력 채널이다. NI DAQ USB-6008에는 4개의 차동 아날로그 입력 측정 또는 8개의 단일 종단형 아날로그 입력 측정에 사용할 수 있는 8개의 아날로그 입력 채널이 존재한다.AO GND출력아날로그 출력 채널이다. 0V ~ 5V의 출력을 생성하며, 각 출력 라인에는 DAC가 포함되어 있다.PO GND입력or출력포트0 디지털 I/O 채널로 각 신호를 개별적으로 입력 또는 출력으로 설정할 수 있다. NI DAQ USB-6008에는 2개의 포트에 12개의 디지털 라인이 있다. 포트 0에는 8개의 라인이, 포트 1에는 4개의 라인이 있다. 모든 라인을 입력이나 출력으로 각각 프로그램 가능하다.P1 GND입력or출력포트1 디지털 I/O 채널이다.PFI 0GND입력디지털 트리거나 이벤트 카운터로 사용되는 포트이다. LabVIEW FPGA를 통해 수정가능하다.+2.5 VGND출력Wrap-back 테스트를 위한 참조를 제공한다.+5 VGND출력최대 +5V, 200mA의 출력을 제t

공학/기술| 2021.01.10| 31페이지| 2,000원| 조회(239)

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