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스트레인 게이지 예비레포트

기계공학 실험 : 스트레인 게이지(strain gauge)◎ 스트레인 게이지물체에 힘이 작용하여 물체의 변형이 일어나는 효과를 이용하영 재료의 응력, strain을 측정하는 센서이다.얇은 전기절연물 Base 위에 격자 모양의 저항선 또는 포토에칭 가공한 저항박을 입히고, 인출선을 붙인 것이다. 측정 대상물의 표면에 전용 접착제로 접착하여 측정한다.◎ 스트레인 게이지의 원리금속저항체는 크나 작으나 전류를 흘리지 않으려는 성질이 있다. 즉. 전기저항이 있고, 그 값을 전기저항으로 나타낸다. 그 값은, 금속의 종류에 따라 다른데, 같은 재질이면 일반적으로 가늘고 긴 것일수록 저항치가 크다.금속 저항체는 외력을 가해서 신축시키면 저항치도 그것에 따라 어느 범위내에서 증감한다. 즉, 변형을 측정하려고 하는 물체에 금속을 밀착시켜 놓으면 , 그리고 저항체가 가늘고 얇아서 완전히 접착되어 있으면, 외력에 의한 신축에 비례해서 저항치가 변화한다. 스트레인 게이지는 이 저항치의 변화에서 변형을 측정하는 센서가 되는 것이다.◎ 스트레인 게이지의 종류형상에 의한 분류 : 단축게이지, 로제트게이지(양축), 특수게이지기본 재료에 의한 분류 : 이클라이드게이지, 폴리에스테르게이지, 폴리아미드게이지저항체에 의한 분류 : 저항선게이지, 저항박게이지, 반도체게이지, 증착게이지용도에 의한 분류 : 사용온도> 저온(-290도~상온),상온(-30도 ~ 150도),고온(150도이상)측정변형상태> 대변형게이지,응력집중게이지,매설형게이지,다이어프랩게이지사용환경에 의함> 항자성게이지, 방수게이지, 무유도게이지◎ 스트레인 게이지의 부착방법[1] 접착 위치의 표면 가공1. 접착 표면의 페인트, 녹, 코팅 등을 그라인더(Grinder)나 Sand Blasting 등을 사용하여 제거한다. 다음으로 Sand Paper(100 to 300 grit)을 사용하여, 원을 그리면서 접착 위치를 연마한다.2. 접착위치를 정확하게 하기 위해 철필이나 연필(5H,6H) 등을 사용하여 위치를 표시한다.3. 표면에 기름이나 그리스(Grease) 등을 제거하기 위하여, 거즈(Gauze)와 아세톤(Acetone), Chlorothene을 사용하여 닦아낸다. 수분을 포함하는 알코올 등의 용제는 사용할 수 없다. 거즈로 닦아냄에 있어, 계속 한 방향으로 밀어내듯이 닦아내야 한다. 좌우 또는 앞뒤로 방향을 바꿔 가면서 닦으면 안된다. .[2] 스트레인 게이지의 접착1. 사용할 스트레인 게이지의 저항값을 측정하여 이상이 없는지 확인한다.2. 스트레인 게이지를 투명 테이프에 부착한다. 이 때 게이지의 접착면이 테이프에 부착되 어서는 안된다.3. 이물질이 제거된 접착면에 테이프를 사용하여 스트레인 게이지를 부착한다. 이 때, 표시 된 접착 위치에 정확히 정치시키도록 한다.4. 테이프의 좌, 우 중 한 쪽을 선택하여 들어 올린다. 이 때, 스트레인 게이지의 접착면이 떨어질 만큼만 테이프를 떼어낸다. 테이프와 부착면 사이의 각도를 30도 이하로 유지시켜, 스트레인 게이지가 손상도지 않도록 주의한다.5. 스트레인 게이지 접착 위치에 접착제를 도포한다. 이 때 너무 많은 양이 도포되지 않도 록 주의한다.6. 테이프를 다시 원래 위치로 부착시켜 스트레인 게이지를 표시된 위치에 정치시킨다. 정 치시킨 후에는, 엄시 손가락으로 일정시간(1분가량) 압력을 가하여 접착에 필요한 양 이외의 접착제가 밀려 나오도록 한다.7. 접착제가 완전 경화될 때 까지 안정시키도록 한다. 경화에 필요한 시간은 사용 접착제의 사용 설명서를 참조한다.[3] 스트레인 게이지 접착 후 처리1. 조심스럽게 스트레인 게이지 위의 투명 테이프를 떼어낸다. 이 때 게이지가 함께 떨어져 나오지 않는다면, 1차적인 접착에 성공한 것이다.2. 테스터 기를 사용하여 스트레인 게이지의 저항 값에 이상이 없는지 확인한다. 이 때 스 트레인 게이지와 측정 대상간의 전기 절연에 이상이 없는가도 함께 확인한다.

공학/기술| 2010.05.05| 7페이지| 1,000원| 조회(595)

스트레인, 기계공학 실험, 스트레인게이지 원리

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스트레인 게이지 실험결과 보고서

스트레인 게이지 실험결과스틸소재의 외팔보에 스트레인 게이지 부착(strain gauge)● 두께(t) : 3.14[mm]● 너비(b) : 25[mm]기준점으로부터 길이(L) : 190[mm] 인 곳에 스트레인 게이지를 부착하여 실험시행--------------------------------------------------------------실험결과Case #1. 변위에 의한 변형률변위 : 3mm, 6mm, 7.5mm, 9mm변위(mm)367.59변형률(με)131264331396엑셀2007을 이용하여 그린 그래프에서 추세선에 의한 R²=1이라는 값 도출Case #2. 하중에 의한 변형률하중 : 200g, 500g, 1kg, x(kg)하중(g)200500x1000변형률(με)42108113212하중 X를 구하기 위해 먼저 알고 있는 하중3개에 대한 변형률 그래프에대한 추세선을 그려보았다. 그 결과 위와 같은 R²값(0.9998)과 그에 따른 기울기식을 얻을 수 있었다.위의 수식에 하중X에 대한 변형률 값을 대입하여 하중X의 값을 얻었다.계산결과 530.6122642(g)≒530.6(g)이라는 값을 얻을 수 있었다.아래 알게 된 하중X의 값을 추가하여 그린 그래프이다.하중에 대한 변형률의 그래프를 보면 그 값이 선형적으로 일정하다는것을 알 수 있다.Case #3. 실험에 의한 변형률과 이론적 변형률의 비교이론적 변형률(με) 구하기이론적 변형률(단, steel의 탄성계수(E),폭(b),두께(h),하중(w),기준점으로부터 거리(l))● 기준점으로부터 거리(l): 190mm● 스틸의 탄성계수(E) = 210Gpa (출처 : 기계재료학 서적(명진))● 폭(b) : 25mm, 두께(h) : 3.14mm(1)200g(2)500g(3)530.6(4)1kg실험적변형률(με)42108113212이론적 변형률(με)43.21108.03114.6216(1) : 2.8% , (2) : 0.028%, (3) :1.4%, (4) :1.85% - 평균 1.52%의 오차 발생R²=0.9998 [ 거의 1에 가까운 수치]★ 고찰이번 Strain gauge를 이용한 변형률 실험 중 실험결과에서 보여 지듯이 실험적 결과값과이론적 결과값의 약간의 오차가 발생하였다. 여기에는 많은 요소의 원인이 있었을 것으로생각된다. 스틸표면에 미처 제거되지 못한 이물질이나 실험자의 측정오류, 그리고 스트레인게이지를 스틸표면에 부착시킬 때 사용한 접착제의 올바른 사용에 문제가 있었던 것으로보여진다.또한 하중을 보의 기준점에 가해줄 때 각 하중별 시간차를 두지 않아 하중으로 인한 보의

공학/기술| 2010.05.05| 4페이지| 1,000원| 조회(311)

기계공학실험, 스트레인게이지, 하중, 휘어짐

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