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길이측정

길이측정━━━━━━━━━━━학과: 기계공학과학번:이름:교수님:6조1. 목적버니어캘리퍼 및 마이크로미터를 이용하여 물체의 길이, 원통의 내경, 외경을 측정하여 체적을 구하고, 얇은 판의 두께와 선의 굵기를 측정한다. 또한, 전공하는 사람들이 길이 측정에서 매우 중요하게 사용하는 버어니어 캘리퍼와 마이크로미터에 대해 정확이 이해하고, 이것들의 사용법과 사용시 주의 사항을 숙지한다.2. 이론① 버어니어 캘리퍼(Vernier caliper)기본적으로 버니어 캘리퍼스는 2개의 눈금으로 표시된 쇠자로 되어 있다. 그중 하나는 어미자로서, 프레임의 한 쪽 끝에 눈금이 표시되어 있으며, 다른 하나는 프레임을 따라 움직일 수 있는 아들자로서, 슬라이드에 눈금이 표시되어 있다. 이와 같이 버니어 캘리퍼스는 어미자와 아들자가 하나의 몸체로 조립되어 있으며, 측정물의 안지름, 바깥지름 및 깊이 등을 측정할 수 있는 편리한 기기이다. 보통, 버니어 캘리퍼스는 용도에 따라 M₁형, M₂형, CB형, CM형의 네 종류가 있으며, 호칭 치수는 미터식인 경우 대개 150mm, 200mm, 300mm, 600mm, 1000mm의 크기로 구분한다.버어니어 캘리퍼는 길이 범위가 0.02mm~0.05mm에서 200~300mm 수준의 길이를 측정 할 수 있으며 더 이상의 길이를 측정할 수 있는 캘리퍼도 있다. 버어니어 캘리퍼를 이용하여 측정할 수 있는 길이는 다음과 같다(1) 외부 길이 및 외경(2) 내부 길이 및 내경(3) 깊이(4) 단차 높이버어니어 캘리퍼는 어미자와 아들자에 각각 눈금이 새겨져 있으며, 어미자의 눈금을 일정하게 등분한 아들자가 있다. 예를 들면, 어미자 눈금의 길이 9mm를 10등분 한 아들자가 있다면, 이 때 아들자의 한 눈금의 크기는 9/10mm이므로 0.9mm가 된다. 그러므로 어미자와 아들자의 기준 눈금이 서로 일치할 때 어미자의 각 눈금과 아들자의 각 눈금 차이가 0.1mm, 0.2mm, … , 1.0mm가 됨을 알 수 있다. 즉, 측정 값은 0이 된다. 그러나 아들자이 두 눈금의 차이 0.4mm가 어미자와 아들자의 기준 눈금에서 나타난다. 따라서, 측정값은 0.4mm가 된다.(1) 측정압 : 측정시 너무 강한 힘을 주게 되면 조우가 벌어져 측정오차가 생길 수 있다.(2) 시차 : 어미자와 아들자의 눈금을 읽을 때 정면에서 읽도록 한다. 경사방향에서 읽으면 시차가 발생하여 측정오차가 생길 수 있다.(3) 외측 측정 : 측정물을 가급적 어미자 가까운 안쪽에 측정면 전체를 측정물에 밀착하여 측정한다. 두께를 측정할 경우에는 측정물의 최솟값을 읽도록 한다.(4) 내측 측정 : 내측용 조우를 가급적 측정면 깊이 넣어 측정면 전체를 측정물에 밀착하여 측정한다. 내측 측정의 경우 측정물의 최댓값을 읽는다.(5) 깊이 측정 : 캘리퍼를 측정할 면에 대하여 직각으로 놓고 측정한다.(6) 단차 측정 : 단차 측정면을 측정물에 밀착하여 측정한다.② 마이크로미터1. 표준마이크로미터 ->흔히 쓰이는 보통 마이크로 미터이다.2. 버니어 마이크로미터 -> 최소눈금을 0.001미리로 하기위해 표준마이크로미터의 슬리브위에 버니어눈금을 붙인것이다.3. 다이얼게이지부 마이크로미터-> 0.01미리 - 0.001미리에 다이얼게이지를 마이크로미터 엔빌위에 부착시킨것이다. (많은 갯수를 신속하게 측정가능)4. 지시마이크로미터 -> 인디게이트 마이크로미터 라고 하면서 측정력을 높이기 위해 마이크로미터 플레임 중앙에 인디케이터를 장치한것이다. 고정밀에 측정가능5. 기어이두께 마이크로미터-> 디스크마이크로미터라고 하면서 기어에 이두께를 측정하는 도구이다.6. 나사 마이크로미터 -> 수나사용만 가능하면서 나사에 유효지름을 측정한다.7. 포인트 마이크로미터 -> 드릴의 홈 직경같은 골경에 측정에 사용한다.8, 내측마이크로미터 -> 내부에 직경을 재는것인데 종류가 3가지가 있어서 3점식, 단체형, 캘리퍼스형이 있다마이크로미터의 측정 가능한 길이 범위는 0.001mm에서 25mm까지 이며 이보다 더 큰 길이를 측정하기 위해서는 보조봉과 특별한 프레임을 사용하여 측정하지만, 다. 일반적인 마이크로 미터는 외측 측정용 프레임이 장착되어 있다. 아래 그림에서 보는 마이크로 미터도 외측 측정용 프레임을 장착한 것이다.마이크로미터의 눈금은 내측 슬리브 표면과 외측 슬리브 표면에 각각 2가지의 눈금과 1가지의 눈금이 있다. 내측 슬리브에 수평으로 잇는 눈금은 0.5mm 단위의 눈금이고 외측 슬리브에 수직으로 있는 눈금은 0.01mm 단위의 눈금이며, 다시 내측 슬리브에 수직으로 있는 눈금은 0.001mm 단위의 눈금이며 버어니어라고 부른다. 이 세 가지 눈금을 읽어 더하면 측정값을 알 수 있다.마이크로미터를 사용하여 측정하는 경우 항상 엔빌과 카바이드 팁 표면의 먼지 혹은 기름을깨끗이 닦아낸 뒤 측정한다.측정하기 위해 씸블을 회전할 때는 회전물에 과다한 힘이 가해지지 않도록 래쳇을 이용하며 회전하며 래쳇이 클릭거리는 소리를 낼 때까지 회전하면 항상 동일한 힘을 측정물에 가해줄 수 있다.측정하기 전 씸블을 회전하여 엔빌과 카바이드 팁이 닿도록 하고 눈금이 정확히 0을 가리키도록 0점 조정을 한다.측정물 표면에 엘빌과 카바이드 팁이 닿을 때 전면이 충분히 닿도록 주의하여 측정하며, 측정물 표면이 곡면인 경우 가급적 엔빌과 카바이드 팁의 중?에 닿도록 하여 측정을 실시한다.3. 실험장치버어니어 캘리퍼(Vernier caliper), 마이크로 미터, 측정할 대상(CD, 볼 베어링)4. 실험방법① 조원 모두 각각 CD 10매에 대하여 두께, 외경, 내경, 중앙 돌출부 높이의 4가지 부분에 대한 최소 측정을 최소 1회 이상 실시하여 측정 결과를 표로 구성한다. 결과를 기록할 때 CD의 고유한 번호를 매겨 구별될 수 있도록 하며 측정 결과가 어떤 특정한 CD의 결과인지를 구별하여 기록한다.② 실습조원 각각이 측정한 결과는 주어진 CD 10매에 대하여 4가지 부분에 대한 치수 각각 10개로 구성되어 있다. 각 조원이 측정한 가각의 10개의 측정 결과를 측정 부위별로 모두 모아 최소 30개의 결과를 부위별로 통계 처리하여 각부 치수의 평균값과 표준편차를 치수의 측정오차와 특정한 CD에 대하여 각 부위별 측정오차를 구할 수 있다.① 조원 모두는 각각 베어링 10개에 대하여 위의 4가지 부분에 대한 측정을 최소 1회 이상 실시하여 측정 결과를 표로 구성한다. 결과를 기록할 때 베어링의 고유한 번호를 매겨 구별될 수 있도록 하며 측정 결과가 어떤 특정한 베어링의 결과인지를 구별하여 기록한다.② 실습조원 각각이 측정한 결과는 주어진 베어링 10개에 대하여 4가지 부분에 대한 치수 각각 10개로 구성되어 있다. 각 조원이 측정한 가각의 10개의 측정 결과를 측정 부위별로 모두 모아 최소 30개의 결과를 부위별로 통계 처리하여 각부 치수의 평균값과 표준편차를 구한다.③ 전체 실습 조원이 측정한 결과를 동일한 베어링에 대해 측정한 사람별로 부위별 치수를 통계 처리하여 4가지 부위별로 평균값과 표준편차를 계산한다. 이러한 방법을 통해, 치수의 측정오차와 특정한 CD에 대하여 각 부위별 측정오차를 구할 수 있다.6. 고찰 및 결론이번 실험은 버어니어 캘리퍼와 마이크로미터를 이용해 각 조마다 주어진 x와 z에 대하여 외경, 내경, 두께(외륜폭), 중앙돌출부높이를 측정해 보는 실험이었다. 사실 실험을 시작하기 전엔 실험내용에 대해 약간의 의구심이 들었다. 똑같이 생긴 x와 똑같이 생긴 x를 통해 측정하는 것인데 결과값이 당연히 다 같아야 정상일 것이라 생각했고, 또 모두 같은 값이 나올 것이라 생각하였다. 그러나 실험결과를 보니, 내 생각과는 정 반대의 결과를 볼 수 있었다. 물론 전반적인 값은 비슷했지만 각각의 x와 z의 측정값이 조금씩 다르게 측정되는 것을 볼 수 있었다.왜 이렇게 같은 제품에 대한 측정값이 다르게 나오는 것일까? 하고 몇 가지 고찰을 해보았다. 일단 첫 째로 각 CD와 베어링이 비록 생긴 것은 똑같이 생겼지만 결국 미세한 관점에서 본다면 모양이 완전히 같을 수는 없었다. 예를 들어 제품이 어딘가 부딫혀서 약간의 기스나 파임이 있다면 그것 또한 제품 길이 측정시 결과에 영향을 줄 수 있었다. 두 번째로 제품가 잛아지므로 실제값보다 더 짧은 값이 나올 것이다. (같은 CD 또는 베어링 인데도 불구하고 다른값이 나오는 이유이기도 하다) 세 번째로 측정할 때 들어가는 힘을 생각해 볼 수 있었다. 마이크로미터 같은 경우에는 과도한 힘을 방지하기 위해 래쳇을 이용하여 최대한 오차를 줄일 수 있게 만들어지기도 하였지만 그래도 측정 시 모두다 정확히 같은 힘을 주는 것 이란 불가능이라 생각이 되었다. 특히 한 사람만 측정할 때에도 똑같은 힘만을 가해주기란 거의 불가능에 가까운데, 한사람이 아닌 조원 세 사람이 측정 하기 때문에 역시나 우리가 가해주는 힘에 차이가 있을 수 밖에 없고 거기서도 오차가 났을 것이라 생각이 되었다. (같은 CD 또는 베어링 인데도 불구하고 다른값이 나오는 이유이기도 하다) 네 번째로 우리가 눈금을 읽을 때에 애매한 경우가 많이 있었다. 예를들어 버어니어 캘리퍼에서 값을 측정할 때에 0.0x mm 의 측정에선 아들자 눈금과 어미자 눈금이 정확히 일치하는 위치를 찾아 눈금값을 읽어야 하는데, 여러곳에서 일자로 보이는 곳이 많았고 사람의 눈으로 어떤 것이 더 일직선에 가까운지 판단하기 어려운 부분도 있어서, 눈금을 읽는 부분에서도 오차가 상당부분 발생할 수 있다고 생각이 되었다.(같은 CD인데도 불구하고 다른값이 나오는 이유이기도 하다) 마지막으로 우리가 구한 CD 내경값에 대해 고찰해 보도록 하겠다. 이 값은 책에 주어진 값과 오차가 매우 큰 것으로 미루어 보아 위에서 생각한 오차가 아닌 다른 오차의 요인이 있을 것이라 생각이 되었다. 우리의 결과값은 평균값이 10.5mm 이고 표준편차가 0.0086mm로 측정값이 매우 고르게 측정된 것을 볼 수 있다. 우리의 측정값이 10.5mm 근방에서 고르게 측정된 것으로 미루어 보아 첫 번째 CD내경값 측정시 잘못 읽은 값이 다른 모든값에 영향을 준 것으로 보여졌다. 내가 첫 번째로 CD 내경값을 측정하였는데 값을 10.51mm로 읽었다. 그 후에 쭉 측정할시 10mm의 경우 버어니어 캘리퍼 측정실험에서 꽤 큰

자연과학| 2010.10.26| 6페이지| 1,000원| 조회(142)

실험, 길이의측정, 마이크로미터, 버니어캘리퍼

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