힘 측정 레포트

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2010.01.15 / 2019.12.24
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목차: 1. 목적
2. 이론
3. 실험장치
4. 실험방법
5. 결과 및 고찰
6. 결론

본문내용: 󰊱 목적
기계분야에서는 힘의 측정이 매우 중요하게 취급되는데, 휘이트스톤 브릿지 (Wheatstone Bridge)와 스트레인 게이지 (Strain gage)를 이용하여 측정하는 기본 계측방법을 습득하고, 스트레인 증폭기에서 얻어진 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸어, PC로 데이터를 처리하는 방법(Labview)을 연습한다. 외팔보 계의 구성 및 보정 방법을 이해하고, 외팔보에 걸리는 임의의 하중을 측정하여 데이터를 처리하는 기법을 이해한다. 그리고, 응력-변형률 관계로부터 탄성계수를 구하는 방법을 확인하고, 관련된 고체역학의 주요 내용을 복습하고자 한다.

저항선의 저항은 보통 120Ω을 표준 규격값으로 사용하고, 변환기용 게이지인 경우는 감도를 높히기 위해서 350Ω 저항치를 이용하고 있다. 저항선의 길이는 짧게는 1～10mm, 길게는 10～300mm까지 다양하게 있는데, 사용목적에 따라 게이지 길이를 결정하면 된다. 잔류 응력 측정 또는 급격한 응력변화가 있을 때는 매우 짧은 1～3mm, 일반 강재 등의 응력인 경우는 3～30mm, 콘크리트의 응력 등의 불균일 응력장인 경우는 30～300mm 길이의 게이지를 사용하는 것이 좋다. 저항선 형태는 처음에는 와이어(wire) 형태로 제작되었다가, 최근에는 포토에칭(photo-etching)기술이 발전되어 포일(foil) 형태가 대다수이다. 포일형태의 게이지는 레이저 광선과 마스크(mask)를 이용하여 저항판의 불필요한 부분은 식각하여 저항선과 비슷한 형태로 제작한 것이다.
절연체의 베이스는 저항선과 피측정체간의 전기적 절연을 하기 위한 것으로, 폴리에스테르(polyester), 베이크라이트(bakelite) 등을 사용하고 있다.
스트레인 게이지를 피측정 물체에 접착제를 이용하여 부착한 뒤에, 미세한 변형율(10-1000μst)을 측정하기 때문에 숙련된 기술과 세심한 주의가 필요하다. 사용되는 접착제로서는 단기적인 측정을 할 때는 보통 시아노아크릴제의 순간접착제를 사용하고, 장기간 측정을 할 때는 에폭시 등의 접착제를 사용한다. 또한 습기에 노출될 가능성이 많은 현장에서는 접착된 스트레인 게이지 위에 코팅을 2～4중으로 처리해야 한다.

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