strain 측정 실험

목차

1. 서론

2. 목적

3. 관련 이론

4. 시험 장치 및 시험 방법

5. 시험 결과

6. 결과 분석

7. 오차 원인

8. 결론

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본문내용

strain gauge 관련 이론 (HOME WORK 1) >
변형률계 (strain gauge, extensometer)피측정물에 설치된 2점 사이의 길이 변화를 측정하고 그 구간에 생긴 변형률을 구하는 계기로 기계식 변형률계, 광학식 변형률계, 전기계측기 변형률계, 음향적 변형률계가 있다.
기계식 변형률계(extensometer)는 길이의 미소변화를 레버, 다이얼게이지 등으로 확대하여 측정하는 것으로서 확대율이 최소한 1500배 정도가 필요하다. 이러한 확대에 빛의 지레를 이용한 것을 광학식 변형률계(optical extensometer)라 한다.
전기계측식 변형률계(electrical strain gauge)는 2점 사이에 생긴 길이의 변화를 전기량으로 변환하고 전기량의 변화에서 변형률을 구하는 것이다. 변환에 있어서 취급하는 전기적 성질에 따라 저항형 변형률계, 용량형 변형률계, 인덕턴스형 변형률계 등으로 나뉜다.
저항형 변형률계에는 피측정물에 밀착하도록 접착제로 붙인 접착형(bonded type)과 2점 사이에 저항선을 펴고 그 간격의 변화가 저항선에 전해지도록 만든 비접착형(unbonded type)이 있다.
음향적 변형률계(acoustic strain gauge)는 피측정물의 2점 사이의 길이의 신축에 의해 생긴 장력의 변동에 따라 변화하는 성질을 이용하는 것이다. 그 현과 측정기에 설치된 표준현의 진동수의 차에 의한 맥놀이를 듣고 맥놀이가 생기지 않도록 표준현의 장력을 조절하는 것이다. 이 때 표준현에 주어진 변형률에서 피측정체의 변형률을 간접적으로 구하는 방법으로 진동현 변형률계(vibrating wire strain gauge)가 개발되었다. 그 후 이 변형률계는 측정현과 표준현의 진동수의 동조상태를 브라운관에 표시하여 측정하는 방법 또는 선정된 현의 진동수를 직접 디지털표시하는 방법 등으로 측정방법이 개선되었다. 진동형 변형률계는 전기저항선 변형률계에 대한 경우에 사소한 저항의 변화를 문제로 하지 않는 이점이 있으며, 구미에서는 토목, 건축분야에서 많이 사용되고 있다.
< strain gauge 부착 방법(HOME WORK 2) >
스트레인게이지를 사용하여 변형률을 측정하고자 할 때에는 게이지의 접착 상태가 좋아야
정확한 측정값을 얻을 수 있다. 게이지의 접착 법은 접착제의 종류와 사용하는 게이지마다
조금씩 다르다. 여기서는 Measurement Group 사에서 생산하는 스트레인게이지를 같은
회사의 접착제인 M-Bond 200 을 사용하여 접착하는 방법에 대해 알아본다. 여기서
기술되는 화학 약품들은 Measurement Group 사의 스트레인게이지 접착용 키트에
포함되어 있는 제품이다.
1. 게이지를 붙일 곳에 Degreaser 로 시편의 표면에 묻어 있는 기름기 및 이물질을
제거한다. (그림 1)
2. 220 또는 320 번 사포로 시편을 마른 상태로 1 차로 닦아내고, M PREP Conditioner
A 를 뿌려서 작업면이 젖은 상태로 2 차로 닦아낸다. 작업면이 너무 거칠 때에는
그라인더를 사용하여 녹, 도금 등을 완전히 없앤 후 사포 질을 한다. 작업면에 기계가공
면이나 흠집 등이 없어질 때까지 작업면이 젖은 상태로 계속 사포질한다. (그림 2a)
사포질이 끝나면 거즈로 닦아낸다.
3. 게이지를 붙일 곳에 볼펜이나 날카로운 송곳으로 직각이 되도록 금을 긋는다. 송곳을
사용할 때에는 너무 깊은 상처가 나지 않도록 한다. 작업면에 Conditioner 를 뿌리고
면봉으로 닦아낸다. 면봉이 더러워지면 다시 새것으로 교체하여 문지른다. 면봉에 더러운
이 물질이 묻어 나오지 않을 때까지 문지른 후 거즈로 작업면을 닦아낸다. (그림 2b)
4. 작업면에 M-Prep Neutralizer 5A 를 뿌리고 면봉으로 문지른 후 (그림 3), 거즈로 살짝 닦아낸다. 이후에는 작업면에 이물질이 묻어서는 안된다.
5. 게이지를 꺼내어 접착면이 바닥에 가도록 깨끗한 바닥에 놓는다. 터미널은 게이지의 다리에서 아래로 1.6mm 정도 떨어진 곳에 놓고 그 위로 셀로판 테이프를 붙인다.
테이프를 떼어낼 때는 게이지가 구겨지지 않도록 테이프와 지면이 약 30o 도 되게 하여 한번에 떼어낸다. (그림 4)
6. 게이지가 붙은 테이프를 게이지를 붙일 지점에 정확히 붙인다. 게이지에 있는 삼각형
마크가 시편에 그어 놓은 선과 일치하도록 하면 정확히 붙일 수 있다. (그림 5)
7. 게이지와 터미널이 시편에서 떨어지도록 테이프를 떼어내고 (그림 6a), 그림 6b 처럼
완전히 테이프를 뒤로 제낀다.
8. M-Bond 200 catalyst 를 게이지와 터미널에 바른 뒤 건조 시킨다. (그림 7)
9. 그림 8 과 같이 M-Bond 200 을 테이프와 시편의 표면 경계에 한 두 방울 떨어뜨린다. 실제 게이지 접착면에서 테이프까지의 거리가 약 13 mm 인 지점에 접착제를 떨어뜨리는 것이 좋다.
10. 테이프를 시편과 약 30°정도의 각도가 되도록 기울여 그림 9 와 같이 위에서 거즈로
밀어서 접착제가 완전히 게이지에 묻도록 한다.
11. 손가락으로 게이지 접착면에 균일하게 압력을 가하면서 1 분 정도 누른다. (그림 10)
만약 실내온도가 낮을 경우 누르는 시간은 오래 하는 것이 좋다. 테이프를 벗겨내기 전까지 약 2 분간 기다린다.
12. 이제 게이지와 터미널은 완전히 접착되었다. 테이프는 그림 11 과 같이 테이프를 뒤로
완전히 제겨서 떼어낸다. 터미널에 리이드선을 납땜하기 전까지는 게이지의 오염을
막기위해 테이프는 그대로 붙여둔다.
13. soldering flux 를 터미널에 약간 묻혀서 게이지의 단자선을 터미널에 납땜하고
리이드선을 납땜한다. 납땜 후에는 Rosin Solvent(RSK-1)로 flux 를 닦아낸다.
납땜을 하기 전에는 게이지의 변형량 감지 저항체 부분을 셀로판 테이프로 붙여서 납땜도중
납이 변형량 감지부로 튀어가지 않도록 보호한다. 리이드선의 납땜 후에는 리이드선이
움직여서 납땜이 떨어지지 않도록 테이프를 붙여 고정해 준다.
14. 납땜 작업이 끝났으면 적당한 코팅제(M-Coat A∼D)를 선택하여 게이지 면과 터미널
부에 코팅을 해 준다

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