기계공학실험 - 길이 측정

소개글

기계공학실험 - 길이 측정에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

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-2.376
1.24
-0.02
3
1.192
-2.379
1.21
-0.02
1.21
-2.379
1.21
-0.02
-2.379
1.21
-0.02
4
1.206
-2.378
1.22
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1.23
-2.377
1.23
-0.02
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1.24
-0.03
5
1.176
-2.383
1.17
0.01
1.18
-2.382
1.18
0.00
-2.382
1.18
0.00
평균
1.1954
-2.379
1.21
-0.02
1.21
표 5 CD 두께 미소 길이 측정 결과표
○ 표준편차 : 0.023844
신뢰한계 : ±0.013205 (신뢰수준 95%)
구분
마이크로미터(mm)
LVDT(V)
환산값(mm)
편차
평균
1
1.014
-2.401
0.99
0.02
0.99
-2.401
0.99
0.02
-2.401
0.99
0.02
2
1.007
-2.410
0.9
0.11
0.97
-2.399
1.01
0.00
-2.401
0.99
0.02
3
1.011
-2.401
0.99
0.02
1.00
-2.399
1.01
0.00
-2.399
1.01
0.00
4
1.008
-2.395
1.05
-0.04
1.04
-2.399
1.01
0.00
-2.394
1.06
-0.05
5
1.014
-2.396
1.04
-0.03
1.04
-2.395
1.05
-0.04
-2.396
1.04
-0.03
평균
1.0108
-2.399
1.01
0.00
1.01
표 6 와셔 두께 미소 길이 측정 결과표
○ 표준편차 : 0.039255
신뢰한계 : ±0.021739 (신뢰수준 95%)
구분
마이크로미터(mm)
LVDT(V)
환산값(mm)
편차
평균
1
6.458
-1.838
6.62
-0.16
6.62
-1.839
6.61
-0.15
-1.836
6.64
-0.18
2
6.466
-1.834
6.66
-0.19
6.65
-1.839
6.61
-0.14
-1.832
6.68
-0.21
3
6.46
-1.841
6.59
-0.13
6.63
-1.831
6.69
-0.23
-1.839
6.61
-0.15
4
6.489
-1.839
6.61
-0.12
6.56
-1.841
6.59
-0.10
-1.851
6.49
0.00
5
6.464
-1.839
6.61
-0.15
6.59
-1.841
6.59
-0.13
-1.842
6.58
-0.12
평균
6.4674
-1.839
6.61
-0.14
6.61
표 6 와셔 두께 미소 길이 측정 결과표
○ 표준편차 : 0.047238
신뢰한계 : ±0.026159 (신뢰수준 95%)
6. 고찰
○ LVDT는 그 구조상 측정되는 전압이 선형으로 변하는 부분이 한정되어 있는데 이는 전체적인 측정 전압의 모양이 포물선을 그리기 때문이다. 그러나 일반적으로 사용되는 범위 내에서는 선형으로 간주하여도 큰 오차가 발생하지 않기 때문에 비교적 정확한 길이의 측정을 매우 높은 분해능으로 해낼 수 있다. 매우 높은 정밀도를 원하지 않을 경우 쉽고 폭넓게 이용될 수 있을 것이다.
○ LVDT의 구조는 매우 높은 분해능을 갖기 때문에 출력 전압 비를 조절하여 분해능을 높일 수 있다. 이번 실험에서도 이러한 LVDT의 성질을 이용하여 LVDT에 의해 측정되는 전압을 조절하여 출력되는 전압을 1V=1cm와 1V=1mm의 두 가지 분해능으로 측정 실험을 하였다. 위의 표준편차 표에서 나타나듯이 분해능을 10배로 높인 미소 길이 측정 실습에서 편차가 전체적으로 적은 것을 알 수 있다. 실험에서 잘못 측정된 것으로 보이는 시편1의 측정값에 대한 표준편차를 제외하더라도 분해능이 높은 경우가 더욱 정확하고 미세한 측정을 가능케 한다는 것을 쉽게 비교 할 수 있다. 그러나 LVDT 자체의 무게와 구조 때문에 큰 길이나 빠른 속도에 잘 방응하지 못한다는 것은 여러 가지 응용분야에 있어서 아쉬운 점이다.
○ 이번실험에서 힘들었던 점은 길이 측정 장치의 기초가 되는 베드 부분과 엔빌 및 전위차계를 고정시키는 역할을 하는 고정용 나사 부분이 정확히 맞물리지가 않아서 정확한 고정이 힘들었던 점이다. 특히 많은 횟수의 측정을 하여야 하는 이번실험의 경우 각각의 측정을 하는 동안에 진동이나 어느 정도의 힘에도 기준이 흔들리지 않아야 함에도 불구하고, 고정된 부분이 흔들려서 처음부터 다시 측정을 하여야 하는 경우가 있었다. 좀 더 신뢰성 높은 고정 방법이 필요할 것으로 보인다.
○ 실험에 사용된 전자 장비들에 의해서도 우연 오차가 발생한 것으로 보인다. 실험값들 중간 중간에 보이는 미심쩍은 부분들이 이러한 이유에서 발생된 것으로 보인다. 이번 실험처럼 낮은 전압을 이용한 실험의 경우 이러한 부분에 민감하게 반응 할 수 있다. 교류전기를 사용하는 이번 실험에서 전류의 안정성은 실험에 있어서 매우 중요한 요소이다. 실례로 Labview 프로그램 상에 나타나는 수치는 장치를 움직이지 않고 있더라도 멈추어있지 않는다. 특히 책상이나 실험 장비에 약간의 충격만 있어도 매우 민감하게 반응하기 때문에 이에 의하여 발생하는 우연오차가 미소 길이 측정에 있어서는 매우 큰 부분 오차 발생 원인으로 작용한 것으로 보인다. 실험자들의 옷이나 머리카락 등에서 발생하는 정전기 또한 무시하지 못할 오차의 원인으로 보인다.
○ 이번 실험에서 느낀 것이 있다면 변인 통제의 중요성이다. 실험의 중요한 대상이 되는 변인을 얼마나 잘 통제 하는가 하는 것은 올바른 실험 결과에 지대한 영향을 미친다. 주 변인인 독립 변인과 실험 측정 대상인 종속 변인 이외의 다른 변인들을 잘 통제 해 주어야 하는 것이다. 이번 실험에서 측정 장치의 정확한 고정과 외부의 전기적인 노이즈에 대한 변인을 완전히 통제하였다면 좀 더 정확한 결과를 얻을 수 있었을 것이다.
7. 결론
○ 적절한 센서를 이용하여 측정 실습을 함으로써 여러 기계 분야에서 사용되는 센서에 대해서 알 수 있었고, 실험 장비의 사용법을 익힐 수 있는 실습이었다.

키워드

길이 측정,   전위차계,   LVDT