기계공학실험 - 가속도 측정

목차

1. 목적

2. 이론

3. 실험장치

4. 실험방법

5. 결과

6. 고찰

7. 결론

본문내용

단순진동과 부가질량을 이용한 단순진동의 감쇠계수는 거의 일치한다.
라. 스프링의 탄성계수와 진동추의 초기질량
초기질량(kg)
탄성계수(N/m)
1
-0.02
-8.01E-06
2
-0.02
-8.01E-06
3
-0.02
-8.01E-06
4
-0.02
-8.01E-06
5
2.85E-05
8.01E-06
6
-0.02
-8.01E-06
7
lnf
lnf
8
-0.02
-8.01E-06
- 초기질량이 음수 값도 나오고 값의 변화가 매우 컸다. 이는 매 측정시에 발생하는 오차 때문에 그런것이다.
6. 고찰
- 전형적인 그래프는 Underdamp가 나와야하는데도 불구하고 Test문서를 통한 그래프를 보면 최대 진폭이 점점 작아지는 것이 아니라 처음에는 일정하고 그다음에는 다시 증가하다가 감소하기 시작한다.
- Mass coeff calculator를 통한 값을 보면 탄성계수가 음의 값이 나온다. 물론 실험한 순서대로 자료값을 랩뷰에 집어 넣었기 때문이지만 질량을 달았을때 고유각속도는 단순진동일때 보다 작게 나와야한다. 특정 값들이 단순진동일때 보다 크게 나온다. 실험 할때마다 그때 그때 약간의 조건이 변화 한데에서 그 오차를 찾아 볼 수가 있다. 초기질량 만을 이용하였을 때의 감쇠계수 : 0.005403, 질량을 추가 하였을 때의 감쇠 계수감쇠계수 : 0.005931는 이론적으로 동일한데 실험값으로 얻은 것은 비록 작은 값이지만 1%에 가까운 오차가 있었다. 감쇠계수는 초기 두 진폭의 비와 주기에 영향을 받는데 실험할 때의 주위 여건이 달라짐에 딸라서 감쇠율과 주기가 조금씩 변하여 정확한 값이 나오지 않고 평균값으로 계산한데서 그 원인(오차)를 찾을 수 있다.
- 계산할 것도 꽤 많았다. 변위와 고유각속도 감쇠각속도 및 감쇠율을 이용하여 가속도를 공식에 대입하여 구한다. 고유각속도와 감쇠각속도가 실험할 때마다 조금씩 다르게 나와서 공식에 대입하여 계산한 결과 오차가 발생하였다.
- 오차의 원인을 정리하여 보면, 가속도 측정 장치가 주위의 영향을 받는다는 것이고, 측정 가속도 범위가 +2.5~-2.5 로 설정을 하여서 정확성이 약간 덜어진다는 것이다.
7. 결론
이번 실험의 목적은 가속도를 측정할 수 있는 센서를 이용하여 단순한 운동 상태에서의 가속도 변화를 측정하고 이론에 따라 분석함으로써 가속도에 관한 이해를 높이며 가속도 측정을 이용한 기계적인 응용 분야에 대한 적응력을 기르는 것이었다. 내용이 진동부분이라 진동을 먼저 수강한 나한테는 상당히 이해하기 편하고 실험하기도 편한 실험이었다. 따라서 가속도 변화를 분석하고 그것을 이해하기도 매우 수월했다.
이번 실험도 역시 상당히 많은 오차를 얻게 되었다. 실험 1에서는 대부분 아날로그 방식으로 측정하여 측정오차가 상당해서 디지털방식으로 하면 오차가 많이 줄어들 것이라고 예측했지만 오히려 디지털방식의 측정이 실험자의 실수를 극대화 시켜 더 심각한 오차를 발생시키는 것 같다. 다음 실험 역시 속도를 측정하는 것인데 앞의 실수에서 얻은 지식을 바탕으로 좀 더 오차가 없는 실험을 해야겠다.

키워드

가속도 센서,   가속도 측정,   관성식