[제어실험]strain gauge , linear and rotary potentiometer

소개글

[제어실험]strain gauge , linear and rotary potentiometer에 대한 보고서 자료입니다.

목차

실험1. The Strain Gauge
1.3.1 The Strain Gauge Potential Divider
1.3.2 Part B : The Quarter Strain Gauge Bridge(or Quarter Bridge)
1.3.3 Part C : The Half Strain Gauge Bridge(or Half Bridge)
1.3.4 Part D : The Full Strain Gauge Bridge(Full Bridge)
1.5 Discussion, Comments and Conclusions

실험2. The Linear and Rotary Potentiometer
2.3.1 Part A : The Linear Potentiometer
2.3.2 Part B : The Rotary Potentiometer
2.5 Discussion, Comments and Conclusions

실험4 : The Variable Area Capacitance
4.3.1 Part A : The Variable Capacitor Characteristics
4.3.2 Part B : The Variable Capacitor with Gain
4.5 Discussion, Comments and Conclusions

실험 5 : The Reed Switch
5.5 Discussion, Comments and Conclusions
실험소감

본문내용

08
2
0.12
3
0.14
4
0.18
5
0.24
6
0.29
7
0.33
8
0.38
9
0.44
Linear Assembly를 중간 정도의 위치에 두고 Meter Reading으로 측정할 수 있는 최소 이동량(Resolution)은 0.167mm 이다.
4.3.2 Part B : The Variable Capacitor with Gain
이번에는 증폭기의 Gain을 10으로 맞추고 Variable Capacitor를 증폭기의 입력에 연결했다. 그리고 나서 Linear Assembly를 움직여 출력전압을 측정했다.
Displacement
(mm)
Output
(V)
0
3.30
1
3.93
2
4.36
3
5.00
4
5.13
5
5.93
6
6.58
7
7.23
8
8.00
9
8.57
Displacement를 0으로 맞추고 Zero Setting을 하려고 했으나 가장 낮은 출력이 3.3V라서 Zero Setting이 불가능했다. 출력의 변화는 3.3V부터 시작했다.
Linear Assembly를 중간 정도의 위치에 두고 Meter Reading으로 측정할 수 있는 최소 이동량(Resolution)은 0.013mm 이다.
4.5 Discussion, Comments and Conclusions
이번 실험에서 Linear Assembly의 Displace를 조절한다는 것은 Capacitor의 면적을 조절하는 것이다. Capacitance 식을 보면 Capacitance는 그 판의 면적에 비례한다는 것을 알 수 있다. 실험을 통해 확인해본 결과 거의 Linear 한 변화량을 측정할 수 있었다. Displacement가 4mm 부근에서는 평균 기울기와는 상당히 다른 결과가 측정되었는데, 이것은 특정부분에 국한 된 결과이므로, Linear Assembly 내부의 오차라고 여겨진다.
실험 5 : The Reed Switch
이번 실험은 자기장의 크기변화에 따른 Reed Switch의 동작을 측정하는 것이다. 입력은 Linear Assembly의 Displace이고, 출력은 Meter Reading이다.
Displacement
(mm)
Output
(V)
0
0
1
5.02
2
5.02
3
5.02
4
5.02
5
5.02
6
5.02
7
0
8
0
9
0
Displacement가 0mm에서 1mm로 바뀌는 시점에서 Output Voltage는 0V에서 5.02V로 바뀌었다. 그 후 Displacement를 변화시켜도 Output은 불변하다가 7mm가 되는 순간 다시 0V가 되었다. 이러한 결과는 Displacement의 변화에 따라 Reed switch에 작용하는 자기장의 세기가 달라지기 때문에 발생하는 것이다. 자기장이 약할 때는 Reed Switch가 Open이므로 출력전압은 Vcc와 같은 5V가 된다. 자기장의 세기를 점점 증가시켜 충분한 크기의 자기장이 형성되면 Reed Switch는 Short되고, 출력은 Ground와 Short되면서 0V가 된다. 그 시점은 실험결과 6mm에서 7mm로 바뀌는 지점이라는 것을 알 수 있다.
5.5 Discussion, Comments and Conclusions
이번 실험을 통해 Reed Switch에 작용하는 자기장의 효과를 알아볼 수 있었다. 초기조건으로 Output Voltage가 0V였는데, Displacement의 미세한 변화에도 즉각적으로 5V로 바뀐 것으로 보아, 스위치가 Open 상태일 때의 출력이 5V라는 점을 알 수 있다. 이번 실험에서는 출력 값이 두 가지밖에 없어서 오차는 발생하지 않았는데, 처음에 0V에서 5V로 바뀌는 시점은 실험상의 오류라고 생각된다. 실험과정을 보면 시작할 때의 출력 Voltage는 5V가 되어야 정상이기 때문이다.
실험소감
제어공학 실험은 처음 해보는 거라 SIS 장비를 새롭게 사용하게 되었다. 장비의 사용법을 익히면서 이번 실험을 진행했는데, 첫 실험이라 그런지 그리 어렵지 않은 내용이었다. 예전에 했던 전자공학 실험과는 다르게, 미지의 소자의 특성을 파악하는, 즉 계측이라는 개념을 새롭게 배우는 과정이 생소하게 느껴졌지만, 생소한 만큼 배우는 것도 많은 실험이 될 것 같다. 대부분의 실험이 Displacement의 미세한 변화로 출력 전압의 변화를 측정하는 실험이었는데, 모든 실험의 결과가 거의 선형적인 출력이 나와서 실험결과는 만족할 만한 수준이었다고 생각한다. 다음주의 실험부터는 PC를 사용하는 실험이라고 한다. 철저한 예습을 통해 실험준비에 만전을 기해야겠다.

키워드

제어실험,   제어공학,   strain,   gauge,   potentiometer,   linear,   rotary,   센서