기초공학실험 - 압력측정

본문내용

돌려 압력을 100kPa씩 700kPa까지 올려가며 각 압력을 기록한다.
7) 다음은 감압하면서 압력측정 실험을 하기 위해 질소통 main v/v와 Bourdon tube 1압력계 옆의 밸브를 닫은 후, 감압밸브를 천천히 돌려 압력을 100kPa씩 100kPa까지 내려가며 각 압력을 기록한다.
- 동압측정
1) 질소통과 압력실험장치의 동압측정 입구를 호스로 연결한다. 동압측정 charge amp.의 뒤쪽 OUTPUT과 오실로스코프 입력 Channel 1을 동축 cable로 연결한다.
2) Charge amp.의 power를 ON하고, 상부 왼쪽 레버를 GND로 하고, 하부 Range를 500에 맞춘다(이 경우 50psig/volt:스코프 측정 1volt는 50psig).
3) 오실로스코프power를 ON하고 질소가스통의 regulator를 조정하여 압력을 Bourdon tube 1에서 2kgf/cm이 되게 한다.
4) 오실로스코프를 [trigger level]-[0.2volt],[trigger menu]-[slope]를 ↗로 설정하고,
[Mode]-[Normal]로 설정하고 [RUN/STOP] 버튼은 눌러 RUN으로 설정하여 standby 시킨다.
5) Charge amp.의 상부 왼쪽 레버를 OPR로 하고, Solenoid 밸브 스위치를 ON하여 질소
를 실험부로 공급한다.
6) 오실로스코프에서 [RUN/STOP] 버튼을 눌러 STOP 시키고, 기록된 시그널을
HARDCOPY를 눌러 디스켓에 저장한다.
7) Strain gauge 압력계의 압력을 읽어 기록(kPa)하고, 오실로스코프의 [cursor]-[H bars]를 이용하여 시그널의 최하점 값과 최고점 값의 차이를 기록하고, Charge amp.의 상부 왼쪽 레버를 GND로 한다.
8) 오실로스코프의 [trigger menu]-[slope]를 ↘로 설정하고,[Mode]-[Normal]로, [RUN/STOP] 버튼을 눌러 RUN으로 설정하여 standby 시킨다.
9) Charge amp.의 상부 왼쪽 레버를 OPR로 하고, Solenoid 밸브를 OFF하여 실험부내 질소를 방출시킨다.
10) 6),7)을 반복한다.
11) 4)부터 10)과정을 Bourdon tube 1 압력 4kgf/cm, 6kgf/cm에 대해 반복한다.
12) 오실로스코프, Charge amp. 밸브의 power를 OFF한다.
8. 실험 결과
DATA SHEET
Pressure Measurement
Group #: 2조 Date: 2009/5/20
1. Static Pressure
#(kPa)
Strain gauge
(kPa)
Bourdon tube 1
(kgf/)
Bourdon tube 2
(kgf/)
Remark
100
102.7
1
1.5
가압
200
199.3
1.8
2.5
가압
300
302.5
2.9
3.5
가압
400
405.1
3.9
4.7
가압
500
496.2
4.8
5.6
가압
600
603
5.9
6.7
가압
700
700.1
6.9
7.7
가압
600
602.2
6
6.7
감압
500
501.6
4.9
5.6
감압
400
400.4
3.9
4.6
감압
300
299.9
2.8
3.5
감압
200
197.1
1.8
2.5
감압
100
98.7
0.9
1.5
감압
<가압 그래프>
<감압 그래프>
2. Dynamic Pressure
#
(kgf/)
Strain gauge
(kPa)
Output, △
(volt)
Remark
2
215.4
350mV
가압
2
0.5
370mV
감압
4
412.3
670mV
가압
4
0.5
720mV
감압
6
618
1V
가압
6
0.5
1.06V
감압
<가압 그래프>
<감압 그래프>
3. 오실로스코프 측정값
<실제실험에 사용된 오실로스코프>
9. 분석 및 고찰
- 이론 설명을 듣고 난 후 우리 조는 실험을 실시하였다. 우선 질소 탱크 압력을 이용하여 스트레인 게이지 압력 값을 맞춰 결과 값을 측정하는 실험이다. 조원 중 1명이 질소 탱크를 조작하여 100kPa씩 가압, 감압을 하였다. 그 과정이 제일 힘들었던 것 같았다. 질소탱크를 조절하는 과정에서는 순간의 실수로 인하여 실험을 처음부터 다시 해야 하는 상황일 될 수도 있었다. 질소탱크 조절 실험자는 밸브를 아주 조심스럽게 작동을 하였으며, 실험 100kPa 씩 가압, 감압을 하는데서는 거의 정확하게 일치하도록 하였다. 하지만 역시 사람이 하는 작업이라 오차는 불가피할 수 없었다. 동압측정 역시 질소탱크를 이용하여 측정하는 것이었다. 질소탱크 밸브를 이용하여 오실로스코프를 통해 전압을 측정하고 위 그래프와 같은 결과 값을 얻음으로써 이번 압력 측정 실험을 마칠 수 있었다.
위 측정기구(Bourdon gauge, Strain gauge, Solenoid valve, Quartz 동압계)를 사용함으로써 실험기구의 사용법을 익힐 수 있었고, 보고서를 작성하면서 위 기구외에 여러 가지 압력계가 있음을 알 수 있었던 실험 이였다.
10. 오차 발생 이유
- 위 실험에서 측정자에 따른 오차가 있었지만 기구의 오차역시 무시 할 수 없었다. 우선 측정자가 직접 질소탱크 밸브를 열고 잠그고를 반복하기 때문에 오차가 발생하였고, 실험자가 게이지 눈금을 읽는 데서 오차가 발생하였다. 그리고 부르돈 게이지는 질소탱크 압력에 영향을 받는 것도 있지만 대기압의 영향도 있으므로 오차가 발생할 수가 있었다. 또한 스트레인 게이지 역시 실험 전에 대기압 0 으로 맞추어서 실험을 실시하였어야 했지만 실험결과에서와 같이 0.5를 가리키고 있었다. 위 오차 외에 기후에 따른 오차등과 같이 수많은 오차들이 있었겠지만 대표적으로 위와 같은 오차현상들로 인하여 실험값에 차이를 보였다.
11. 참 고 자 료
*http://blog.naver.com/pungum82?Redirect=Log&logNo=100046850757 (압전효과)
*http://www.bestner.com/html/piezo_01.php (역압전)
*http://www.newins.co.kr/upload/tech/%BE%D0%B7%C2%20%C3%F8%C1%A4%20%B9%E6%B9%FD.pdf (압력계 종류)

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