기계공학실험 12장 힘측정

소개글

기계공학실험 12장 힘측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.목적

2.이론

3.실험장치, 준비물

4.측정실습

5.실험결과

6.고찰

7.결론

본문내용

가변저항을 이용해 이 회로를 이해 하는 것이 목적이었고
첫번째 실험은 2가지로 나뉘어졌다. 첫 번 째 는 전압BD를 0V를 맞췄어야했다. 그렇게 하기위해 가 0V로 만들어지도록 가변저항을 조절했다. 그런데 엄청난 실수를 범했다. 실험을 할 때에는 잘 된 줄 알고 실험을 다 하고 넘어갔는데 지금 계산을 해보니 전압이 증가해버렸던 것이다. 이 가변저항이 119.8에서 69.5로 변화시킨 것이다. 그러니 당연히 는 0V가 아니고 가변저항을 바꾸기 전의 보다 의 값이 더 커졌다. 이런 실수가 생긴 이유는 실험에 대한 기본적인 지식을 숙지 안하고 실험을 했던 탓이다. 다음부턴 이런 실수를 범하지 말아야겠다.
두 번째는 의 전압이 0V가 나오는지 확인 후에 손으로 저항 하나를 만져서 이에 전압 변화를 관찰하는 것이었다. 이것도 역시 의 전압이 0V가 나오지 않았고 4.9mV라는 미세한 값이 나왔다. 이론적인 의 전압은 2.2mV인 측정값보다 약 2배가 낮은 수치였다. 차이가 난 이유는 멀티미터로 의 전압을 잴 때 멀티미터의 선이 어떠한 영향을 주어서 이런 차이를 나게 한 것 같다.
온도를 올렸을 때 전압의 변화는 가 4.9mV에서 6.5mV로 증가하였다. 이는 온도가 높아지면 저항이 높아져서 와 가 차이가 더 날것이다. 그래서 의 크기는 더 커졌음이 당연하다.
두 번째 실험은 휘이트스톤 브릿지 회로의 밸런스 실험 이었다. 첫 번째 실험에서 저항2개를 더 연결 한후 전압 를 측정하는 것이었다. 의 값은 또 0V가 나오지 않고 측정값은 24mv가 나왔고 이론값은 11mV로 나와서 오차는 54%정도였다. 오차가 난 이유는 첫 번째 실험처럼 멀티미터의 선 자체 저항 때문에 일 수도있고 각각의 저항을 정확히 측정하지 못한 이유도 있을 것이다.
세 번째 실험은 전체 시스템 보정 이었다. 이것은 무게를 알고있는 추를 측정했을 때 이론적으로 계산한 값과 어느정도 근접한 값을 보여주는지를 확인하고, 오차도 알아내는 것이다. 추의 무게를 200g,400g,500g,600g인 경우에 전압을 측정하고서 전압값을 가지고 이론값을 추정하였는데 측정값과 유사할 때도 있었고 측정값과 완전히 다를때도 있었다. 이런 이유는 전압이 너무 민감하게 변한 것 때문이다. 1000배나 증폭을 해서 아주 조그마한 반응에도 그 스트레인게이지가 영향을 받았다. 또한 스트레인게이지를 움직이지 않아도 우리가 그냥 조금만 움직일경우에 전압이 바뀌는걸 알수 있었다. 그리고 이에 대한 보정그래프를 만들었는데 보정그래프를 만들기위해 최소자승법을 이용해서 일직선인 함수를 만들려고 했다. 그러나 기울기가 음수가 나와버려서 보정그래프에서표시는 못하였다.
마지막 실험은 실질적으로 우리가 해야하는 실험인 힘측정 실험 이었다. 임의의 추를 추걸이에 가 놓고 전압의 변화를 가지고 추의 무게를 추정하는 것이었다. 세 번째 실험보다 오차가 훨씬 크게나왔다. 이론적으로 나올수 없는 오차가 나온 것이다. 최대 오차는 7100% 였고 최소 오차는 4100%였다. 무려 71~41배가 차이가 난 것이다. 오차가 이렇게 크게 난 이유는 세 번째 실험과 비슷할 것이다. 추가적으로 설명하자면 우리가 구하는 식에서 숫자를 잘못대입 했을 수도있다. 그리고 영점 보정을 추의 무게를 바꿀때마다 정확히 해줘야하는데 그것을 하지 못해서 이런 결과가 나온 것 같다.
실험은 전체적으로 실패였다. 그렇지만 실패한 이유를 생각해보면서 올바른 실험법을 알게되었고 실제로는 힘측정을 제대로 못했지만 이론적으로는 힘측정을 이해할수 있는 계기가 되었다.
7.결론
증폭이 1000배가 되어서 이 실험은 매우 조심하게 실시되어야하며 전압의 변화를 통해 힘을 측정 할 수 있었다.

키워드

아주대학교,   기계공학,   기계공학실험